监控系统与煤矿安全

关键词： 传输 监控

监控系统与煤矿安全（精选十篇）

监控系统与煤矿安全 篇1

监控系统井下采用IK108本安隔爆型摄像仪, 地面采用高清红外摄像仪为前端设备采集图像。井下通过矿用阻燃光缆作为传输, 地面远端用光缆传输, 近端采用同轴电缆传输到接收机房。图像信号通过视频分配器PIH6002设备分别分配到监控电视墙、硬盘录像机、视频切换器和视频编码器。视频图像信号通过视频编码器转换成网络信号, 由S3900交换机设备传送到集团公司总调度室电视墙进行实时监控。其中硬盘录像机在NVS软件的支持MJPEG/H.264两种视频格式实现录像及回放。

2 设计原则

(1) 技术先进。

该系统内所选设备均为最新产品, 技术成熟, 广泛地应用到各种领域, 经过市场考验, 技术性能居同类产品领先水平。

(2) 扩展性能好。

系统的设计应留存充分的条件, 以便需要时能进行扩充。

(3) 利于管理。

系统通过对各重要场所的监控, 不仅提高了煤矿安全生产的现代化, 节约了大量的人力、物力, 而且为管理部门进行安全监控提供了先进的管理手段。

(4) 性价比好。

产品性能稳定、价格合理, 返修率较低。

3 系统特点

(1) 井下采用隔爆本安型摄像仪, 适应井下各种环境。

(2) 传输井下采用矿用阻燃光缆, 能够消除井下各种电器设备对视频信号干扰, 保证视频图像信号不失真。

(3) 井下选用低照明摄像仪, 地面选用高清红外摄像仪致使保证图像清晰。

(4) 显示灵活, 在监控中心可以实现对任意一路摄像机传输视频进行显示, 并进行录像与回放。

4 主要部件

(1) 视频分配器:

用于将一路视频信号转换成多路视频信号的设备, 这次工程中使用的型号为PIH 6002分配器, 它可以将一路视频信号转换成相同的四路信号输出。

(2) VGA视频分配器:

其作用等同于视频分配器, 只不过它是将电脑信号 (也叫RGB信号) 进行一分多的转换。

(3) 视频切换器:

是实现将多路视频信号排成队列顺序传输的视频设备。这次工程中使用的是16路视频切换器, 它可以将16路视频信号中的几路或全部信号顺序上传。

(4) 网络视频服务器:

它一般由视频编码器和视频解码器配对组成, 是一种转换设备, 视频信号通过视频编码器编码, 进行网络传输到对方视频解码器解码, 在转换成视频信号来进行传输。这次工程中编码器采用的是wt532, 视频解码器采用的是wt532D。

(5) 视频光端机:

也是由视频光端发射机和视频光端接收机配对组成, 是一种转换设备, 视频光端机接收视频信号后转换成光信号, 通过光缆进行传输到中控机房, 在由视频光端接收机转换成视频信号分配给各地点。这次工程中定点采用的是FL1100光端机。

(6) 监视器:

也叫工业监视器, 是用来进行视频信号显示的设备。

(7) BNC头:

俗称Q9头, 用于视频电缆的两端连接视频设备用。

(8) 同轴电缆:

用于视频信号的传输。这次工程中使用的型号为SYVV 75-5, 特性阻值为75Ω, 它不能用有线电视的同轴电缆来代替, 也不能作为有线电视电缆来使用。

(9) 硬盘录像机:

大华硬盘录像机, 是用来存储视频录像信息和控制前端动点摄像头的设备, 是调度室监控的核心设备。

(10) 护罩:

用于安放摄像头, 起到防尘和保护的作用。

(11) 摄像头:

是前端信息的采集设备, 我们这次工程中使用的是IK108摄像头。

5 常见故障分析

5.1 无图像输出

(1) 首先检查监视器是否正常, 电源供电是否满足。

(2) 检查视频分配器是否正常、电源供电是否满足。

(3) 检查传输线路是否正常, 传输设备有无故障, 线路有无断线或混线显现。

(4) 检查视频摄像仪是否正常, 摄像仪供电是否正常。

5.2 图像质量不好

(1) 检查显示设备、传输设备、分配设备、摄像仪供电是否正常。

(2) 检查线路是否超长或与高压电缆混搭影响信号的传输。

(3) 检查视频同轴电缆各连接头是否接触良好。

(4) 检查摄像仪光圈是否调好, 镜头是否有指纹或太脏。

6 常见故障判断方法及流程

6.1 常用方法

替换法:用好设备来替换故障设备, 如:判断监视器是否损坏, 把相临监视器的视频输入线插入故障设备输入口看图像有无显示就可得到结果。

排除法:把怀疑有故障设备排除在系统之外可以帮助我们找到故障点的位置。如:在判断避雷器是否损坏, 可以先不接此设备, 看图像有无就能得到结论。再如将前端设备直接拆下来拿到调度室测试, 就能判断出是线路故障还是设备故障。

测电压法:我们这次工程中采用的摄像头电源都为直流12V, 正常的工作电压范围是11—13V之间, 电压过高过低都可造成无图像或图像干扰。从现场情况看大部分的图像干扰是由于摄像头或光端机的电压造成的。

测电阻法:作为同轴电缆来讲, 其芯线与屏蔽层之间是不能短路的。用数字万用表的蜂鸣档来检查线路的好坏。

6.2 设备故障判断流程图

7 结语

监控系统与煤矿安全 篇2

针对煤矿安全生产多套监控系统并存的.现状,通过将煤矿系统模块化,形成了基于安全信息管理数据库的安全生产协同监控系统.该系统能够以工作场所为单位综合分析各类安全信息,协调各部门的安全生产工作,为其提供参考,同时节约资源,减少操作人员,提高危险源辨识准确性,预测事故并将其消灭在萌芽状态,形成闭环安全管理.

作 者：姜锡慧 郭德勇 姜光杰 JIANG Xi-hui GUO De-yong JIANG Guang-jie 作者单位：姜锡慧,郭德勇,JIANG Xi-hui,GUO De-yong(中国矿业大学(北京校区),北京,100083)

姜光杰,JIANG Guang-jie(郑州煤业集团公司,郑州,452371)

刊 名：安全与环境学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF SAFETY AND ENVIRONMENT 年，卷(期)： 5(4) 分类号：X936 关键词：安全管理工程   信息管理系统   煤矿   安全生产   监控

监控系统与煤矿安全 篇3

【关键词】煤矿安全；监控系统；整合方案

1.国内目前煤矿安全监控系统的发展现状与问题

我国的煤矿安全监控系统起步较晚，发展过程经历了自主研发、引进国外技术、再自主研发的过程。如早期国内自主研发的KJ1系统，到后来从法国和德国引进的CCT63/40系统、TF200系统等。到上世纪末，国内某些专门机构自主研发的煤矿安全监控系统的水平已经较高，在某些单项指标上已经接近国际先进水平，也表现出网络化和信息化的趋势。但从整体发展水平上存在不足，主要表现在过分注重于对煤矿安全生产中的某些方面进行研发，如对坑道内的环境因素监控，井下设备的控制等方面，对煤矿的整体系统监控方面的研究并不深入。从现有的监控系统的工作特点来看，不同类型的监控系统之间的兼容性不足，系统扩展和升级能力受到较大的限制。同时安全监控系统是以安全因素的检测为主，对获得的监测信息缺乏预警响应能力，在智能化方面还存在很大的改进空间。

