临沂市生态环境局沂水县分局
摘要：近些年来，我国的煤矿企业越来越重视安全生产问题，而为了提高安全生产的能力，各大中型企业开始大力使用煤矿监测监控系统，它能够起到提供灾害预警数据，对环境情况及时进行监控的作用，从而使煤矿的安全生产得到了一定的保证。但这并不意味着我国在这方面的工作已经取得了成功，根据调查发现，我国在这方面的工作仍然存在一定的缺陷，因此急需要相关专家找到完善的解决措施
关键词：监测系统；智能工作面；灾害预警；融合分析；实时分析
引言
纵观当前我国煤化工生产现状，虽然其在近些年获得了比较理想的发展，但是，煤化工生产过程中所适用的安全管理模式，并没有真正满足现代化煤化工企业生产的技术要求，煤化工生产安全还需要得到进一步的发展与完善。
1煤矿环境监测系统
我国煤矿开采工作已经进行了多年，易于开采的煤矿数量不断减少。但社会生产建设对煤矿能源的需求量却在逐年增长，煤矿开采工作面临着更高的要求。目前常见的煤矿矿井类型，主要是浓度极高的瓦斯矿井。这种矿井的危险系数较高，一旦发生安全事故，将造成重大的人员伤亡。同时，新建矿井的数量又在不断增多，使得矿井的地质情况十分复杂，矿井地质结构稳定性得不到有效保障。煤矿环境监测系统的主要功能，就是帮助工作人员掌握矿井情况。在矿井中安装大量的环境传感器，一旦矿井环境出现异常，能够及时地检测到，系统会向工作人员发送安全预警，给工作人员足够的撤离时间，避免造成采矿人员的伤亡。虽然信息技术已经发展到比较先进的程度，但在煤矿环境监测系统设计阶段，需要充分考虑到煤矿环境的特点，确保系统设计能够满足煤矿行业的需求。
2工作面环境安全监测及预警现状
随着综采工作面成套设备技术的发展，智能综采工作面也在逐渐增多，但是智能综采工作面区域的环境安全监测及管理依然处在超限报警、人工对接、口口相传的阶段。如何进行智能综采工作面日常的环境安全监测及管理工作就成为了关注的问题。以煤矿最为主要的水害、火灾、瓦斯、矿压和粉尘5大灾害为例[10]，从基础分析数据来源、灾害分析方法和监测分析成果3方面来看，工作面环境安全监测及预警现状如下：（1）分析基础数据来源。分析过程需要人工干预，基础数据不能自动获取，无法排除人为干扰的主观不可控性，同时分析结果也缺乏实时性。（2）灾害分析方法。水、火、瓦斯、矿压、粉尘孤立分析，各自为政，没有从工作面区域整体布局，在各灾害监测基础上融合分析预警。（2）灾害监测分析成果。大多针对阶段性生产过程分析，提交研究成果，多为研究报告形式，无法对工作面全生产周期进行安全分析、跟踪和保障。
3工作面环境安全监测融合分析方法
国内外煤矿行业学者在工作面灾害监测预警方面展开了大量的研究工作，在灾害的监测预警上都取得了一定的进展，达到了单一灾害提前预警并能指导处置的程度。但煤矿采掘工作面生产系统空间上立体，时间上动态，导致了其事故的动态性、随机性和模糊性，不同灾害之间在时间和空间上也具有一定的相关性，5大灾害各自独立预警，虽然意义重大，但是当多种灾害耦合发生时候，就增加了灾害预警信息处理的难度，也不利于灾害的联合预防，因此煤矿智能化工作面灾害预警分析，就需要将5大灾害整体思考，综合分析融合预警。
3.1现有灾害预警技术分析
当前，煤矿监测与预警技术依托机器人、语音视频交互、三维可视化、虚拟现实和专家系统等各项技术虽已取得了很大的进步，但人工智能技术的利用还停留在初期阶段，基于人工智能的煤矿智能监测技术发展不够全面。模糊神经网络原理，对井下不同温度时不同气体成分进行了分析模拟，设计了自适应电子鼻，可对不同气味进行不断学习，提高了井下多源气体监测及预测的准确性。应用单隐含层前馈神经网络原理，分析了主成分分析法和改进的极限学习机的优缺点，提出了煤与瓦斯突出预测模型，为预防煤与瓦斯突出事故提供了理论指导。
