煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的研究

余雷

（水城礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司那羅寨煤礦，貴州 六盤(pán)水 553034）

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是各礦生產(chǎn)、安全及管理方面的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)，對(duì)于煤礦的生產(chǎn)運(yùn)行狀況，安全水平、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)具有重要的作用。煤炭是我國(guó)的主要能源，約占一次能源的70%。煤炭行業(yè)是高危行業(yè)，瓦斯、煤塵、水災(zāi)、火災(zāi)、沖擊地壓、地?zé)岬壤_著煤炭工業(yè)的健康發(fā)展。鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦事故頻發(fā)，百萬(wàn)噸死亡率是國(guó)有重點(diǎn)煤礦的7倍，這就充分證明，先進(jìn)的技術(shù)、可靠的裝備、合格的人才和到位的管理，是煤礦安全生產(chǎn)的重要保障。

1 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)概述

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是煤礦安全高效生產(chǎn)的重要保障。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)分井下和地面兩部分。井下主要設(shè)備是礦用分站，是井下信息收集處理的基本單元，配接甲烷傳感器、風(fēng)速傳感器、溫度傳感器、一氧化碳傳感器、負(fù)壓傳感器、機(jī)電設(shè)備開(kāi)停傳感器風(fēng)門(mén)開(kāi)閉傳感器饋電傳感器完成采區(qū)數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)場(chǎng)所的安全監(jiān)測(cè)與控制。地面主要設(shè)備是信息采集處理中心:由傳輸接口、監(jiān)測(cè)管理軟件、監(jiān)控主機(jī)、備用機(jī)、打印機(jī)、監(jiān)視器以及信號(hào)避雷器等組成，主要把井下上傳的監(jiān)測(cè)控制信息及時(shí)傳輸?shù)矫旱V各個(gè)生產(chǎn)部門(mén)，對(duì)井下環(huán)境進(jìn)行綜合分析和科學(xué)判斷，確保煤礦生產(chǎn)的安全。

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)用來(lái)監(jiān)測(cè)CH4濃度、CO濃度、CO2濃度、O2濃度、風(fēng)速、風(fēng)壓、溫度、煙霧、饋電狀態(tài)、風(fēng)門(mén)狀態(tài)、風(fēng)筒狀態(tài)、局部通風(fēng)機(jī)開(kāi)停、主通風(fēng)機(jī)開(kāi)停等，并實(shí)現(xiàn)CH4超限聲光報(bào)警、斷電和CH4風(fēng)電閉鎖控制等。當(dāng)瓦斯超限或局部通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行或掘進(jìn)巷道停風(fēng)時(shí)，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)切斷相關(guān)區(qū)域的電源并閉鎖，避免或減少由于電氣設(shè)備失爆、違章作業(yè)、電氣設(shè)備故障電火花或危險(xiǎn)溫度引起瓦斯爆炸；避免或減少采、掘、運(yùn)等設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的摩擦撞擊火花及危險(xiǎn)溫度等引起瓦斯爆炸；提醒領(lǐng)導(dǎo)、生產(chǎn)調(diào)度等及時(shí)將人員撤至安全處。還可通過(guò)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控瓦斯抽放系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、煤炭自燃、瓦斯突出等。

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)在應(yīng)急救援和事故調(diào)查中也發(fā)揮著重要作用，當(dāng)煤礦井下發(fā)生瓦斯（煤塵）爆炸等事故后，系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)記錄是確定事故時(shí)間、爆源、火源等重要依據(jù)之一。

火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要用來(lái)監(jiān)測(cè)CO濃度、CO2濃度、O2濃度、溫度、壓差、煙霧等，并通過(guò)風(fēng)門(mén)、風(fēng)窗控制，實(shí)現(xiàn)均壓滅火控制、注氮控制等。礦山壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要用來(lái)監(jiān)測(cè)支架工作阻力、頂板下沉量、頂板下沉速度、錨桿應(yīng)力、聲發(fā)射頻率與強(qiáng)度等，并實(shí)現(xiàn)礦山壓力預(yù)報(bào)。煤與瓦斯突出監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要用來(lái)監(jiān)測(cè)煤巖體聲發(fā)射、瓦斯涌出量、工作面煤壁溫度、紅外發(fā)射、電磁發(fā)射等，并實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯突出預(yù)報(bào)。