因此就当前国内煤矿安全生产监控系统的特点而言，主要的问题还是如何形成一套较为完整的综合信息监测系统，实现对煤矿安全生产的各个方面的实时信息进行整合。本文将针对这个问题，探讨煤矿安全生产综合监控系统所需的条件和构成方式。

2.常用煤矿监控系统特点分析

探讨煤矿安全生产综合监控系统需要以现有的监控子系统为基础进行整合。通常而言，煤矿的监控系统包括以下几类基本的子系统类型：电力监控系统、综采工作面监控系统、生产和调度系统等。上述不同系统类型所采用的工作方式差异较大，而多数煤矿都具备两种或两种以上的子系统，因此要探讨以这些子系统为基础的煤矿安全生产综合监控系统就需要对这些现有系统的特点进行分析后才能制定可行的整合方案。

(1)电力监控系统

电力系统是煤矿的基础系统之一，也是煤矿生产中的重要组成部分。对电力系统的监控是实现煤矿安全生产的重要保证。煤矿电力系统主要组成部分有两个，一是井下中央变电所，二是采矿区变电所。其中中央变电所由主控柜、配电柜及微机保护装置三个主要部分组成。采矿区变电所则一般由隔爆开关和监控单元组成。总体而言，煤矿电力系统的监控系统组成形式为利用CAN现场总线将监控单元（如隔爆开关等）将信息集成到中央变电所分站和采矿区变电所分站，再由CAN现场总线集成到电力系统监控服务器，进而将监控信息汇集到地面主控机。因此电力系统的监控布局呈现出的是一种金字塔型或树型的系统布局。

(2)综采工作面监控系统

综采工作面监控系统是煤矿对实际工作进行监控的主要系统，这一系统主要监控对象是采煤机、液压支架和输送机三类主要的煤矿施工设备。从目前的煤矿监控系统的构成来看，这三类煤矿施工设备都有各自的相对独立的监控子系统，从而共同构成了对煤矿工作面的监控体系。从监控模式上看，对采煤机的监控通常情况下都是通过对设备的特征参数的实时监测来判断设备是否处于正常运行状态。实现方式上通常是以设备关键部位上的传感器来完成数护具采集，再由通信线缆连接到CAN现场总线进行传输。从布局上看这类监控系统属于全分布式的监测系统。相对于采煤机，液压支架的作用是为了保障煤矿开采工作的安全。对支架的工作状态的监测也是通过布置压力传感器的方式来完成。而输送机则是承担将开采出的煤炭资源运输出井的任务。对输送机的监控主要针对功率驱动的监控和对链环张力的监控两部分，数据采集方式仍然是以传感器采集为基础来进行协调和控制。这三类监控系统是相辅相成的，都可以通过信道配置而隶属于井下控制台和地面控制中心，因此耦合程度相对较好。

(3)生产和调度系统

煤矿生产和调度系统主要完成通讯、报警以及对生产过程的监控等任务。从系统布局的角度看，常用的布局方式为分布式布局，实现手段有通讯电缆连接和无线通讯两大类。其中通讯系统主要以电缆通信配合无线通讯来完成，而对生产过程的监控则通过布置光缆和电视监控系统来完成。

3.煤矿监控子系统的综合方案设计

3.1 网络结构设计

要进行煤矿监控子系统的整合，需要考虑子系统的布局特点。从整合子系统的角度看，需要分析几种基本的网络拓扑结构。参考国内外的煤矿综合监控系统的结构特点，常用的是环型结构和总线型结构。环型结构的主要特点是可以通过通信链路将煤矿中的通信节点构成闭合回路，回路中的信号沿单向传输。这种网络结构的最大特点是实现方便，仅需要一些必要的连接设备和交换机即可，而且可以利用较为成熟的以太网技术。但其缺点是串联式的，因此某个节点的故障都可能造成故障和维修困难。总线型结构的特点是将网络中的设备都与总线相连，不依靠类似环型结构的中心节点，总线则以串联结构为主。当需要增加设备时只需在总线上增加接口即可，且个别节点的故障不会影响到整个网络的正常运行。其缺点是在网络节点的容量有限，对总线的容量要求较高。因此结合环型结构和总线型结构的优点和缺点，笔者认为采用环型和总线型的综合型结构，具体为主干网络采用环型结构，子网采用总线型结构。这种混合型的结构能够利用上述两类结构优点，在一定程度上可以避免环型结构传输距离的限制。

3.2 网络协议

由于整体网络结构采用的是综合型网络结构，涉及到总线通信协议的问题。因此需要对网络协议进行必要的讨论。当前煤矿中采用的网络技术主要是工业以太网技术，该模型基于开放系统互连的参考模型，共有7层结构。结合煤矿监控的实际需求，对网络中的故障需要有必要的自动诊断功能，即需要差错报告机制和IEEE802.3D/W/S生成树协议这两类关键网络协议。具体实现方式为以工业以太网技术参考模型OIS中网络层ICMP来实现，由主机和路由器之间完成报错和状态检查。IEEE802.3D/W/S的作用是通过身份验证的方式来保障网络的安全运行。

从当前煤矿监控系统的组成方式来看，多数都采用的CAN现场总线的形式，因此也需要讨论于此相关的问题。CAN协议需要处理数据链路层和物理层以及应用层三个方面的协议。其中数据链路层和物理层属于OSI模型中的底层，而应用层需自行定义或采用标准协议。从通用性的角度出发，在处理CAN现场总线的应用层协议时采用DeviceNet和CANOpen协议，上述两类协议分别处理煤矿自动化控制设备控制和数据通信，可为设备与主干网络实现无缝连接和满足分布式网络服务的需要。

3.3 通讯

我国煤矿安全监控的传统模式是DCS控制系统，由于不具备可操性和开放性等缺点，已经逐渐不能满足煤矿安全监控的需要，而FCS控制系统开始成为主流的发展方向。因此采用CAN作为连接煤安全监控网络矿的底层结构是符合发展趋势的选择。在此基础上，对CAN通讯采用多主竞争式的总线结构，该结构能够适应分布式网络数据通讯的需要，对网络节点之间的冲突能够实现自动化处理。

3.4 数据传输平台与接口设计

要实现对煤矿现有监控系统的整合，需要完成对主干网络和各子网络的结构设计。结合前文对整体网络结构采用的环型和总线型的综合网络拓扑结构，因此对于整合煤矿监控系统的主干网络采用工业以太网配合现场总线的模式，即由光纤冗余主干网和设备级现场总线来构成综合监控网络的主干网络。而对于子网络，由于这些网络分处于不同的工作环境，采用电缆作为CAN总线的传输线路，其优点是便于维护。

由于综合监控系统要处理多个子网络之间的连接和传输，需要采用大量的CAN接口，因此对于子网络和主干网络之间的接口也是一个应当注意的问题。从煤矿实际需要出发，采用基于独立CAN控制器的总线接口方案是比较好的选择，独立CAN控制器型号可采用SJA1000等独立控制器。

参考文献

[1]赵秀敏.煤矿主井直流提升机电控系统自动化与信息化[J].煤炭技术,2009(2):35-37.

