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现阶段煤矿安全监测监控系统应用探讨田磊

发表时间：2020/6/19 来源：《基层建设》2020年第4期作者：田磊

[导读] 摘要：近年来，我国对煤矿安全生产越来越重视，加之煤矿企业自身发展的需求，煤矿安全监测监控系统升级改造工作已逐渐被人们所重视，成为煤矿工作中最重要的环节之一。

        山西省大同市矿区新发地峰景山水山西省大同市 037000
        摘要：近年来，我国对煤矿安全生产越来越重视，加之煤矿企业自身发展的需求，煤矿安全监测监控系统升级改造工作已逐渐被人们所重视，成为煤矿工作中最重要的环节之一。通过对资料文献以及重点煤矿进行实地考察调研，收集重要数据和充分了解煤矿安全监测监控的实际情况，了解到检测系统的优势和存在的技术问题或者煤矿自身条件限制问题。本文对煤矿安全监测监控系统应用进行研究。
        关键词：煤矿安全；监测监控系统；应用
        引言
        随着社会的不断进步和经济的快速发展，煤矿建设生产规模不断扩大，煤矿管理和科技不断提高，对煤矿作业安全生产提出了更高的要求，煤矿生产越来越具有安全性和高效性。
        1煤矿安全监测监控系统概况
        煤矿安全监控系统是安全生产的保障，是现代化煤矿井下安全管理的重要手段，主要作用是对煤矿的瓦斯、一氧化碳、风速、烟雾、温度等环境参数和矿井生产、运输、提升、排水等环节的机电设备工作状态进行采集、监测和控制，用计算机分析处理取得的数据进行规范管理。为各级生产管理者和业务部门提供环境参数和设备动态信息，为生产指挥调度提供第一手资料。通过对被测参数的比较和分析，为预防灾害事故提供技术数据，及时实现自动报警、断电和闭锁，便于提前采取防范措施，制止事故的发生或扩大;在发生事故的情况下，能及时指示最佳救灾和避灾路线，为抢救和疏散人员、器材提供决策信息。
        2现阶段煤矿安全监测监控系统应用
        2.1数字化传输、多系统融合联动
        数字化传输:监控设备数字化传输是新一代煤矿安全监控系统的最基本特征，监控数据采用数字总线进行传输可以从源头上解决以往传感器采用频率信号传输易受干扰的问题，有效避免“上大数”、误报警的问题。目前，国内各监控系统生产厂家所采用的主流数字总线主要有RS485、CAN、Lon-Works、Profibus等。这些数字总线，在通讯速率、误码率、抗干扰性、拓扑结构上均有较好的表现。多系统融合联动:基于监控设备的数字化传输，新一代监控系统可以在井下与其他的系统之间实现数据互通，融合联动。监控系统升级改造要求必须融合的系统有环境监测、人员定位、应急广播、供电监控系统(融合的方式不局限于地面或井下)。在瓦斯超限、断电等需要立即撤人的紧急情况下，监控系统可自动与应急广播、人员定位等系统进行应急联动，利用工作面的应急广播设施播报撤离指令及紧急应对方案，同时利用人员定位识别卡等设备通知到处于危险区域的所有人员，提醒相关区域人员按照紧急应对方案进行相应的撤离，极大限度地保障煤矿职工的生命安全。
        2.2新技术、新产品、新功能
        新技术、新功能:基于数字总线方式通讯的传感器不仅可以实现分站与传感器之间的双向数据传输，而且传感器还可依据事先定义好的总线协议，向分站传输除监测值之外的更多监控信息，如传感器类型、运行状态、设备唯一性等信息，这就为传感器、断电执行器等监控终端的智能化奠定了基础。终端设备可通过硬件故障自检电路实现传感器敏感元件故障、存储器故障、通信故障等硬件故障的识别和定位。同时，在设备程序设计上，还可通过对监测值的大数据分析，依据异常数据的频次、偏离程度等信息，运用小波分析、神经网络以及各种智能算法搭建故障诊断分类方案，在线快速辨识监控设备的故障类型，并反馈至地面监控中心，有效地提高了系统的智能化程度。
        全量程激光甲烷传感器:传感器从结构上可分为激光器、气室、探测器、数据处理电路等，基于甲烷气体对特定波长的强吸收特性，采用可调谐光源+谐波吸收的方法对环境中的甲烷气体的浓度进行检测。

