煤礦瓦斯遠程自動監(jiān)管信息化系統(tǒng)的研究

武英云

【摘 要】隨著計算機及通信技術(shù)的進步和煤礦安全管理的深化，建立煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)的地面聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程集中和分布式實時監(jiān)測和現(xiàn)代化管理是煤礦安全管理的必然發(fā)展趨勢。本文主要探討煤礦瓦斯遠程自動監(jiān)管信息化系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】煤礦瓦斯；遠程；監(jiān)管；系統(tǒng)

【中圖分類號】F224-39【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0126-01

自20世紀80年代以來，我國已有某些條件較好的礦務(wù)局采用電話專線方式，實現(xiàn)了遠程集中監(jiān)測。近年來隨著Internet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，有的礦務(wù)局也實現(xiàn)了基于普通網(wǎng)站的采用瀏覽器方式的監(jiān)測。但是以往的這些監(jiān)測都限于用文字或數(shù)字描述監(jiān)測結(jié)果，顯示不直觀，沒有空間分析功能，而基于WebGIS網(wǎng)站，具有GIS先進技術(shù)，通過瀏覽器操作直接在屏幕數(shù)字采掘工程圖上實現(xiàn)實時實地監(jiān)測和動態(tài)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管新技術(shù)首次在本系統(tǒng)中得到解決。以下將概述系統(tǒng)功能和主要操作過程[1]。

1 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)的組成分地面和井下兩大部分，地面部分由監(jiān)控主機、圖形工作站、遠程終端、地面調(diào)制解調(diào)器、大屏幕、UPS和GMS測控軟件包組成；井下部分主要由井下分站、隔爆兼本質(zhì)安全型電源箱、各種配套傳感器和專用信號電纜組成。

2 系統(tǒng)的需求分析

（1）適用多種通信協(xié)議，兼容多種分站同時運行，便于新老設(shè)備的交替。（2）采用安裝位置和測點類型組合配置來確定惟一的測量點，不但使系統(tǒng)測點維護簡單，即使調(diào)整物理通道也能保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性，更重要的是能夠真正使系統(tǒng)數(shù)據(jù)永久保存。（3）顯示頁面格式自由設(shè)置，不僅顯示常規(guī)的測點和相應(yīng)的實時數(shù)據(jù)，而且提供測點的圖標信息、變化時刻及其相關(guān)控制定義信息等，反映數(shù)據(jù)更直觀、全面，滿足用戶多種需求。尤其在超限斷電的情況下，系統(tǒng)自動提供點對點的相關(guān)信息，數(shù)據(jù)信息一目了然。（4）數(shù)字量顯示信息一改傳統(tǒng)系統(tǒng)中“開”、“?！?、“斷電”等死板提示，取而代之的是數(shù)字量測點類型及其提示信息任意定義，使顯示數(shù)據(jù)更貼近實際，提供給用戶的是一個完整的句子，如：“西南采區(qū)8108綜采面的采煤機正在割煤”。（5）曲線查詢操作更方便、迅速。無論是三個月的趨勢還是三秒鐘的細微變化，一目了然。查詢時間段長度任意，查詢測點任意選擇。（6）系統(tǒng)自動統(tǒng)計并提供打印系統(tǒng)故障資料，便于指揮安排維護工作。（7）支持標準的局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。實現(xiàn)礦內(nèi)、局內(nèi)聯(lián)網(wǎng)，通過程控電話撥號聯(lián)網(wǎng)，即使遠在天邊亦可隨時查看系統(tǒng)數(shù)據(jù)。（8）具備遠程維護功能。（9）動態(tài)圖形顯示采用目前最先進的工控組態(tài)軟件設(shè)計，圖形頁面由監(jiān)控機房統(tǒng)一管理，通過網(wǎng)絡(luò)共享[2]。

3 系統(tǒng)基本功能的設(shè)計

（1）監(jiān)測低濃甲烷、一氧化碳、風(fēng)速、高濃甲烷、溫度、壓力等環(huán)境參數(shù)。（2）監(jiān)測風(fēng)門，設(shè)備開/停狀態(tài)和皮帶運輸機的開停等各種開關(guān)狀態(tài)參數(shù)。（3）每個分站與中心站通信，受中心站控制，執(zhí)行中心站的各種控制命令，并將分站的各種監(jiān)測參數(shù)傳送給中心站。（4）分站（包括電源箱）能獨立工作，實現(xiàn)自動報警、斷電等控制功能。（5）在不超過電源額定負載的前提下，可以接人8個模擬量傳感器，8個開關(guān)量傳感器，最多可以輸出8組控制信號。（6）符合礦井環(huán)境需要，耐壓，耐腐蝕，防潮和密封。（7）模擬量輸人口即可以接頻率型、電流型、電壓型模擬量傳感器，也可以接開關(guān)量傳感器。接人類型只需在中心站通過軟件定義即可實現(xiàn)。