[2]雷志鹏,宋建成.综采工作面输送设备工况实时监测及故障诊断系统的设计[J].工况自动化,2010(7):5-9.

[3]于治福,李旭鸣,等.基于PLC的煤矿主排水泵自动控制系统设计[J].煤矿机械,2010(1):29-31.

监控系统与煤矿安全 篇4

望峰岗国家深井开采试验矿井位于淮南谢李地区深部, 为该地区浅部生产矿井的接续矿井。井田走向长约8.1Km, 倾斜平均宽2.4Km, 面积19.6Km2, 是一个正在兴建中的现代化实验型矿井, 矿井东距淮南市洞山12Km, 隶属于淮南矿业集团公司。矿井采用立井提升, 工业场地内设主井、第一副井、第二副井和中央回风井4个井筒。矿井属于煤与瓦斯突出矿井, 各可采煤层均具有煤尘爆炸危险及自然发火倾向。

二、系统应用装备情况

2005年8月安装了KJ90安全监控系统, 2010年因二井隔断工程要求对矿井监控系统进行升级改造, 3月9日至3月12日进行了KJ2000N监控系统升级切换工作。现已实现地面井下光缆环网传输, 改变了老的RS485通讯方式, 大大提高了传输速率, 保障了监控系统的通讯安全。目前安装了40多台分站, 瓦斯传感器71台, 局部通风机开停传感器77台, 风速传感器11台, 温度传感器9台, 其他如风门、负压、CO传感器各类测点25个, 开关量26个, 敷设监测光缆约2万多米, 井下各采掘面均实现了瓦斯风电闭锁控制。

地面中心站是整个系统的控制中心, 中心站使用HP服务器采用Windows 2003 server操作系统, 数据库采用SQL Server2000, 并使用了Landerforcluster Windows6.0应用软件, 实现监控数据库服务器的自动切换, 有效地保证了监控数据的稳定性、安全性。井下部分包括:KJ2007 (F, G等) 井下分站, KDW6B隔爆兼本质安全型电源, 各种安全、生产监测传感器, 报警箱和断电控制器等。井下分站和传感器安装在井下具有煤尘、沼气、一氧化碳等危险气体的环境中, 对煤矿井下的各种安全、生产参数进行实时监测和处理, 并将安全生产参数及时传输到地面中心站。

监控系统的应用, 不仅弥补了人工检查瓦斯时间间隔长, 发现问题不及时, 配合生产不紧密等缺陷, 而且对一些瓦斯在临界值波动的采掘工作面, 能在瓦斯超限时自动报警和断电, 在瓦斯浓度下降报警断电解除后, 能及时地恢复生产。这是人工利用光干涉瓦斯检查仪, 检查瓦斯难以实现的。通风专业人员可以从监控计算机中取出贮存的历史数据或曲线, 可分析研究一些测点的瓦斯变化趋势, 掌握采掘工作面瓦斯涌出变化规律, 为解决通风存在的问题提供了可靠的科学依据。

三、技术管理

为进一步强化监测人员的专业素质, 定期对监测人员进行业务培训, 使每个人都经过国家安全生产监察机关培训, 并经考试合格持证上岗。并安排中心站操作员24h值班, 保证了监测监控系统对井下重要部位的实时监测。为加强监控系统管理制定了相应的管理制度, 如:《监控系统维护与操作管理规范》、《监控机房管理制度》、《监控中心站操作员操作规程》、《监控中心站操作员岗位责任制》、《监测工井下巡查汇报制度》、《安全监控网络系统及信息发布系统管理暂行规定》等各项工作管理制度。

安全监测监控技术是一门新技术, 它包含了电子控制技术、计算机网络技术、强电技术及一定的通风专业知识, 监控系统中对整个矿井的安全生产起着至关重要的作用, 对职工各方面的业务素质和工作技能有着很高的要求。

四、现场应用情况

经过KJ2000N监控系统的改造升级, 特别是采用了地面井下光缆环网传输 (如下图所示) , 降低了监控系统通讯故障率, 有效的保障了监控系统运行的稳定, 准确地反映出井下信息, 并通过对设在主要回风流、各工作面及重点场所的瓦斯和风速传感器巡检, 及时提供各监测点瓦斯和风速、瞬时值和连续变化曲线, 通过分析变化原因及时采取对策, 协调生产和安全的关系。为矿井的安全生产提供重要技术保障。

五、结语

煤矿安全监控系统 篇5

2.将正文第一段“煤矿井下综采工作面集中了采煤机„„”加红色单实线段落边框；

3.给正文第二段“针对井下的环境条件„„”文字加填充色为红色、图案样式为15%的底纹，并将该段行距设置为固定值25磅；

4.添加页眉，内容为“煤矿安全”，且设置为两端对齐；

5.设置整篇文档的纸张为A5(14.8厘米×21厘米)，上边距和左边距分别为1厘米和1.5厘米；

6.在文档最后插入一个6行4列的表格，表格的列宽设为2.5厘米。

煤矿井下综采工作面集中了采煤机、刮板运输机、液压支架、转载机等大型机电设备。各设备间的协调工作要求较高，而且井下工作环境条件恶劣，存在多种影响设备正常工作和人身安全的不确定因素，故用于综采工作面的设备监控系统应是一个能在特殊条件下工作的监控系统。

针对井下的环境条件，监控系统的网络结构，应尽可能简单，减少网络连线，分站、子站应尽可能采用传感器检测与控制一体化结构，变功能单一的子站结构为综合分站结构，增强对环境的适应性。

我国大部分矿井含有瓦斯等有害气体，监控系统在结构设计和电器设计上要首先考虑将系统设计为本安或增安型结构。

工作面的环境、采煤方式、工作面的地质条件的变化等都可引起监控对象的结构形式、运行方式的改变，因此系统设计应充分考虑工作面的变化因素，选择灵活的结构方案，便于系统的减小和扩充。

解析煤矿安全生产监控与通信技术 篇6

【摘 要】为了满足煤矿生产需求，生产开始进行调度，开始准备应急方案。这是一个新的机遇也是新的挑战，科研人员要深入研究煤矿一体化在通信技术和通讯系统，研究重点放在如何进行结合，如果提高生产效率和运行速度上。在这水平之上还需要不断的研究有线和无线通讯技术，研究语音技术、视频技术等等，多项通信技术。

【关键词】煤矿安全生产；通信技术；监控

【中图分类号】 TD82【文献标识码】B【文章编号】1672-5158（2013）07-0300-01

一、无人工作面遥控技术

从实践中发现，采掘工作面它是很多安全事故出现的场所。对该地点要借助通信和机械化以及煤矿监控技术，减少该地区作业人员数量，使自动化生产模式，将最终的技术融入其中，提高施工安全性。在2010年时，我国发生的煤矿事件高达70起，死亡人数在瓦斯事故中有3人以上，在采掘工作面中有50人以上，采掘工作面死亡人数占据整个煤矿安全事故70%。在20起的煤矿事故中，3人死水灾事故，采掘工作面死亡人数为30人。从中可以看出，采掘工作面是危险区域，因此，需要加大投入科技含量，用自动化生产替代人工操作生产。当前，该区域使用人员巡视工作模式，人工管理安全故事发生模式，在实际发展中已经得到验证，它只能提高人员死亡数，只能提高安全事故系数。因此，需要借助记忆割煤和回采巷道遥控技术，对不能识别的岩石类型，进行远距离控制作业，适当的引入采煤机、液压支架等等设备，使得技术生产和设备运行相互统一，这样提高了工作效率，也提高了安全系数。这些技术需要包含以下几个功能，主要有报警联动、生产调度、逃生声光提示、紧急呼救、位置监测、避险指引等等功能。另外，还需要提高视频、语音短信等通讯功能，使得这些功能具备固定通讯和移动通讯功能。

