徐衍超
山东新巨龙能源有限责任公司 274918
摘要：安全一直是煤矿生产中最为重要的主题，保障煤矿的安全生产才能有效提高企业的经济效益。为确保在生产过程中每一位煤矿员工的生命安全，企业应该将安全生产作为煤矿工作的首要任务。煤矿员工在实际的工作过程中需要按照既定的步骤开展工作，从而能够保证煤矿企业的安全生产，保障煤矿员工的生命安全。现阶段，大多数的煤矿企业在煤矿中都安装了安全监测监控系统，能够实时采集井下的环境数据，了解矿井中的实际工作情况。
关键词：煤矿安全；监测监控；安全管理
引言
当前我国煤矿行业对安全生产提出了新的要求，因此煤矿安全监管得到了推广与应用，国家也提出了一些煤矿安全生产行业标准，虽然取得了较好的应用效果，但煤矿安全监测监控水平仍有待于进一步提高。为进一步提高煤矿安全监测监控水平，介绍了煤矿安全监测监控系统的主要作用，分析了煤矿安全监测监控系统在安装、使用以及维护中存在的主要问题，并提出了一系列具体改进措施。这些措施的综合应用有助于进一步提高煤矿安全监测监控能力，进而更好地保障煤矿安全生产。
1 安全监控系统的作用
煤矿安全监控系统能够给煤矿生产提供安全保障，主要对煤矿瓦斯、一氧化碳、风速、烟雾等进行监控因素进行检测。同时还对煤矿生产各个环节诸如运输、提升、排水、设备的运行状态等进行监控，将数据传输给计算机并对其进行分析，整合数据，给生产管理者以及业务部分提供可靠的数据，也可以给生产指挥者提供一手资料。同时在对数据分析之后可以为预防灾难事故提供有力的数据支撑，从而可以采取及时报警以及断电等安全措施，避免事故的发生。
2 煤矿安全监测系统的应用研究
煤矿生产具有一定的危险性。这种风险不仅包括地面的风险，还包括其他方面的风险因素。煤矿安全事故在今天仍然频发，这与煤矿员工井下工作的环境息息相关。煤矿生产安全风险评估具有非常高的不确定性。在煤矿生产中出现的瓦斯爆炸、粉尘爆炸、中毒以及被机械设备损害都能够通过安全监测系统进行监测。将互联网现代信息技术融入煤矿实际的生产过程中，能够有效降低事故发生的频率，降低生产过程中存在的安全风险。现阶段使用的煤矿安全系统主要有两种类型，第一种是中心建立在地面上，然后从地面深入到矿井内部。这种系统的建成主要采用公众接线的形式，在煤矿井下的传感器使用缆线进行连接。但在实际的生产过程中发现这种技术还不够成熟。
第二种方案采用的是总线连接的形式，就是各个分站点之间不需要进行连接，整个系统通过总线去控制。依赖于这种安全监测模式的安全监测系统其传感器主要在总线端，通过总线端的传感器完成数据信号的采集工作。
3 安全监测系统使用的必要性研究
按照煤矿安全生产以及从技术的实际角度出发，对煤矿安全生产进行了重新定义，形成了系统的煤矿安全管理方案以及技术方案，对整体的煤矿安全管理工作有着重要的指导作用，全面落实了煤矿的安全管理工作。煤矿采用的安全监测系统是以信息技术为基础的，其中的管理中心为微机。这样能够实现矿井下的网络全覆盖，配合相应的管理软件能够对矿下的实际情况进行实时监测，包括瓦斯以及粉尘浓度。系统将采集的数据进行处理，然后动态显示到显示屏上，系统还能够对数据进行分析，做出相应的决策。当前的安全监测系统能够实现信息数据的采集，然后在高于系统设定的浓度阈值进行报警，同时系统能够按照实际情况制定逃生的具体线路，方便疏散人群。煤矿安全监测系统中，安装有一氧化碳浓度监测传感器、甲烷浓度监测传感器，在实际使用的过程中，尤其要注重系统的稳定性，稳定、实时传输数据。
安全系统的正常工作离不开传感器的设置，通过传感器采集技术、数据分析技术、信息传输技术来实现对井下环境的监测。井下的各种物理信息通过传感器的采集将物理信号转变为电信号。常用的传感器包括甲烷传感器、一氧化碳传感器，以及二氧化硫传感器等。井下的环境数据会通过传感器实时采集，然后送到控制中心提供决策依据。