人工智能自学习技术，提出了矿压数据智能自学习系统，结合岩层分布图同步反演岩层断裂、失稳、新结构形成等状态，实现了顶板大面积来压的预测与预警。人工智能神经网络原理构建了深度学习算法，建立了煤矿设备类型识别模型，为矿用巡检机器人提供了参考。
3.2智能工作面环境安全监测基础数据采集
基础监测数据是灾害分析和预警的基础，基础数据获取的实时性和可靠性直接关系到预警系统的实时性和有效性。以水、火、瓦斯、矿压和粉尘5大灾害为研究对象和环境安全监测分析目标，结合当下先进可靠的监测手段和现场管理模式，原始基础数据主要包括3大类：①监测数据已经实现了监测信号数字化且实现了信息化传输，能够自成系统并实时传输接入环境安全分析系统使用的数据，比如煤矿安全监控系统，矿井人员定位系统，采空区光纤测温系统等；②虽实现了监测的数字化，但是缺乏信息化传输手段，无法实时、自动传输的安全监测数据，比如便携检测仪数据，巷道测风数据等；③还没有实现数字化的安全监测数据，比如机械风表的数据和采空区气体色谱分析数据等。
4监测监控系统在煤化工生产中的应用
4.1系统监控综合化
随着科学技术的不断创新与进步，当前煤化工企业所使用的监测监控系统中的软件和设备更具先进性，操作理念也呈现出越来越先进的趋势。其中，最具代表性的便是结合交换机这种自动化的监测监控，实现地面系统和矿井内系统的有效结合，这样一来，管理人员便可以对井下生产进度及各方面状况进行随时掌握。现阶段这种系统中采用了防火墙、网络隔离屏蔽等技术，以确保系统的正常运作。
4.2监测数据的挖掘
煤矿公司应该重视改变讯息传输的方法，采用压缩包的方式来交换讯息数据，保证讯息的实时性和有效性。并且公司应该组建专对的部门来对数据信息进行分析，实时找出数据中存在的问题，并对数据异常的起因展开探析，预先进行有效防范，尽量把事故的危害降至最低。此外，通过云计算的进步与运用能够对有关准则进行统一，完成数据共享的目的，尽最大努力提升数据的利用率，为公司领导层提供决策根据，推动公司持续稳固的发展。
4.3系统平台的调度及显示
系统平台的调度及显示的价值体现在生产过程中，管理人员可以通过该系统来了解井下作业人员的实际情况，并且随时对井下作业人员进行指挥与调度，进而确保井下作业的顺畅性。除此之外，调度室里所使用的的监控软件还可以提供一系列的数据信息，为管理人员作出正确决策提供依据，以便有效预防安全事故的发生概率，提高煤矿生产的安全性。
结束语
通过可靠的监测手段自动获取不同类型监测数据，减少人为因素干扰；在单一灾害分级预警的基础上，实现工作面环境安全监测融合分析，划分工作面环境安全风险等级。该方案在实际生产中进行了应用并取得了良好效果。
参考文献
[1]黄天才.煤矿安全监测监控系统的构建及管理分析[J].机电工程技术, 2018,47(12):127-129.
[2]吴晓春.大数据技术在煤矿安全生产运营管理中的应用[J].煤矿安全, 2018,49(12):239-241.
[3]刘巧彦.浅析煤矿安全可视化管理[J].技术与市场,2018,25(12):206- 207.
[4]王福峰,张乾,徐洪泽.煤矿安全监控系统升级改造探究与实践[J].山东煤炭科技,2018(11):73-75.
[5]姜天.基于物联网技术的煤矿安全监测系统研究[J].物联网技术,2018, 8(11):13-15.