二、煤矿井下人员精确定位技术

煤矿事故最多发生地是在井下，这些井下人员的生命安全需要得到保障，因此需要将定位系统安装在煤矿井下。该系统及时的收集信息，技术发现安全隐患，帮助技术人员调整施工方案。如果煤矿井下发生了安全事故，该定位系统也将于最快的速度定位出被埋人员，提高了搜救工作效率，争取救援时间。传统的GPs信号不能被覆盖到井下，很多的巷道都是信号盲区。随着科技不断发展，GPs信号技术已经渐渐地退出历史舞台，目前主要使用的是RFID监测系统以及柔和了漏泄电缆技术，帮助人员准确的的定位出井下人员位置。

三、煤矿重大灾害预警技术

预警在实际工作中起到重要作用，它是保障煤矿安全的重要方式。当前主要的煤矿安全监控系统有：断电功能监测、瓦斯报警监测、分支的监测系统为火灾监测、冲击地压监测等等。这些是矿石安全性的影响因素，如果施工中这些因素得不到处理，不能及时的进行预警，那么安全隐患就此埋入矿石生产中。当前，这些设备和预警体系还不完善，在实际施工中时常不能及时的将隐患显示出来，人员在矿井工作中生命安全得不到保障。因此，当前煤矿发展迫切的需要提高预警效率，尤其是重大煤矿的预警。一般而言预警效率和准确性要高，这样才能保障实际的施工安全性。技术人员要时刻研究火灾、冲击地压、瓦斯等等预警技术，还需要研究3D GIS安全监控系统、瓦斯压力、瓦斯地质瓦斯浓度等等，这些内容要进行深入研究，才会找出精准的应对方案和方法。适当的引入自燃预警系统，该系统主要针对氧气浓度、矿井温度、有毒气体浓度等等，进行有效的收集。基于多元信息系统在其中发挥出重要作用。更好的研究了煤岩特性以及煤岩声发射，提高煤矿生产效率。

四、煤矿监控与通信技术的现状

煤矿标准、安全监控技术对电气的防爆作用最明显，它主要应对传输距离远、电气防爆、电压波动大的设备而言，安全监控技术在这些施工漏洞中能够准确的找出隐患存在。煤矿开采是个复杂的工程，它具有诸多的特点，最明显的特点是工作环境差、设备故障性强、中继器不能正常施工等等，该技术对这些特点提出了安全防爆方法，该方法基于现场总线CAN安全本质的基础上提出，更好的监控了煤矿环境，监控数据在系统中也得到处理。煤矿技术对施工要求比较高，需要融入试验方法、断电处理方法、电源连接方法等等，技术才会发挥出巨大的功效作用。井下人员位置监控技术主要针对井下信号盲区，井下有很多地区的信号不能普及、电气防爆水平低。因此，需要提高监控水平，针对这些具体的区位做出准确判断。井下人员具体位置的判断方法为：分站和识别卡之间的位置不能小于无线传输距离10m，识别卡的速度不得小于5—n/s，而且数量也不能超过80个，这是最基本的需求，系统漏读率最大速度不能超过10百分点。识别卡最大的数量最好满足8000个。

五、监控系统技术

井下人员位置监控系统装备需要满足几个要求：采掘工作面出口、人员输入口、信号盲区等位置设置相关的分站。尤其是在巷道分支部位，更应该设置起高精准的监控设备，对这些位置进行详细的监控，及时发现问题并且提出问题。提高矿井工作安全性，基于RFID煤矿井技术会根据不同的分站信号，判别进出的人员和设备。在煤矿开采准则要求下，努力研制出高精准的位置定位系统。人员生命安全得到了保障，生产效率因为你设备水平提高也不断提高生产水平。监控系统能够进行控制超定员生产，很多矿石企业出现安全事故很大一部分是因为超限额的生产，企业看到了当前利益，忽视了未来可持续发展重要性。因此，企业要不断的提高超定员生产控制，将安全隐患源头扼杀，防止工作人员进入危险区，防止出现安全危险事故。做好事故应急准备，及时的发现问题，将隐患排除掉。领导要起到作用，分配好每个员工具体的工作位置，每个人要做到持证上岗，在岗位中发挥出应有的价值。每个员工的自身技能水平不尽相同，领导人员要根据实际的施工情况，做到因材施工，每个人都在特定的工作岗位上发挥出作用。领导做好井下工作人员考勤情况，发挥出领导作用。随着社会不断发展，形式多样的技术已经被投入生产中，例如：远程监测技术，该技术是在煤矿生产标准下，进行监控煤炭生产。提出远程监控协议，每个小时根据具体的传输效率，将数据整理成格式化的文件。该环节要注意监测结果和监测过程，每段数据演化的结果不尽相同，要用不同的格式进行记录，方便数据查找。监控和显示是一对关系，显示要将监控收集到的资料进行优化处理，得出最初的监测结果。显示的功能比较强大，它同超产监测也息息相关，不仅和对监测达成一致性关系，还跟超产监测也紧密联系。显示工作将最终的结果融入生产中，让技术人员及时分析数据，做出应对措施。

六、3D GIS信息管理系统

煤矿在实际工作中产生大量的数据，例如：设计数据、经营管理技术、建井施工技术等等，在管理中会产生诸多数据，这些数据属性，属性类型需要得到保障和处理。每个类型数据它的作用不尽相同，要将这些数据归类好。煤矿管理和安全经营对围岩、煤层、地质构造、顶底板等基本信息要进行三维处理，处理过程需要结合3D GIS信息管理系统，这样呈现出了具体数据才具有科学性。

七、结束语

为了提高煤矿生产效率，为了减少安全事故出现，需要得到运输系统、排水系统、供电系统支持，才可以提高生产效率和生产水平。压风机房、带式输送机、水泵房这些设备要实现自动化管理，方可提高工作效率和工作质量，也才能确保安全生产。工作面实现了无人巡视，却可以正常运行，记忆割煤技术以及回采巷道遥控技术也得到提高。

参考文献

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[3] 刘文科.浅论煤矿机电技术管理与煤矿安全生产[J].中国科技博览，2013年8期

监控系统与煤矿安全 篇7

煤炭作为我国主要能源之一，它在一次能源比例中占据了70%。而煤炭行业作为一项高危的行业，地热、火灾、水灾、煤尘以及瓦斯等都直接影响煤矿工业健康的发展。煤矿事故的频繁发生，让我们意识到科学管理、合格人才、可靠装备以及先进技术作为安全生产保证的重要性。煤矿安全监控系统技术的运用则实现了安全监测控制多方位、多层次管理，增强了管理严密性以及时效性，使得监控信息掌握更为准确、直观、快捷以及方便，同时为安全生产提供了保障。

