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煤矿安全监控网络的设计与实现

发表时间：2020/8/20 来源：《基层建设》2020年第10期作者：何永邦

[导读] 摘要：煤矿作为我国能源开采的重要组成，其安全生产与人民群众的生命财产、企业正常运营以及国家安定团结等具有相当紧密的联系。

        贵州兴昌科技设计咨询有限公司
        摘要：煤矿作为我国能源开采的重要组成，其安全生产与人民群众的生命财产、企业正常运营以及国家安定团结等具有相当紧密的联系。因此，必须通过切实有效的措施来强化煤矿生产的安全性。要发挥与时俱进的精神，积极发展计算机技术、信息科技与实时通讯网络技术等，建立起高技术水平的现代化煤矿安全监测监控系统，对井下煤矿开采的状况进行真实准确的即时传输。据此，本文首先介绍了煤矿安全监控网络系统的原理，并根据煤矿安全生产要求进行了安全监控网络的设计，之后分析了安全监控网络在如何在煤矿生产中的发挥其重要作用。
        关键词：煤矿；安全监控；系统设计；实现
        1引言
        煤矿安全监控系统作为我国煤矿采集产业的重要安刻全保障，是现阶段实现普及率较高的一项技术组成，对于瓦斯和煤尘引发的爆炸事故可以进行有效的预防，更是通过网络通讯技术的媒介对交流机制进行优化，对安全保障体系有了极大的提升。尤其是多项技术手段的有效融合，让管理、控制以及交流等方面的工作有了更高效的模式，让煤矿检测系统拥有了全方位的衔接，更让网络通讯来对井下瓦斯含量、煤尘颗粒物等相关监测数据进行实时传输，方便监测机构可以尽快处理。而进行瓦斯和粉尘等数据监测工作的系统，则需要对密度、浓度以及各风门风量等数据进行归集和传输，并利用安全监控网络系统的数据采集、归纳、分析以及结果分析等多项功能与外界进行及时交流。若是发现其中存在指数超标，就会进行迅速的自动报警，对风险事件进行有效的预警和防范。
        2煤矿安全监控网络系统的原理解析
        2.1原理
        煤矿安全网络监测监控系统的终端直接展开关于CH4、CO2、CO以及煤尘等有害和高危物质的数量监测，并对监测信息进行实时的数据传输。而在矿井的信息传输和交流需要通过专用介质来进行，而中心服务站在完成信息接收后便开始对所有信息进行分析和处理，并迅速判断目标范围内的安全性和风险性。一旦存在超标的风险预期，就需要采取应急措施，通过警报来通知相关人员做出相应的动作，确保整个生产活动的安全性。
        2.2功能
        第一，是实时数据传输。该功能是针对探头现场所采集的所有信息和数据进行模式转换，经过专用通道来将信息数据传输至服务器控制中心。第二，是实时数据采集。对矿井内的监控系统进行管理，保障各项传感器能够进行信息和数据的采集。第三，是实时数据处理。
        服务器控制中心会保持时刻运行，并对矿井各区域传输来的数字化信息进行处理、转换、显示以及保存，确保工程师可以在数据库内对往期数据进行查阅。一旦煤矿某监测点设备所传输的数据表明当时的指标已经接近警戒线或是超过警戒线，就会自动开启警报机制，保障相关责任人会尽快达到设计方案的位置，及时处理问题，并对警报信息进行记录和存档。第四，是报表打印。主要是根据所需的时间周期来进行数据信息的打印与整合
        3 煤矿安全监控网络设计
        网络系统的设计方案如图1所示：视频分配器安装到煤矿监控系统，部分负责输出任务的分配器与系统DVR设备并联，视频信号导接到图像处理器和管理服务器，将服务器模拟信号转成为网络信号，传入专网。画面处理器以相应算法对监控装置视频信号做相应处理，由光纤线路传送至监控中心，再由监控中心通过视频服务器传至云台控制线。如图1所示。

        图1 煤矿安全生产网络视频监控系统设计图
        该监控网络能够将煤矿生产的全过程的监控资料通过云台服务器实现多线路拷贝并能够向多个访问方进行转发。首先，监控中心利用对流服务器的管理能够同时实现监控操作和监控画面的切换与显示等。其次，利用监控管理服务器连接宽带网中的访问监控系统，能够实现同时访问监控现场图像以及查看用户的历史图像记录。最后，利用网络存储设备来实现网络视频监控系统的抗风险能力。
        4煤矿安全中的网络监控技术实现分析
        4.1网络技术在整体监控中功能的技术支持
        网络技术在实时监测控制上发挥了重要的作用，同时也需要大量的技术支持，通常有网络通信检测，网络接口检测，煤矿安检设备的基本监控，煤矿各工作面煤尘密集度进行实时采集和记录并显示；各指标浓度超标警报：井下风速数据采集和记录；负压（压力）数据采集记录；各类气体指标浓度（CO、甲烷等）采集和记录；
        温度数据采集和分析；水泵运行状态统计；绞车实时状态；电源过载报警：班次产量统计分析：网络数据传输；
        无线网络通信状态统计和分析；监控数据存储状态统计与报告；电源切换控制以及控制器自检修复等功能。
        4.2信息采集终端
        根据煤矿生产需求来对数量进行规划，设计工作时限，可以良好的统计当下工作人员的生产数量和效率，为绩效评估工作的开展提供参照数据。集中器所提供的人机接口也可以有效的设置参数，查阅液晶显示所更新的数据资料，数值和标准进行严格比对，对于监测人员而言，这样的方式可以更加清晰的进行分析和处理。
        4.3系统结构组成分析
        监控系统的构建融合了自动化控制理论、计算机信息技术、网络通信技术等领域的科学，对于井下环境和作业的实时状态进行监测和管理。例如矿井安全监控系统主要由监测传感器、井下分站、信息传输系统和地面中心站等四部分组成。传感器主要发挥了井下各项数据的测量，例如：瓦斯、风速、一氧化碳、负压等等，然后经由监控分站来进行信息整合与传输，地面中心站则符合与监控分站进行信息参数的对接，然后由分站执行中心站来发出各项指令，尤其是报警和断电控制的指令信号。具体结构如图1所示。
        4.4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实现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。
        5 结语
        煤矿安全监控网络系统的出现，最重要的作用便是降低我国煤矿在生产过程中风险发生预期和损失，强化了整体的风险预防机制和应急机制。从我国现阶段的煤矿网络安全监测监控系统实现状况来说，还需要更大程度的普及才能保障矿采系统安全性。
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