與已往的模擬示意監(jiān)測或表格監(jiān)測顯示截然不同，本系統(tǒng)能夠在數(shù)字采掘工程圖上十分直觀地實地顯示監(jiān)測分站和傳感器及控制設(shè)備的真實位置，實時實地顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)與設(shè)備的運行狀態(tài)及控制狀態(tài)，煤礦安全狀態(tài)一目了然，有助于及時發(fā)現(xiàn)問題和快速解決問題。

從傳感器的分布位置和實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，右側(cè)窗口直觀顯示傳感器監(jiān)測狀態(tài)、報警狀態(tài)和控制設(shè)備開停狀態(tài)?？赏瑫r對數(shù)字礦圖進行各種操作，如放大縮小和與各種其它圖層疊加進行各種安全分析。能夠隨著工作面的推進編輯數(shù)字采掘工程圖和移動傳感器，始終保持最新位置狀態(tài)?？梢砸詧D形方式實時監(jiān)測單個煤礦的全部傳感器的工作情況以及井下設(shè)備的工作狀態(tài)。在圖上能夠看到每個傳感器當時的瓦斯?jié)舛却笮『驮O(shè)備的開停狀態(tài)，具有瓦斯超限時有鈴聲報警的功能，通信中斷有相應(yīng)的顯示。首先點擊“在線監(jiān)測”鏈接，然后在下拉框中選中要監(jiān)測的煤礦，點擊“啟動監(jiān)測”鏈接[3]。

4 煤礦瓦斯遠程自動監(jiān)管信息化系統(tǒng)的實現(xiàn)

為確保礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的安全、可靠和正常運行，必須做好監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的使用、調(diào)試和維護等管理工作。在使用裝置前，必須按產(chǎn)品使用說明書的要求，調(diào)試合格后方可使用。每隔7天必須使用校準氣樣和空氣樣按產(chǎn)品使用說明書的要求對瓦斯傳感器進行1次調(diào)校，其他傳感器也應(yīng)按使用說明書要求定期調(diào)校，使各項指標符合規(guī)定[4]。

井下監(jiān)測員必須24小時值班，監(jiān)測裝置發(fā)生故障時應(yīng)及時處理。在井下處理故障時，必須嚴格執(zhí)行有關(guān)規(guī)定，并填寫故障登記表。在井下無法處理時，應(yīng)在24小時內(nèi)更換。在處理故障期間應(yīng)有安全措施。各種裝置在井下連續(xù)運行6—12個月，須將井下部分運到井上進行全面檢修。礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)信息處理的管理工作 為了充分利用礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的信息資源，及時發(fā)現(xiàn)井下安全問題，應(yīng)注意以下幾點：

①中心站每班必須有1名值班員值班。值班員應(yīng)認真監(jiān)測終端機屏幕所顯示的各種信息，詳細記錄累計各部分的運行狀態(tài)，負責(zé)打印監(jiān)測重點日報表：接到警報（或斷電）信號及事故警報，應(yīng)立即通知通風(fēng)調(diào)度、生產(chǎn)調(diào)度。

②值班員組長必須對當日獲得的信息進行分析整理，寫出主要情況、問題及處理意見的書面報告（日報），送通風(fēng)區(qū)（科）長或工程師批示后報送礦長和總工程師審閱，并定時向礦務(wù)局通風(fēng)處匯報。

⑧礦長、總工程師應(yīng)經(jīng)常通過終端了解并下安全情況、調(diào)閱計算機存儲的資料，更好地指揮安全生產(chǎn)。

④礦通風(fēng)部門負責(zé)人應(yīng)經(jīng)常組織有關(guān)專業(yè)人員分析、研究礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，結(jié)合井下采掘動態(tài)，掌握瓦斯、自然發(fā)火等變化規(guī)律，并制定相應(yīng)的防治措施。

結(jié)論

煤礦瓦斯遠程自動監(jiān)管信息化系統(tǒng)在網(wǎng)站瀏覽器上實現(xiàn)實時監(jiān)測，為集中或分布式全方位監(jiān)測與管理提供了可能，為監(jiān)測信息的高度共享提供了可能。

參考文獻

[1] 徐超，劉輝輝，鄒偉.淺談我國煤礦瓦斯抽放技術(shù)[J].山東煤炭科技，2010（02）

[2] 朱紅漢，劉祖飛.煤礦瓦斯治理關(guān)鍵技術(shù)探討[J].科技資訊，2011（02）

[3] 鄭偉.煤礦瓦斯安全自動監(jiān)測與報警系統(tǒng)研究[J].科技風(fēng)，2010（04）

[4] 王傳志. 高位抽放巷在桃山煤礦治理瓦斯工作中的實際應(yīng)用[J].煤礦現(xiàn)代化，2011（03）