2 煤矿安全监控系统技术管理探讨

2.1 煤矿安全监控系统组成结构和工作原理分析

煤矿安全监控系统通常由接线盒、电缆、网络的接口、远程的终端、UPS的电源、、大屏幕、打印机、服务器、系统的软件、显示器（主机）、传输接口（主站）、电控箱（电源箱）、分站、执行的机构以及传感器等部分构成，具体结构间图1。

第一，传感器会把被测的物理量变化成电信号，电信号具备声光报警与显示功能，但是不排除部分传感器不具备声光报警与显示功能。

第二，含有显示设备与声光报警执行结构把控制信号变化成了被控的物理量。

第三，分站接受传感器传来信号，同时根据先前预约复用方式，通过远距离给传输接口或主站传送。与此同时，并接收传输接口或主站里多路复用的信号。对于分站来说，它具备逻辑的运算、超限的判别以及线性校正等较为简单数据处理的功能，可以对运输接口或主站传输信号以及传感器所输入信号处理，执行控制机构的工作。

第四，电源箱把交流电网其电源变化成了系统需要本质安全的直流型电源，该电源同时具备能够使电网在停电之后可以仍旧正常供电，且供电大于2小时蓄电池。

第五，分站通过远距离所发送信号，传输接口会接收，同时将信号传输到主机进行处理。传输接口在接到主机信号之后，再运送到相应的分站。此外，传输的接口同时具备控制分站接收与发送、自检系统、调制和解调多路复用的信号等作用。

第六，主体通常选取的是多机或双机备份、普通微型的计算机或者工控微型的计算机。主机它主要作用是联网、控制输出打印、控制输出、人机的对话、声光的报警、显示、磁盘的存储、统计数据、判别报警、校正、接收检测的信号等。

2.2 煤矿安全监控系统的作用

第一，通风及瓦斯监控，也就是监测局部的通风机停开（特别重要）、风筒的状态、风门的状态、馈电的状态、风压、风速以及甲烷的浓度等。一旦局部的通风机掘进巷道出现停风状况或出现停止运行现象时或瓦斯出现超限时，相应的煤矿其安全监控的系统就会自动切断各自区域电源，同时闭锁与报警，这一措施可以达到以下目的：（1）规避与降低了因电气设备违章作业或失爆、或电气设备出现故障的危险温度或电火花导致瓦斯爆炸的发生率；（2）规避与降低了运、掘、采等设备在运行状态下因危险温度或摩擦碰撞出火花而导致的瓦斯爆炸的发生率；（3）可以提到提醒作用，督促生产的调度员、领导及时把工作人员安置到安全位置；（4）督促生产的调度员、领导及时处理好事故的安全隐患，提前预防瓦斯爆炸事故的发生。

第二，瓦斯抽放系统的监控，（1）监测抽放管路里阀门开度、温度、压力、流量、甲烷的浓度以及一氧化碳其浓度等各管道的参数；（2）对瓦斯抽放泵站室里甲烷的浓度以及井下临时的抽放瓦斯泵站其下风侧的栅栏外的甲烷浓度环境参数进行监测；（3）对抽放泵轴温、抽放泵的真空度以及电机温度等进行监测；（4）监测冷却水池的水位、水温以及水压与水量等供水的参数；（5）监测功率因素、电压、电流等供电的参数；（6）对供气管道其供气阀的开度、流量、甲烷的浓度、温度、正压等供气的参数进行监测；（7）监测密封的水温、密封的水位、罐内其甲烷的浓度、罐压和罐高等储气罐的参数；（8）对瓦斯抽放供水、阀门、泵等状态进行监测；（9）对瓦斯抽放纯瓦斯量和混合量进行监测；（10）对瓦斯抽放阀门与泵进行控制。

第三，监控火灾，也就是监测烟雾、压差、温度、氧气的浓度以及二氧化碳和一氧化碳的浓度等，并控制好注氮、风窗、风门来达到均压灭火目的。

第四，瓦斯的突出预警，对瓦斯的涌出量、煤岩体声的发射等进行监测，并有效结合瓦斯的地质信息，从而达到煤和瓦斯的突出预警目的。

第五，监测和预警矿山压力，预警顶板其大面积的来压以及冲击地压等，监测钻孔的应力、锚杆的拉力、顶板其离层的位移、巷道其顶底板的位移、单体液压和液压支架支柱工作下缩量及阻力、声发射等。

第六，事故调查与应急救援中煤矿其安全监控的系统也起着不可忽视作用，若煤矿井下出现瓦斯爆炸事故，系统监测记录就是事故火源、爆源以及事故时间确定的主要依据。

3 煤矿安全监控系统技术管理的应用

随着计算机软硬件技术、电子技术的飞速发展以及我国企业发展的自身需求，我国各个主要生产厂家以及科研单位在一直退出各类监测监控的系统，例如：KJ90、KJ95、KJ101、KJF2000、KJ4/KJF2000以及KJG2000等，同时还有WEBGIS、MSNM煤矿安全数字化与综合化的网络监测的管理体系，这些系统生产规模、企业的性质以及专业技术的服务能力和可靠性、稳定性、软硬件的功能等都基本反映出了煤矿其监测监控体系技术水准。

煤矿安全监控系统安装的报警断电的执行机构、工作站以及传感器是采取连续工作的模式，它能随机监测瓦斯的含量，当瓦斯含量出现异常，就会声光报警且断电执行区域，预防事故的发生，同时随时定时把测量数据运输黑地面的调度室以及调度室中计算机内，这样调度人员就可以随时掌握哪里存在异常，并按照实际状况采取必要措施来缓解隐患，例如觉得人员是否撤出、怎样撤出、调度风量的大小等，煤矿安全监控系统能保障煤矿的安全，在矿井减灾、防灾上和增强生产效率上有着重要的作用。伴随着计算机的不断发展以及现场总线运用，我国煤矿安全监控系统巡检速度与运行的可靠性得到了很大提高。今后，我国煤矿安全监控系统会朝着更广覆盖面、采取微处理器、制定统一专业技术的标准、构建统一先进网络系统方向发展，以实现资源的共享和安全系数的大大提高。

综上所述，煤矿安全监控系统的应用有效转变了安全现状，降低了事故发生率，做到了从源头预防，在煤矿的安全生产里发挥着不可或缺作用。作为系统管理人员，要严格遵守标准规定，正确的安装与使用，合理的管理与维护系统，规避和降低瓦斯爆炸事故发生率。

摘要：煤矿安全事故的发生不仅危及着国家的财产安全, 更加威胁着人们的生命安全, 给社会带来了极为恶劣影响。煤矿安全监控系统的应用就有效改善了这一现状, 给安全生产增加了坚固防线。因此, 探究煤矿安全监控系统技术管理与应用具有重大意义。本文主要阐述了煤矿安全监控系统技术管理探讨以及煤矿安全监控系统技术管理的应用。

关键词：煤矿安全监控系统,技术管理,应用

参考文献

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[3]曾宇航.我国煤矿安全监控系统研究综述[J].软件导刊, 2010 (07) :140-142.

