石恒伟1 王国栋2 谢海3
内蒙古智能煤炭有限责任公司麻地梁煤矿 鄂尔多斯 017100
摘 要：传统的矿井瓦斯巡回检查工作，需要瓦斯检查工携带光学瓦斯检测仪及便携式甲烷检测报警仪在井下采掘作业地点及其它需要检测瓦斯的巷道、硐室等区域进行人工巡检。这种方式需要消耗瓦检员大量体力，且由于人工作业不确定因素较多，经常造成检测结果不准确。为了消除由于人员素质参差不齐造成的检查结果不可靠，同时将瓦检员从重复且繁重的日常瓦斯巡检中解放出来，提高矿井瓦斯巡检结果的可靠性。麻地梁煤矿进行了利用智能系统进行瓦斯巡检的大胆尝试。
关键词： 瓦斯巡检 智能系统
1 矿井概述
麻地梁煤矿采用斜井、分组巷道开拓布置方式。工业场地内布置主斜井、副斜井和回风斜井3个井筒。其中主斜井、副斜井进风，回风斜井回风，通风方式为中央并列式。矿井采用抽出式负压通风，目前采掘布局为一采两掘，较为简单。
根据内蒙古安科安全生产检测检验有限公司出具的《矿井瓦斯等级鉴定报告》（2020），矿井绝对瓦斯涌出量1.89m3/min，矿井相对瓦斯涌出量0.17m3/min，采面最大绝对瓦斯涌出量1.11m3/min，掘面最大绝对瓦斯涌出量0.33m3/min，属于低瓦斯矿井。
2 智能瓦斯巡检系统简介
KSS-300型智能瓦斯巡检无线传输系统由计算机、打印机、矿用无线传感基站、矿用多参数无线智能传感器、矿用隔爆兼本安型直流稳压电源、通信光缆组成。系统配接的设备符合各自产品标准的要求，并取得相应的防爆合格证和煤矿安全标志准用证。
该系统将矿用多参数无线智能传感器以组网形式布置到煤矿各个采掘工作面、巷道及其它需要进行气体检测的地点，节点之间传输距离可达到300～500m。能够实现对相应区域气体、温度参数的连续、定时、在线监测及报警，并提供监测区域的温度变化和气体浓度值变化分析，为矿井安全生产提供依据。
3 智能瓦斯巡检系统的应用方式
3.1常规检查点布置
（1）采煤工作面上隅角、工作面、工作面回风流、位于工作面回风流中的水仓机电设备处安装矿用多参数无线智能传感器实时监测。针对智能传感器无法监测的地点采用人工检查，使用多参数便携仪悬挂在工作面上隅角进行辅助检查。
（2）掘进工作面、掘进工作面回风流、掘进工作面回风巷道中水仓机电设备处安装矿用多参数无线智能传感器实时监测，针对传感器无法监测的地点如钻场、水仓、巷道高冒处等地点进行人工检查，使用多参数便携仪悬挂在风筒另一侧距迎头5m范围内的顶板进行辅助检查。
（3）永久避难硐室、临时避险设施硐室、采区变电所、中央泵房等机电设备硐室，安装矿用多参数无线智能传感器实时监测。对其它可疑地点采取人工巡回检查。
3.2特殊检查点布置
（1）放炮地点由瓦斯检查员兼任放炮现场监督员，执行“三人连锁”、“一炮三检”制度，监督放炮作业全过程。
（2）封闭墙前安装矿用多参数无线智能传感器实时监测，墙内埋设束管，不定期进行检测，若有异常情况，随时人工检查。
（3）对于局扇因故障、检修等原因停止运转的局部通风地点，在恢复通风前，通过智能瓦斯巡检无线传输系统配合安全监控系统查询停风区域内的气体浓度。保证停风区中最高甲烷浓度不超过1.0％和最高二氧化碳浓度不超过1.5％；且由瓦检员人工检测局部通风机及其开关附近10米以内风流中的甲烷浓度不超过0.5%时，方可人工开启局部通风机，恢复正常通风。
（4）对于启封密闭、瓦斯排放，由瓦斯检查员在现场采用人工检查，保持排放回风流与全风压风流汇合处甲烷浓度及二氧化碳浓度不超过1.5％。
（5）特殊地点如巷道贯通、采掘工作面过采空区及其它气体异常处，须瓦检员现场跟班处置。其它智能瓦斯巡检无线传输系统无法覆盖到的区域，由瓦检员人工巡检进行补充。
（6）对于巷道高冒处的瓦斯检查及处置，应根据实际情况选择使用无线智能瓦斯传感器或人工检查，抑或是同时采用两种手段，相互补充配合。
3.3异常处置
（1）当发现井下有气体异常等情况，及时发出报警并推送至相关管技人员手机APP客户端。同时，本系统可与人员定位系统等紧急救援系统联动，通知可能受威胁区域人员紧急撤离。
（2）由瓦检员定期到现场对矿用多参数无线智能传感器显示数据、人工检测数据以及煤矿安全监控系统传感器数据进行比较，发现不一致时，以甲烷浓度最大，氧气浓度最小的数据为准进行处置，并及时对传感器、光学瓦斯检测仪进行检修、标校。
4 智能瓦斯巡检系统优势
4.1智能瓦斯巡检无线传输系统可以覆盖大部分日常瓦斯检查点，将瓦检员从繁琐、重复的瓦斯巡回检查中解放出来，大大的降低了员工劳动强度，节省了人力。
4.2智能瓦斯巡检无线传输系统的应用，可以最大限度的避免人工检测中存在的不确定性，排除了人为因素对检测结果造成的影响，保证数据客观、准确。
4.3智能瓦斯巡检无线传输系统的应用，可以取代瓦检员现场交接班制度，减少瓦检员在井下的行走距离及井下停留时间，从而降低工伤风险系数。
4.4矿用多参数无线智能传感器可以设置在采空区、顶板及帮部破碎区域、缺氧及有毒有害气体超限区域等人员无法到达的危险区域，进行实时气体监测。使得瓦检范围得到进一步延伸，有助于更全面更准确的掌握井下各个地点的气体情况。
4.5本系统配套手机APP客户端，可随时查看最新数据，方便相关管技人员及时了解现场气体变化，发现问题可及时进行处理。
4.6本系统可以自动提取数据并生成相关台账、报表、曲线等，可替代大量人工数据输入、统计等繁琐的文书工作，并避免人工输入可能出现的错误。
4.7本系统可自动生成的相关图形、曲线等，直观反应出相应气体变化趋势，自动分析，发现异常自动推送到相关管技人员的手机APP端，为“一通三防”工作提供及时、可靠的决策依据，为保证矿井安全生产提供技术支持。
4.8本系统可与安全监控系统、人员定位系统、应急扩播系统实现联动，相当于将监控中心站值班人员、矿调度值班人员、通风调度员三合一，提高了工作效率。
4.9多系统联动及实施异常数据汇报，大大缩短了信息汇报时间，简化了汇报流程，提高了应急处置效率。
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5 实际应用效果
麻地梁煤矿在全矿尝试性推广应用KSS-300型智能瓦斯巡检系统，每日自动生成瓦斯检查台账、瓦斯检查日报表，并自动推送至相关人员客户端批阅，较大限度的减轻了瓦检员及签审人员工作量，取了预期的试验效果。
参考文献
[1] 张国枢. 通风安全学[M].第2版.徐州：中国矿业大学出版社，2011：309-310
[2] 袁河津. 煤矿安全规程专家解读[M].2016版.徐州：中国矿业大学出版社，2016：196-197