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全量程激光甲烷传感器具有测量精度高、稳定周期长、气体交叉敏感性低等特点，能够解决现有催化和红外等原理的甲烷传感器存在的气体选择性差、易中毒和高湿度误报等问题。目前，国内激光甲烷传感器的稳定周期普遍可以达到90d以上，较现有普遍使用的催化燃烧式甲烷传感器稳定周期(15d)有较大幅度的提升。《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》中推荐使用在“突出矿井的采煤工作面进、回风巷，煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面回风流中，采区回风巷，总回风巷”等重要瓦斯监测地点。
        2.3煤矿安全监测监控中的信息控制
        网络信息控制机制需要在网络信息体系的引导下，以工作流程为依托，帮助系统使用者更加快速高效的完成信息交互工作，方便彼此进行工作上的协调。同时，这一措施对传统模式的升级和提质提效产生了极大促进。现阶段，百度、山西大学和山西精英科技股份有限公司已经就三方合作进行了深度研讨，旨在为今后的煤矿安全监控监测信息控制提供了巨大的技术支持。从现阶段披露的消息来看，该项合作达成后将会在物联网、人工智能、大数据和云计算等技术应用上更加贴合煤矿安全监测监控的需求。同时，也会率先建成全国首个煤矿信息控制平台，其主体的初级阶段包括了备受关注的煤矿安监平台，以及智慧矿山和矿采大数据平台。煤炭安监平台的系统服务主要是提升煤矿采集安全监测和监控的工作质效，利用煤矿监测监控系统与施工现场进行联网、数据信息采集和分析统计；同时，系统还承担了定位井下人员和统计规划的智能，为煤矿安全监察应急管理提供科学合理的安监措施，对于煤矿安全监察工作的质效具有相当的提升作用，更体现了对事故隐患风险的控制和预警能力。相信在未来，三方的通力合作将能够打造安监精细化和网络化的技术平台，对于整个矿山生产工作提供可视化、自动化、智能化甚至是无人化的操作模式，实现高产、高效和安全的目标。
        3煤矿安全监测监控系统未来发展的方向
        3.1统一监控系统的构架，规范通讯协议
        目前国家安全总局对煤矿安全监测监控的行业标准还不够具体，生产系统设备的产家没有统一的协定，徐然构架的设计原理相同，但是设备接口型号不同，导致设备的联通性能不好，对地域的依赖性强。要规范通讯协议，就需要做大量的基础性研究工作，对每种型号的电气性能、安全可靠性进行数据直观化，在联合生产厂家一起对产品进行设备关联性的评判，制定通用的行业标准规范。为设备的联通使用提供便利，不受接口不匹配等问题的困扰。
        3.2生产具有高可靠性的专用传感器
        为了煤矿安全检测系统的稳定运行，其中高可靠性的传感器是关键所在。一方面是提高电磁兼容性，在产家设计传感器时，更加注重传感器传输信息功能，忽略了传感器自身的兼容性，使得传感器的功能价值单一，用户体验不佳。提高兼容性后，一机实现多信息的监控。另一方面是研制新型传感器，从新的设备材料入手，寻找更加可靠的传感器设备。
        结语
        安全监控系统是保障煤矿安全生产的“眼睛”。按照目前的发展趋势，未来的安全监控系统将不止于环境监测、参数采集和闭锁控制，诸如在大型设备运行远程控制、施工工艺革新、煤矿安全风险控制以至于矿井的物联网推广等方面都将会担当承载平台，将在煤矿未来集约型管理、降本增效、提高安全管理水平等方面发挥更大作用。
        参考文献
        ［1］马斌，蒋上荣，翟小伟．我国矿井火灾预警技术及装备研究进展［J］．陕西煤炭，2019，38(1):1－4．
        ［2］孙峰．基于远程在线监控的综合防尘示范化矿井建设［J］．陕西煤炭，2017，36(4):87－89，83．
        ［3］杨洪．安全监控系统全数字化综合预警技术研究［J］．煤炭与化工，2019，42(8):73－77．
        ［4］胡权．我国煤矿安全监测监控系统发展与应用［J］．煤炭科技，2017，38(3):202－204．