监控系统与煤矿安全 篇8

(1) 煤矿的高层领导并不关注监控系统的重要性, 相关的运行理念非常滞后, 虽然说目前对于煤矿安全的重视程度与日俱增, 但实际上就有有相当数量的企业不能正视监控系统运行。部分的煤矿企业日常运行组织机构中具备机电运行部门, 但是针对监控系统的安全运行重视不足, 仅仅是作为辅助性活动来展开。煤矿的高层长时间忽视运行与维护检修工作, 造成了一些定期检修工作难以落实。

(2) 监控系统运行制度不健全

目前, 监控系统运行制度方面所体现出来的不健全也是引发安全运行问题的关键, 很多矿井更重视生产, 对于各种系统使用粗狂, 煤矿的监控系统维修保养工作非常滞后不及时, 检修的具体时间很难得到确保, 有关的安全运行实际上得不到不落实。所以, 从这个角度来讲, 制度的缺失以及不健全等等状况, 造成运行不善, 并且具体的运行当中执法非常不严, 这就在一定程度上造成了一些很严重的同类隐患。

(3) 监控系统综合运行不到位

煤矿所处地理环境以及气候等外在因素产生了机械系统的大量粉尘堆积之类的问题, 产生了针对监控系统的严重破坏现象, 也造成了监控系统存有大量安全隐患。煤矿监控系统的分量重, 投入量比较大。矿井的井口监控输送, 对于系统的运行极为混乱、缺乏统一的规划, 相关的技术运行手段非常的滞后, 安装使用的过程存在很大的问题, 系统更替不及时。相关系统腐蚀以及损坏现象频发, 各类的故障装置严重缺位, 大幅度的造成了煤矿经济成本, 影响威胁安全生产。

2煤矿监控系统安全运行与维护要点

(1) 提高重视, 注入资金支持, 积极构建运行平台, 实现机电质量标准化的运作, 打下煤矿机电安全运行的坚实基础, 否则煤矿监控系统运行运行以及相关的维护也就无从着手。煤矿企业应当积极的结合精细化运行制度的相关标准, 确保能够满足机电运输系统各项标准, 维护实现监控系统的安全运行, 维护矿井的安全生产。

煤矿高层应当重视煤矿监控系统安全运行以及维护的相关工作, 积极整改传统运行模式, 突出质量标准化制度相关建设, 辅助机电运输质量标准化工作能够具备完善的工作平台。

煤矿监控系统安全的一系列运行工作当中, 煤矿应结合《煤矿安全规程》以及《技术规程手册》一系列要求展开全面的规划, 借助多元化的形式充实煤矿监控系统的安全运行以及维护的资金注入, 安全监控机电系统在运转的时候, 确保能够完整的了解系统故障相关问题积极地展开维护, 确保煤矿安全生产打造坚实保证。积极的改善已有运行模式的同时, 应当专注与转变工作作风, 果对于老旧系统及时报废, 主动介入, 突出强调实效, 积极性成良好的发展势态, 积极的推进建设自主化的运行模式。

(2) 积极构建完善的监控系统运行制度, 确保安全运行具备充实的制度保障, 积极地选择从企业制度着手, 参照煤矿生产实际的状况, 积极出台系统更新的相关计划。目前相当数量的监控系统一段时间内仍旧是超期服役状态, 这多少给了监控系统安全运行相当大的问题。所以强化针对可能伤害到人身安全的一电气系统及时的完成更新, 去除老旧系统。确保经济效益, 结合相关煤矿监控系统的安全运行要求, 确立起巡回检修检查相关制度, 确保能够贯彻执行, 积极做到制度化以及科学化。

我们应当强化企业的安全生产意识, 确定定能够预防机电安全隐患的对策, 强化电气系统失爆的运行。此外, 还应当积极的落实煤矿监控系统领域的相关安全运行制度, 强化针对机电系统运行员工教育以及培训, 强化监管, 完成事前预防, 强化监督管控, 避免产生事故隐患。

(3) 加快技术创新, 建立质量监控与检修体系

完善的科技装备应当是煤矿企业满足市场经济的现实要求, 进而追求更高的产业经济效益的重要方式。因此需要针对监控系统展开综合信息运行。积极地强化煤矿监控系统的安全运行效率, 积极引进新技术, 借助科技力量, 积极的改造系统, 确保相关的煤矿企业足够竞争能力。运行好监控系统试试先安全运行以及维护的重中之重。在选择监控系统的时候, 确保能够辨别真伪, 控制系统质量关。至于安装, 应当对于其中的关键工序做好阶段性额验收安装关卡。

就检修来说, 应当积极的构建起完善严格的停产检修计划以及详细的作业规程, 强化相关强制保养的工作, 针对重点部位完成重点的检查, 维护相关项目的检修质量, 控制机电事故的发生率。

(4) 坚持以人为本, 发挥人才效益, 提高机电队伍的整体素质

机电技术装备的运转离不开监控系统安全运行职工, 可以说这部分专业人才对于煤矿企业发展来说至关重要, 重视机电运行应当强化机电技术队伍专业素质。所以, 煤矿企业必须强化监控系统的安全运行以及相关系统维护人员的教育以及职业培训等, 借助定期以及不定期的手段形式构建起完善的平台, 确保监控系统安全运行人员能够具备充足的学习机会, 方便内部员工交流以及学习。

除此以外, 企业应当定期亦或者不定期的安排相关的机电安全运行职工能够展开进转岗轮换, 强化专业技能, 创造条件确保能够得到学习锻练, 充分的确保足够的人才效益。

综上所述, 作为机电运行的具体员工, 应当要求其能够在煤矿机的监控系统安全运行的过程当中, 能够积极的强化机电运行的信息化建设以及确立起更加严格的执行岗位责任制, 完成煤矿机电的安全工作。确保更好的矿井监控系统的安全可靠性, 确保调用综合性的运行手段满足矿井机电系统安全性要求, 降低机电事故隐患。

摘要：一般来说, 针对煤矿监控系统所进行的安全运行以及维护工作在煤矿运行当中都是重中之重, 本文对此将对于这一领域目前的问题进行阐释, 并寻找对策。

关键词：煤矿,监控系统,安全运行

参考文献

[1]王娟.浅析煤矿机电事故的原因和对应的措施[J].科技信息, 2008 (26) .

监控系统与煤矿安全 篇9

由美国国家仪器有限公司 (以下简称“NI公司”) 提出的虚拟仪器技术, 很好地解决了以上问题[3]。它推出的图形化编程语言———Lab VIEW, 提供了很多外观与传统仪器类似的控件, 采用数据流编程方式, 在程序界面设计、编写代码和实现功能等方面都采用了图形化方式, 被广泛应用于航空、汽车、通信和过程控制等领域[4,5]。笔者研究了一种基于Lab VIEW的煤矿安全监控系统, 它很好地解决了开发成本高、测试效率低、系统开发时间长等几个关键问题, 同时它还具备远程控制、数据采集、数据分析等功能。

1 系统总体结构设计

基于Lab VIEW的煤矿安全监控系统总体结构图, 见图1。该系统主要由无线传感器网络节点、中继站、上位机等部分组成。无线传感器网络节点主要完成数据的采集和存储, 并将采集的数据导入ARM处理器, 由ARM处理器控制将数据由Wi Fi无线模块发送给中继站。为了保证该测控平台适应无线远距离传输, 课题选用无线AP作为中继站保证数据正确可靠的远距离传输方式。接收端中继站将接收到的数据通过无线网口传回上位机, 上位机由基于Lab VIEW的测控软件来对数据进行读取、处理等相关操作[6]。

