(山西兰花同宝煤业有限公司 山西高平 048407)
摘要：在煤矿运营过程中，安全监测监控系统不仅需要实时监测煤矿的运行状况，更需要对顶板、水灾、瓦斯等事故进行预测，有效地避免事故的发生或者降低事故的损失。但是当前王坪煤矿现行的监测系统却无法准确地获悉这些关键信息，存在大量的问题。在新时代的背景之下，为了从根本上为企业的安全生产保驾护航，提高企业的竞争力，传统煤炭能源企业的安全监控系统急需进行新的应用转型升级，设计新型的安全监测监控系统迫在眉睫。
关键词：煤矿安全监控系统；现状；发展趋势
引言
安全监控系统可对井下风量、有害气体浓度、粉尘浓度、温度、湿度等进行实时监测，从而有效防止井下重大安全事故的发生。但是目前我国多数煤矿回采年限长，矿井开采面积大，矿井内安装机械设备数量多，安全监控系统在安装使用时存在很多技术难题，主要表现在安全监控系统受干扰性严重，导致系统在使用过程中出现信号上传失真、精密度仪器损坏、监测数据精度低等现象，从而严重威胁着煤矿安全高效生产。
1煤矿安全监控系统应用必要性
（1）根据《国家煤矿安监局关于印发〈煤矿安全监控系统升级改造技术方案〉的通知》（煤安监函〔2016〕5号）和《国家安全监管总局国家煤矿安监局关于进一步加强煤矿重大灾害防治有效防范重特大事故的通知》（安监总煤装〔2016〕10号）的精神，煤矿必须推广应用安全监测监控新技术新装备，提高安全监控系统技术性能和安全可靠性，促进安全监测监控多元融合和信息共享，提高煤矿安全预测预警水平，实现安全监测监控信息的深度分析和综合利用。（2）根据近来全国范围内发生的一系列瓦斯爆炸事故，事故矿井多为低瓦斯矿井，因此对于低瓦斯矿井的瓦斯防治工作尤为重要。并且，随着采掘深度的增加，瓦斯含量呈增加趋势，积极应对瓦斯防控，特别是对低瓦斯矿井瓦斯监测监控及防治措施管理十分必要，必须加大投入及升级改造的力度，有效杜绝瓦斯爆炸事故的发生，确保安全生产。
2煤矿安全监控系统研究现状
安全监控系统实时性、牢靠性较低：目前大部分监控系统应用的通信模式为主、从轮询，其巡检用时较长，信息传输速度慢，若是矿井内部出现瞬间预警，经常因为巡检用时问题造成无法记载。致使矿井内部仪器不能协作运行，无法实现断电操作。系统抵御电磁波能力较弱：矿井内部施工范围较小，施工设施距离较近，电磁波环境相对复杂，致使监控系统会被其他交强的电磁波影响，目前投入使用的监控系统大多抵御电磁波影响的能力均较弱，无法良好的达到有关要求。所以，往往会出现信息不准确的问题，甚至会造成系统无法正常运行。系统智能化水平低、缺少新技术、新产品、新功能:现有主流监控系统只具备简单的监测、闭锁功能，传感器功能单一，不具备类型自识别、故障自诊断等智能功能。井下的监测监控技术普遍停留在上世纪90年代的水平，比如甲烷传感器多采用催化燃烧式，稳定周期短、频繁标校、监测数据不准确。
3煤矿安全监控系统发展趋势
3.1网络安全监控信息管理系统
煤矿网络安全监测系统需要处理的数据量比较大，要求监控系统具备较强的数据管理能力，提高煤矿安全管理效率，保证煤矿安全生产。建立煤矿安全信息管理系统，制订科学的运行管理流程，可以对煤矿生产进行有效的监督，对获取到的生产信息进行集中管理。安全管理信息系统是安全监控系统重要的组成部分，它可以把安全管理工作变得更为主动，应用网络技术、自动控制技术对煤矿安全生产进行高效管理。管理系统可以对安全信息进行归集，将安全信息录入到数据库，保存安全隐患处理意见、领导的审核批准资料等；可以对安全信息进行查询；可以实现对交接班的管理，安全检查人员在交接班时，对遇到的问题进行记录和处理，把安全责任划分得更为清楚，为安全责任追究提供根据；可对井下工作人员进行定位查询，实时了解矿井内的工作情况，如果出现突发事件，可以掌握现场人员数量、分布情况，为抢险救援提供帮助。
3.2基于光纤无线通信技术煤矿安全生产监测监控系统设计
随着科学技术的飞速发展，特别是各行各业的科技含量逐年攀升，使得煤矿安全生产监测监控领域也是不断地发展和进步。“智能化矿山预警系统”这一概念的提出，对于煤矿监测监控系统的自动化、智能化提出了更高的要求。跨领域、跨知识点的结合是很多研究者们常用的思维形式，在此，我们将信息处理、光纤无线通信、智能感知等现代化的知识和技术应用于煤矿安全生产领域，围绕煤矿安全生产的监测监控等技术需求，基于光载无线通信技术构建了有线与无线混合结构的大数据监控预警系统。光载无线通信技术和智能监测监控技术在煤矿中的应用主要内容包括以下几个方面：
（1）井下基站的建立：在煤矿复杂的环境下建立适合井下煤矿基站和通信构架，建立高效的煤矿安全监控预警感知平台；
（2）建立传输大数据的高带宽、覆盖广的光载无线通信模块，将各种单一探测器、监控设备、通信设备的信息融合到基站，将各种信号通过时分复用、码分复用等技术形成帧信号，再通过OFDM高效编码实现各种信息的融合高效传输，以期得到煤矿安全状况的及时全面分析和判断，实现了井下和井下信息的顺畅互通，对于煤矿安全生产领域的监测监控系统提供了更为准确、高效的评判。
（3）预警技术研究：信息采集处理中心获取“人，机，环”信息全面感知因素，研究瓦斯、水、火、粉尘等重大灾害预警模型及方法，把预测有危害的节点反馈给基站以便做出相应的预警，并研究煤矿重大灾害多因素全过程监控大数据的预警系统，有效提高我国煤矿灾害防治技术水平。
其具体设计思路为：首先通过无线形式传输到基站，在基站进行数据融合，然后进行编码处理等，再进行电光转换，再通过光纤传输至中心站，如下图1所示。
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图1基于光载无线通信的煤矿大数据监控预警系统框图
3.3物联网技术的应用
之前，国内的矿井施工单位对于施工设备配件的管理重视程度较低，不能有效的保证施工设备配件品质，在一定程度上降低了监控装置的运转质量。在乐基迅速发展的条件下，施工单位应该积极改变管理理念，科学引用互联网技术，确保施工设备配件能够得到智能化管理，保证每个建筑程序均具有科学性，有效的降低建筑人员的工作量，防止外界环境对施工设备配件的干扰，保证其质量能够满足施工要求，从而保证施工装置的正常运转。
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。
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