李红雷
山西兰花集团东峰煤矿有限公司 山西晋城 048000
摘要：随着地下开采深度的加深，地下热、湿、风压都会发生变化。复杂的工作环境给职工和煤矿安全生产带来了隐患。在整个煤矿通风系统中，风机承担着为矿井提供新鲜空气的任务，它能及时地抽出井下的有毒气体和可燃性粉尘。根据有毒气体含量，实时调节全矿通风风量和风压，实现全矿通风风压的闭环反馈调节。论述了矿井通风安全监控系统的关键技术和预警。
关键词：矿井通风；安全监测；监控系统；关键技术；探讨
随着井下开采深度的加深，井下的热量、湿度、风压随之发生变化，复杂的工作环境给工作人员和煤矿安全生产带了隐患。在整个煤矿通风系统中，通风风机承担着给矿井提供新鲜空气的任务，它能够及时抽出井内的有毒气体和易燃灰尘。并能够对可能产生的故障进行预警判断，根据有毒气体的含量实时调整整个矿井的通风风量和风压，实现对整个矿井通风风压的闭环反馈调节。
一、煤矿井下通风监测与预警系统结构
针对现有通风安全监测系统所存在的监测误差大、可靠性差的现状，本文所提出的新的煤矿井下通风安全监测与报警系统主要包括煤矿井下环境监测传感设备、工业以太网数据传输系统以及地面监控中心等，井下环境监测传感设备主要用于对巷道内的风量、瓦斯浓度、粉尘浓度等进行监控，工业以太网数据传输系统则用于确保整个系统数据通信的可靠性和快速性，地面监控中心主要用于显示各类监测结果并提供报警和决策控制。该通风安全监测系统在工作时，首先通过底层的巷道环境监测传感系统对煤矿井下巷道内空气的流速、粉尘浓度、瓦斯含量等进行监测，将监测数据和系统设定的各类警戒线数值进行对比，当关键参数的控制数据超出警戒标准后系统将把数据传输给下位机控制器，控制器通过对粉尘浓度、瓦斯浓度含量变化速率的分析，确定需要调整的通风系统的流速，然后将控制信号转换为电信号，对变频器的输出进行调控，最终实现对煤矿井下通风系统风量的调整，确保各个监控数据维护在安全值以下。在整个过程中系统会将调节参数和监测结果实时显示在地面监控中心的监测平台上，便于控制人员的观测和调整。当监测数据超出报警线且继续快速上升并判断通风系统出现异常、无法快速调整时，系统将发出报警信号，提醒井下作业人员及时撤离，同时确定故障原因，将其传递给监控人员，确保井下的紧急撤离并快速对通风系统的运行异常进行排查，快速恢复井下正常通风。
二、煤矿通风研究
2.1煤矿通风体系预警的机制研究
煤矿通风体系的安全受到非自然的因素和自然的因素影响。煤矿通风体系具有实时变化的特点，也就是随时间变化而出现一定波动，这是小幅波动，其波动大小可反映出煤矿通风体系安全性能。所以，本文研制了高效煤矿通风体系预警的机制，这个机制推出以后，能够发挥的作用也是巨大的，对企业本身来说，有着很强的推动作用，能够有效促使企业进行自我改革，意义重大。另外，一套有效、合理、科学预警的机制，能够减轻灾害造成的损失及破坏。煤矿通风体系预警的体系使用了支持粗集的集成，理论上的粗集包含着重要内容就是对现有知识进行有效简化，它能够对所有知识进行有效分类和分析，对于其中无关的知识能够自动过滤。它对选取指标具有重要意义。要想达到风险结构最小化的目的，向量机技术就具有非常大的优势：很强非线性的建模能力；够达到设计的全盘最优；可操作最强，具有简单的结构；具有巨大的普适性。通过前文阐述，对其中的优点进行重点阐述，而且通过一定几十年的发展，对于模型构建有着重要意义，其中的核心：使用简约知识算法作为前端的处理，使用本算法进行优化通风体系的指标；因为向量机具有很强非线性的建模能力，因此，使用向量机进行处理问题，构建模型预警。本文研制的模型预警原理为：前端的处理器是粗糙集设置，它对系统有关的数据采取耦合性的处理，以及进行相关数据的交换，并将模块向量机与模块粗糙集进行结合，最终达到了提取特征、处理信息目的。