基于Lab VIEW的煤矿安全监控系统在工作时, 首先是在上位机Lab VIEW软件的控制下进行自检, 待自检完成后, 通过Lab VIEW软件对无线传感器网络节点中的采集系统进行相关参数设置, 然后让无线传感器网络节点处于待触发状态。当井下环境参数发生变化时, 位于井下的无线传感器网络节点会把相关信号采集并存储下来。当无线传感器网络节点收到上位机发出的读数命令时, 无线传感器网络节点中的ARM处理器会把采集系统中存储的数据读出并发给Wi Fi无线模块, 由其把数据传回上位机。最后装在上位机上的Lab VIEW软件完成数据的读取合并和存储, 并能根据需要对读回的数据作滤波、频谱分析等相关的信号处理。

2 系统硬件结构设计

基于Lab VIEW的煤矿安全监控系统硬件部分, 主要由无线传感器网络节点, 无线AP, 计算机等几部分组成[7]。无线传感器网络节点由传感器, A/D转换器, FPGA, ARM处理器, Wi Fi无线模块等部分组成。无线传感器节点的硬件总体结构框图, 见图2。

在无线传感器节点的硬件当中FLASH存储器显得最为重要, 因为所有的实验数据都需要存储到FLASH中, 一方面数据要准确地存入且不能丢失, 另一方面存储的数据要能够准确地被读出并传回上位机。该测控平台的Nand Flash芯片, 选用三星电子有限公司的k9k2G08U0M, 容量为256 MB, 工作电压为2.7~3.6 V, 一页大小为2 KB, 编程和擦除均为自动[8]。

A/D转换器作为模数转换的关键器件, 在测控平台中的地位也是不容忽视的, 该测控平台选用AD公司的AD7492作为模数转换芯片。AD7492分辨率为12 bit, 在2.7~5.25 V的电压下工作, 最高采样速率可达到3 MB/s, 可以处理高达10 MHz的宽频信号[9]。

3 系统软件设计

基于Lab VIEW的煤矿安全监控系统上位机软件主要运用NI公司的Lab VIEW 9.0开发完成, 系统软件主要实现以下功能:一是工作状态检测, 即对选定的无线传感器网络节点 (客户端) 通信信道进行的工作状态检测;二是参数设置, 包括对采样频率、采样点数、放大倍数等参数的设置;三是读取数据, 并能对读取的数据作滤波、频谱分析等相关处理;四是数据的文件存储及存储文件的读取[10]。

数据读取模块作为系统软件的一个核心模块, 它的作用是向下位机发送开始采集数据的命令, 并且读回已采集到的数据。Lab VIEW为用户提供了封装好的TCP VI函数, 使用时服务器端TCP VI需设置指定的监听端口, 客户端TCP VI则需设置要与其建立连接的地址和远程端口号。根据Socket技术, 其TCP通信流程包括:作为服务器端的PC机先对指定的端口监听并处于等待连接状态, 作为客户端的数据采集端向服务器端被监听的端口发出连接请求后, PC机响应, 先向客户端发出数据采集命令, 再读取客户端反馈的表示确认握手成功的信息后, 读取文件是否为加密文件的标志位, 读取文件数据大小信息, 最后读取数据, 完成后关闭TCP[11]。Lab VIEW环境下服务器Socket通信的程序框图, 见图3-a;二进制数据读取模块的程序框图, 见图3-b。

4 实验结果及分析

数据采集模块作为测控系统的首要环节, 其正确性对整个系统功能的实现有着决定性的影响, 因此首先对采集模块的正确性进行验证。首先要对采集模块的参数进行设置, 在这里参数设置的过程是:上位机发送参数设置指令, 然后指令通过无线传输正确的传送到下位机, 然后下位机根据事先的程序设定将系统调整到相对应的工作模式。这里以1号测控装置为例, 将其采样率设置在第三档, 即1 Mbps。

为了验证经过无线设置后系统是否正确地进入到了相对应的工作模式, 利用信号源直接产生一个频率为1 k Hz, 最大值为3.1 V, 最小值为0.8 V的正弦信号, 将该信号直接输入到调理电路的输入端, 待系统采集完成后, 将采集结果通过无线传输到上位机进行显示, 正弦波采集结果展开图, 见图4-a。

为了进一步验证该煤矿安全监控系统的实际工作能力, 模拟了井下地下水水压信号, 并借用实验室已有的ICP传感器和该测控平台对爆压进行了测量。首先通过无线将系统相关参数设置完成并让系统进入待触发状态, 等水压信号触发无线传感器网络节点时, 将其测量最后将测量结果无线传回计算机。经过低通滤波处理后的模拟水压信号实际采集处理结果展开图, 见图4-b。

在图4-a中, 横坐标的单位是m V, 纵坐标的单位是ns。从图中可以看出, 游标1对应的正弦波最小幅值为795 m V, 游标0对应的正弦波最大幅值为3 102 m V, 除掉软件操作时游标取点的误差, 这一结果和信号源设置的最大值为3.1 V, 最小值为0.8 V基本吻合。从图中可以看出游标0和游标1在横轴上的差值可以计算得到采集到的正弦波一个周期为1 ms, 这正好和信号源设置的信号频率为1 k Hz吻合。由上述实验结果可以看出该测控平台从参数的无线设置, 到数据采集模块的数据采集, 再到采集结果的无线回传, 最后到采集结果的上位机显示都正确无误的。从图4-b中, 可以看出测试曲线很好地记录了井下水压信号的变化过程。

5 结束语

笔者从基于Lab VIEW的煤矿安全监控系统总体结构出发, 对系统的软硬件构成和设计思想进行了详细介绍, 并给出了煤矿安全监控系统中数据读取模块的部分程序框图。最后通过试验对该煤矿安全监控系统数据采集能力、无线传输控制能力、系统的实际应用能力进行了验证, 试验结果表明煤矿安全监控系统完全能够胜任井下恶劣环境下的无线数据采集传输控制的重任。

参考文献

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[10]陈学庆, 房小溪.LabVIEW图形化编程与实例应用[M].北京:中国铁道出版社, 2005.