2 煤礦危險(xiǎn)有害因素分析與控制

煤礦生產(chǎn)是地下作業(yè)，環(huán)境條件復(fù)雜。煤礦除面臨地面一般工業(yè)企業(yè)的危險(xiǎn)與有害因素以外，還有其特殊危險(xiǎn)與有害因素，而且一種事故的發(fā)生，往往會(huì)引起另一事故的發(fā)生；工作地點(diǎn)和工作條件隨著時(shí)空的變化而變化，使危險(xiǎn)與有害因素產(chǎn)生和消亡呈現(xiàn)出明顯的動(dòng)態(tài)性；有的危險(xiǎn)與有害因素比較隱蔽，僅憑感官和直覺(jué)難以發(fā)現(xiàn)，必須通過(guò)儀器和專(zhuān)用設(shè)備才能檢測(cè)出來(lái)。煤礦主要事故如下:(1)瓦斯爆炸；(2)水災(zāi)；(3)煤礦火災(zāi)；(4)粉塵；(5)中毒和窒息；(6)高處墜落；(7)物體打擊；(8)觸電傷害；(9)機(jī)械傷害；(10)冒頂、片幫；(11)高處墜落；(12)淹溺；(13)坍塌；(14)爆破傷害；(15)火藥爆炸。

我國(guó)是世界上煤礦災(zāi)害嚴(yán)重、災(zāi)害多的國(guó)家。在瓦斯方面。我國(guó)煤礦幾乎都有瓦斯涌出，年涌出量超過(guò)180億m3；國(guó)有重點(diǎn)煤礦中，高瓦斯突出礦井占49.5%；全國(guó)煤礦中高瓦斯礦井4462處，突出礦井911處，國(guó)有重點(diǎn)煤礦中約250處突出礦井；我國(guó)煤礦是世界上煤與瓦斯突出最嚴(yán)重的國(guó)家之一；截至2007年底累計(jì)突出16400余次，占世界煤礦總突出次數(shù)的40%左右。

目前，我國(guó)煤礦平均開(kāi)采深度每年增加10~20m，地應(yīng)力、瓦斯壓力和瓦斯涌出量隨之增大，煤與瓦斯突出、沖擊地壓危險(xiǎn)增加，熱害也逐步成為煤礦新的災(zāi)害。隨著生產(chǎn)集約化程度的增加，現(xiàn)代化的生產(chǎn)礦井容易導(dǎo)致多種災(zāi)害的耦合。

3 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)管措施

3.1 正確評(píng)價(jià)安全監(jiān)控系統(tǒng)

安全監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)礦井環(huán)境和生產(chǎn)過(guò)程發(fā)出的警告，對(duì)防范事故，保障礦井安全和生產(chǎn)的組織、實(shí)施起著人工檢查無(wú)法替代的積極作用。對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)正確評(píng)價(jià)，重視安全生產(chǎn)工作，才能為管好用好安全監(jiān)控系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

3.2 嚴(yán)防假冒偽劣產(chǎn)品，嚴(yán)格新購(gòu)設(shè)備的驗(yàn)收，及時(shí)補(bǔ)充零配件

煤礦在選購(gòu)安全監(jiān)控設(shè)備時(shí)，要嚴(yán)格把關(guān)，必須要選購(gòu)正規(guī)廠家生產(chǎn)的“四證”齊全(即產(chǎn)品計(jì)量合格證、檢驗(yàn)合格證、產(chǎn)品防爆合格證、“MA”標(biāo)志證)、技術(shù)先進(jìn)的系統(tǒng)配套產(chǎn)品。另外為保證安全監(jiān)控系統(tǒng)長(zhǎng)期正常運(yùn)行，礦井應(yīng)根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量和損耗情況，備有系統(tǒng)設(shè)備的易損易耗配件。