4 安全监控系统实现路径
4.1 系统架构设计
为满足煤矿对井下采掘作业面瓦斯实时监测的需要，设计开发一套基于 Zigbee 无线传感网络的瓦斯安全监测系统，该系统采用的是三层架构体系，包括节点数据采集层、数据信息通信层以及控制中心管理层。借助布设在煤矿井下巷道内的监测节点，对瓦斯的浓度进行实时采集，并将采集到相关信息传给井下 CAN 总线，随后转至监控数据中心库，供瓦斯超限报警使用。在本系统中，井下瓦斯监测节点的设计是重点环节，下面就监测节点硬件和软件设计及实现路径进行分析。
4.2 固定节点软件运行流程
在煤矿井下各个区域内布设的固定节点，构成了瓦斯数据采集的网络主干，除了能够对与瓦斯有关的数据信息进行实时采集外，还能显示位置坐标。固定节点处理器程序设计是重点环节。由瓦斯传感器采集到的数据，经 A/D 转换器，会被转化为电信号，依托射频装置，可将这部分数据传至汇聚节点上。依据监测节点硬件的情况，对软件运行流程进行设计。当固定节点加入到网络当中后，会先向汇聚节点发送相关 ID，并在一定的周期内处于对井下瓦斯进行监测的状态，可对瓦斯浓度进行实时采集，转化为电信号之后，传至汇聚节点。当固定节点空闲时，为降低能耗，在休眠机制下，节点会自行进入休眠状态，直到下一轮被选举上才会重新激活。在对节点软件运行流程进行设计时，加入周期时间启动器，并将周期时间设定为 3 min。当汇聚节点将相关的瓦斯数据传输给监控中心的服务器后，工作人员便可将这些数据与报警阈值进行比较，从而快速获得井下某个区域内的安全状况，当判断存在瓦斯险情时，便可及时采取有效的措施进行防范，如加大风机的通风量等，并及时通知区域内的人员快速撤离现场，为安全生产提供保障。
4.3 为了保证网络的安全性，可以构建小型的局域网
在ＩＰ的安全策略建设上，通常可以借助 3 层交换机实现操作系统的网间互联，实现对各个网段的数据访间此外，可以在网络后端设置硬件防火墙，从而能够实现 3 层交换机路由走向的设定，这样不仅可以提高信息输送的效率，而且进一步降低成本以及优化网纟各结构，同时能够极大地提高网络系统抵抗风险的能力，从而可以维护监控系统的稳定性。
4.4 移动节点软件运行流程
井下布设的移动监测节点具备定位追踪和监测瓦斯的功能，此类节点的软件运行程序设计方法如下：工作人员进入到井下作业区域后需要先加入到网络当中，随后将自己当前所处的状态及 ID 发送给汇聚节点，此时监测节点会启动时间周期，处于周期内的节点，会对周围环境的瓦斯浓度进行采集，并将相关信息传给汇聚节点，最终将信息发送到监控中心，当值的工作人员通过这些信息，可判断瓦斯情况，为井下人员安全生产提供保障。
结束语
综上所述，加强煤矿安全管理仍然是煤矿生产中的重要工作。长期以强化煤矿安全管理与监测一直倍受煤矿企业与技术人员的关注。煤矿安全生产与人民的生命财产有着直接的联系，而且与企业的经济效益有着紧密的联系。所以优化协调技术资源，加强煤矿企业的安全管理是煤矿企业发展过程中的重要组成部分。技术员工以及企业的管理层必须对煤矿安全管理工作给予高度重视。
参考文献
[1]刘文秀.网络技术在煤矿安全监测监控中的应用解析[J].矿业装备，
2018（03）：78-79.
[2]杨阳.煤矿安全监测监控系统在应用中存在的问题及解决策略[J].工
程技术研究，2018（08）：22-25.
[3]吴赛燕，杨辉.基于 MSP430 的低功耗煤矿瓦斯监测系统设计[J].煤炭
技术，2019（3）：138-140.
[4]许瑞.煤矿瓦斯安全状况的决策预测研究[J].煤矿机械，2018（3）：
4-6.