监控系统与煤矿安全 篇10

煤矿安全监控系统作为矿井安全生产的有力保障, 能够实时、准确、连续地监测井下采掘工作面的瓦斯变化情况, 对瓦斯超限进行自动报警和断电, 是预防瓦斯超限、积聚和防止瓦斯事故的重要手段之一, 近年来在煤矿安全生产管理中发挥着越来越重要的作用。目前, 煤矿安全监控系统的主要管理模式是实时监控和问题处理, 即井下的传感器先测定瓦斯或其它有害气体浓度, 达到报警、断电值时发出声光报警信息并实现自动断电, 同时采取停止井下现场设备工作、撤人、查明原因等措施进行处理。该模式的不足之处在于煤矿安全监控系统只是在发生问题之后被动地去处理问题, 无法提前预警和通知有关人员采取有针对性的措施, 特别是瓦斯事故瞬间发生时, 人工应急反应不及时, 使得煤矿安全监控系统的预警作用大打折扣, 不能满足新形式下矿井“一通三防”管理的需要。鉴于此, 本文提出对该管理模式进行改进的措施, 建立煤矿安全监控系统与“一通三防”管理的预警联动机制, 对重点区域超前监控、提前预警、过程控制、联动分析, 从而更加充分地发挥煤矿安全监控系统在煤矿安全生产管理中的预警作用, 预防和避免“一通三防”事故的发生。

1预警联动机制的具体实现

(1) 超前监控

因为现阶段煤矿安全监控系统的主要监控对象是瓦斯, 而井下各地点的瓦斯涌出量是动态变化的, 不同地点、不同煤层、不同时段、不同的施工工艺等因素都会对相应地点的瓦斯涌出量和瓦斯浓度产生影响。这时就需要煤矿通风部门与生产技术部门密切合作, 根据井下现场实际情况, 对计划监控地点的瓦斯涌出量及瓦斯浓度做出预测和处理建议, 确定重点监控区域, 同时通知安全监控人员对以上重点区域加大监管力度, 并在以上区域施工时实时关注煤矿安全监控系统的数据。

建议以下情况时应加强监管:掘进工作面拨门、贯通时;采煤工作面初放、收作时;采掘工作面过断层、地质构造带、老巷、采空区、钻场等瓦斯涌出量异常地段时;矿井、采区及采区内部通风系统改变时;采掘工作面开采工艺及工序发生变化时;采取瓦斯抽采手段及抽采效果发生变化时等。

(2) 提前预警

在确定了重点监控区域后, 要在煤矿安全监控系统中对这些地点重点标识, 设定预警浓度。比如说正常掘进工作面迎头的T1 (瓦斯传感器) 报警浓度为≥1.0%CH4, 断电浓度为≥1.5%CH4, 但是如果该掘进工作面在施工前被预测为重点监控区域, 瓦斯涌出量较大, 此时可以在煤矿安全监控系统中定义瓦斯传感器的预警点, 如把T1的预警浓度设置在≥0.70%CH4, 在瓦斯浓度达到0.70%CH4时T1即声光预警, 提醒井上下作业人员该区域瓦斯涌出量有变大的趋势, 需要及时采取措施, 如暂时停止作业、加大有效风量等, 争取把隐患消除在萌芽状态。如果这些措施仍不见效, 瓦斯浓度仍然继续上升并超过报警浓度时, 就需要采取进一步停电、撤人、汇报处理等措施了。

需要特别注意的是, 在井下现场中可能会出现非重点区域向重点区域转化或重点区域向非重点区域转化的现象, 因此, 在工作中要加强煤矿安全监控系统的实时监测功能, 做好瓦斯参数搜集、分析、整理和重新划分重点区域的工作。

(3) 过程控制

这里说的过程控制指的是预警联动机制中的处理环节, 有正常和应急2种方式。

① 正常情况:

监控中心站值班人员必须认真监视煤矿安全监控系统所显示的各种信息, 详细记录系统各部分的运行状态, 并填写运行日志, 将重点区域的数据及瓦斯浓度值的变化幅度在0.30%及以上的地点在当天的监控日报中标识出来, 打印相应的煤矿安全监控系统数据及曲线;通风区值班人员每天审阅监控日报, 及时分析日报中标识出的数据, 及时将异常数据汇报领导并安排解决;每周 (或旬) 由矿组织召集通风 (或防突) 、生产、技术、安全监控等部门, 对这段时间内的煤矿安全监控系统的数据予以全面分析和汇总, 同时根据会议决议指导下一步的采掘生产。

② 应急情况:

遇到重点区域及其它地点发生瓦斯浓度及其它有害气体骤降或骤升等异常现象导致煤矿安全监控系统发出报警、断电、馈电异常信息时, 监控中心站值班人员应立即向矿调度汇报, 矿调度值班人员应立即向值班矿领导汇报, 由矿领导按规定负责指挥现场人员停止工作、断电、撤人等工作, 同时按照应急预案的要求进行排查, 并召集通风 (或防突) 、生产、技术、安全监控等相关部门分析现象原因, 采取对策, 避免事故的再次发生。

(4) 联动分析

利用煤矿安全监控系统提供的数据, 搜集整理矿井“一通三防”的基础参数和数据, 分析瓦斯变化原因, 加强矿井“一通三防”管理。可以利用的内容包括:

① 瓦斯涌出变化趋势:利用煤矿安全监控系统中的瓦斯传感器所监测到的实时数据和历史数据, 对这些数据进行历史曲线分析, 研究瓦斯变化规律, 掌握瓦斯变化动态, 对瓦斯浓度变化幅度、频率等发生不稳定或者有明显增大或减小趋势的地点进行监控 (尤其是绝对瓦斯涌出量≥3 m3的掘进工作面和绝对瓦斯涌出量≥5 m3的采煤工作面要作为监控重点) , 特别是出现与事先预测情况不一致时, 要判断瓦斯变化方向、原因, 指导通风、瓦斯管理, 及时消除事故隐患。

② 通风状态变化趋势:利用煤矿安全监控系统中的风速传感器、风门开关传感器、局扇开停传感器、温度传感器等, 对井下主要通风巷道、采掘工作面、机电硐室等用风地点的风速、风量、温度、风门开停、局扇开停等数据进行监控, 判断通风安全状态, 为通风系统优化、风量调节、系统管理提供依据。

③ 瓦斯抽放子系统计量变化趋势:利用煤矿安全监控系统中的瓦斯抽放计量装置, 对抽放系统浓度、负压、流量、温度、CO浓度等数据进行监控, 以此判断抽放系统运行状态、管路和钻孔阻力分布情况, 为抽放参数调整、处理故障、优化设计参数、提高抽放效果提供可靠信息。

④ CO涌出变化趋势:利用煤矿安全监控系统中的CO传感器, 对采掘工作面在生产过程中、放炮前后的CO浓度数据进行监控, 判断CO涌出来源, 及时发现和消除自然发火隐患。

⑤ 其它可以分析利用的数据等。

2结语

该煤矿安全监控系统与“一通三防”管理的预警联动机制目前已在淮北矿业集团得到实施。应用结果表明, 该机制能够充分利用煤矿安全监控系统的实时数据采集、分析及反馈功能, 提供研究采掘工作面瓦斯变化趋势及变化原因所需的数据, 不仅能在第一时间发现并消除瓦斯事故隐患, 对保障矿井安全、提升矿井“一通三防”管理和技术水平、提升矿井防灾抗灾能力等方面具有非常重要的作用。

摘要：针对目前煤矿安全监控系统因人工应急不及时而导致无法很好地发挥其预警作用的问题, 探讨了安全监控系统与煤矿“一通三防”管理的预警联动机制, 从而实现了对重点区域超前监控、提前预警、过程控制、联动分析、数据搜集等功能。实际应用表明, 该预警联动机制能够充分利用煤矿安全监控系统的实时数据采集、分析及反馈功能, 及时发现并消除瓦斯事故隐患, 对保障矿井安全、提升矿井“一通三防”管理和技术水平、提升矿井防灾抗灾能力发挥了重要作用。

关键词：煤矿,安全监控系统,一通三防,瓦斯监控,通风管理,预警联动

参考文献

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[2]许洪亮, 杨策.矿井安全监控系统在通防管理中的应用[J].煤炭科技, 2007 (3) .

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