2.2煤矿通风体系动力学的研究
（1）通风体系动力学的建模总原则。使用动力学建模，主要是由于通风体系相对复杂，致使建模的过程也相对复杂，所以建模的过程中要坚持的原则：坚持稳定性、相对性、连续性的原则；坚持结构体系确定行为的原则；坚持结合、分解、综合的原则。
（2）动力学进行建模的步骤。动力学进行建模总体步骤必须遵循从部分逐步到整体、从浅到深、从简单的到复杂的原则。其具体的步骤为：①确立建模的目的。主要研究体系内部之间的影响、相互的作用与制约、相互的矛盾等诸多问题，从而寻找出解决途径。②确立体系边界。体系边界要制定出那部分可以入模，那部分不可以入模。③采用因果分析。采用回路的分析法进行局部、整体因果分析。④组建模型流图。通风体系动力学引入信息流、变量流率、变量、流位各因素，组建描述体系的流图。
三、加强煤矿通风安全监测监控系统的建议
3.1制定煤矿通风安全监测监控标准
为了能够科学合理地解决重复购置的问题，需要制定煤矿通风安全监测监控系统设计方案，按规范要求一些通信协议以及传输设备物理层协议等。为了能够有效地杜绝煤矿通风安全监测监控系统的不兼容现象，需要相关的厂家在软件技术等方面使用组态软件技术，这里提到的组态软件技术是一种比较通用的软件，所以一般情况下不需要进行编程工作。
3.2加强对煤矿监测系统的安全
要加强煤矿通风安全监测监控系统的安全保护，就需要在设备区以及中心站的范围中安装安全栅，安全栅能够有效地进行对雷电的吸收，安全栅就会把引下来的雷电的电压以及电流控制在一个安全的范围之内，进而能够保障相关的设备不会遭到雷电的损坏。
3.3提高传感器可靠性与使用寿命
需要进行不断的研究与探索来对传感器的稳定性以及可靠性进行提升，对实际调校的周期时间进行延长，并且对诊断判断的软件进行设计。进行相关设备的配备，进一步的来对传感器的调校工作进行完善。在瓦斯开采的工作面上最少需要安装一个甲烷传感器。在掘进工作面上安装的传感器实际位置应该在迎头小于等于 5m 的位置上，实际设置时应该在巷道的上方位置。
3.4加强安全检测人员的培训工作，提高监控人员综合素质
煤矿通风安全监测监控系统所涉及的专业知识面非常广泛，大致包括：计算机网络技术、机器设备、系统升级改造以及软硬件技术等。所以在系统的实际建立过程中人员应该具有很强的综合能力，只有这样才能够保障煤矿通风安全监测监控系统的建立以及运行。而工程技术相关的人员是煤矿通风安全系统管理的中坚力量，在系统的运行管理工作中起着非常重要的作用，他们既是通风相关制度的建立者又是执行者，角色具有多样性的特点。
结语：
矿井通风安全是煤矿安全工作的重中之重，又是一个科学严密的系统工程，实现通风安全对于煤矿发展，保障人的安全有着重大的意义。同时，通过监测监控系统我们还可以监测到井下皮带机、采煤机、风机等机电设备的实时工况信息，为矿井的安全生产提供了强有力的保障。总的来说，科学技术的发展促进了通风系统的可靠性评估进展，在工程学，统计和应用数学等学科的结合也会对可靠性评估理论的展起着重要作用。
参考文献：
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