3.3 重視技術(shù)管理和業(yè)務(wù)技術(shù)培訓(xùn)

對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)和各種設(shè)備和裝置，如中心站的各種設(shè)備、分站和電源箱、各種傳感器、斷電器等應(yīng)分別建立技術(shù)檔案。這些資料應(yīng)力求詳盡，能反映出每臺(tái)設(shè)備的技術(shù)性能、使用和運(yùn)行狀況；諸如按設(shè)備型號(hào)、編號(hào)逐臺(tái)建賬，及時(shí)填寫(xiě)安裝時(shí)間、地點(diǎn)、更換、拆除時(shí)間、拆除原因。

3.4 根據(jù)單位實(shí)際情況，組建專(zhuān)業(yè)技術(shù)隊(duì)伍

礦井通風(fēng)部門(mén)應(yīng)建立安全監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，并配備具有通風(fēng)和安全監(jiān)測(cè)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的工程技術(shù)人員和安全監(jiān)測(cè)工。安全監(jiān)測(cè)工應(yīng)是有一定的電子技術(shù)基礎(chǔ)且有獨(dú)立工作能力的人員。

3.5 系統(tǒng)設(shè)備安裝規(guī)范、按時(shí)調(diào)校，并認(rèn)真做好監(jiān)測(cè)信息處理工作

為切實(shí)有效地發(fā)揮安全監(jiān)控系統(tǒng)在生產(chǎn)中的安全保障作用，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，各種傳感器的安設(shè)，特別是采掘工作面等場(chǎng)所的瓦斯傳感器的安設(shè)應(yīng)嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》和《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測(cè)儀器使用管理規(guī)范》要求設(shè)置。

3.6 做好日常管理和維護(hù)工作

為保證安全監(jiān)控設(shè)備能連續(xù)正常工作，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行管理與維護(hù)。對(duì)監(jiān)控設(shè)備每月至少要調(diào)試、校正一次。監(jiān)測(cè)人員每班要下井對(duì)監(jiān)控設(shè)備和線路進(jìn)行巡檢，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理；當(dāng)便攜儀在現(xiàn)場(chǎng)與瓦斯傳感器進(jìn)行對(duì)照兩者讀數(shù)誤差大于允許誤差時(shí)，要先以較大數(shù)為依據(jù)報(bào)告值班人員，并在8h內(nèi)對(duì)兩種設(shè)備調(diào)校完畢。

3.7 生產(chǎn)廠家應(yīng)認(rèn)真做好監(jiān)控系統(tǒng)售后服務(wù)工作

生產(chǎn)廠家應(yīng)急用戶之所急，要有一支技術(shù)良好的售后服務(wù)隊(duì)伍，要定期或不定期地對(duì)用戶進(jìn)行巡檢，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)予以解決；要本著“用戶至上，誠(chéng)實(shí)守信”的原則，要有與煤礦企業(yè)共同使用好安全監(jiān)控系統(tǒng)的思想，以認(rèn)真負(fù)責(zé)，服務(wù)熱情的態(tài)度，為用戶提供及時(shí)、優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)保證礦井安全生產(chǎn)起著人工無(wú)法替代的作用。要充分發(fā)揮煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的作用，必須在思想、組織、技術(shù)、資金、培訓(xùn)、售后服務(wù)、監(jiān)管等諸多方面落實(shí)到位，上下重視，齊抓共管。從管理上下功夫，先進(jìn)的設(shè)備只有跟上先進(jìn)的管理，裝備的先進(jìn)性才得以體現(xiàn)，才能使安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦安全生產(chǎn)中發(fā)揮出最大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

[1]梅國(guó)棟，劉璐，王云海.影響我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)的主要因素分析[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2008，4(3):84~87.

[2]劉禮志.煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控集成系統(tǒng)研究[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2007，3(4):107~110.