解析煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)

夏步友 李召朋 孫士明

【摘 要】為了滿足煤礦生產(chǎn)需求，生產(chǎn)開(kāi)始進(jìn)行調(diào)度，開(kāi)始準(zhǔn)備應(yīng)急方案。這是一個(gè)新的機(jī)遇也是新的挑戰(zhàn)，科研人員要深入研究煤礦一體化在通信技術(shù)和通訊系統(tǒng)，研究重點(diǎn)放在如何進(jìn)行結(jié)合，如果提高生產(chǎn)效率和運(yùn)行速度上。在這水平之上還需要不斷的研究有線和無(wú)線通訊技術(shù)，研究語(yǔ)音技術(shù)、視頻技術(shù)等等，多項(xiàng)通信技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】煤礦安全生產(chǎn)；通信技術(shù)；監(jiān)控

【中圖分類(lèi)號(hào)】 TD82【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1672-5158（2013）07-0300-01

一、無(wú)人工作面遙控技術(shù)

從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，采掘工作面它是很多安全事故出現(xiàn)的場(chǎng)所。對(duì)該地點(diǎn)要借助通信和機(jī)械化以及煤礦監(jiān)控技術(shù)，減少該地區(qū)作業(yè)人員數(shù)量，使自動(dòng)化生產(chǎn)模式，將最終的技術(shù)融入其中，提高施工安全性。在2010年時(shí)，我國(guó)發(fā)生的煤礦事件高達(dá)70起，死亡人數(shù)在瓦斯事故中有3人以上，在采掘工作面中有50人以上，采掘工作面死亡人數(shù)占據(jù)整個(gè)煤礦安全事故70%。在20起的煤礦事故中，3人死水災(zāi)事故，采掘工作面死亡人數(shù)為30人。從中可以看出，采掘工作面是危險(xiǎn)區(qū)域，因此，需要加大投入科技含量，用自動(dòng)化生產(chǎn)替代人工操作生產(chǎn)。當(dāng)前，該區(qū)域使用人員巡視工作模式，人工管理安全故事發(fā)生模式，在實(shí)際發(fā)展中已經(jīng)得到驗(yàn)證，它只能提高人員死亡數(shù)，只能提高安全事故系數(shù)。因此，需要借助記憶割煤和回采巷道遙控技術(shù)，對(duì)不能識(shí)別的巖石類(lèi)型，進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制作業(yè)，適當(dāng)?shù)囊氩擅簷C(jī)、液壓支架等等設(shè)備，使得技術(shù)生產(chǎn)和設(shè)備運(yùn)行相互統(tǒng)一，這樣提高了工作效率，也提高了安全系數(shù)。這些技術(shù)需要包含以下幾個(gè)功能，主要有報(bào)警聯(lián)動(dòng)、生產(chǎn)調(diào)度、逃生聲光提示、緊急呼救、位置監(jiān)測(cè)、避險(xiǎn)指引等等功能。另外，還需要提高視頻、語(yǔ)音短信等通訊功能，使得這些功能具備固定通訊和移動(dòng)通訊功能。

二、煤礦井下人員精確定位技術(shù)

煤礦事故最多發(fā)生地是在井下，這些井下人員的生命安全需要得到保障，因此需要將定位系統(tǒng)安裝在煤礦井下。該系統(tǒng)及時(shí)的收集信息，技術(shù)發(fā)現(xiàn)安全隱患，幫助技術(shù)人員調(diào)整施工方案。如果煤礦井下發(fā)生了安全事故，該定位系統(tǒng)也將于最快的速度定位出被埋人員，提高了搜救工作效率，爭(zhēng)取救援時(shí)間。傳統(tǒng)的GPs信號(hào)不能被覆蓋到井下，很多的巷道都是信號(hào)盲區(qū)。隨著科技不斷發(fā)展，GPs信號(hào)技術(shù)已經(jīng)漸漸地退出歷史舞臺(tái)，目前主要使用的是RFID監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及柔和了漏泄電纜技術(shù)，幫助人員準(zhǔn)確的的定位出井下人員位置。

三、煤礦重大災(zāi)害預(yù)警技術(shù)

預(yù)警在實(shí)際工作中起到重要作用，它是保障煤礦安全的重要方式。當(dāng)前主要的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)有：斷電功能監(jiān)測(cè)、瓦斯報(bào)警監(jiān)測(cè)、分支的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為火災(zāi)監(jiān)測(cè)、沖擊地壓監(jiān)測(cè)等等。這些是礦石安全性的影響因素，如果施工中這些因素得不到處理，不能及時(shí)的進(jìn)行預(yù)警，那么安全隱患就此埋入礦石生產(chǎn)中。當(dāng)前，這些設(shè)備和預(yù)警體系還不完善，在實(shí)際施工中時(shí)常不能及時(shí)的將隱患顯示出來(lái)，人員在礦井工作中生命安全得不到保障。因此，當(dāng)前煤礦發(fā)展迫切的需要提高預(yù)警效率，尤其是重大煤礦的預(yù)警。一般而言預(yù)警效率和準(zhǔn)確性要高，這樣才能保障實(shí)際的施工安全性。技術(shù)人員要時(shí)刻研究火災(zāi)、沖擊地壓、瓦斯等等預(yù)警技術(shù)，還需要研究3D GIS安全監(jiān)控系統(tǒng)、瓦斯壓力、瓦斯地質(zhì)瓦斯?jié)舛鹊鹊?，這些內(nèi)容要進(jìn)行深入研究，才會(huì)找出精準(zhǔn)的應(yīng)對(duì)方案和方法。適當(dāng)?shù)囊胱匀碱A(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要針對(duì)氧氣濃度、礦井溫度、有毒氣體濃度等等，進(jìn)行有效的收集?；诙嘣畔⑾到y(tǒng)在其中發(fā)揮出重要作用。更好的研究了煤巖特性以及煤巖聲發(fā)射，提高煤礦生產(chǎn)效率。

四、煤礦監(jiān)控與通信技術(shù)的現(xiàn)狀

煤礦標(biāo)準(zhǔn)、安全監(jiān)控技術(shù)對(duì)電氣的防爆作用最明顯，它主要應(yīng)對(duì)傳輸距離遠(yuǎn)、電氣防爆、電壓波動(dòng)大的設(shè)備而言，安全監(jiān)控技術(shù)在這些施工漏洞中能夠準(zhǔn)確的找出隱患存在。煤礦開(kāi)采是個(gè)復(fù)雜的工程，它具有諸多的特點(diǎn)，最明顯的特點(diǎn)是工作環(huán)境差、設(shè)備故障性強(qiáng)、中繼器不能正常施工等等，該技術(shù)對(duì)這些特點(diǎn)提出了安全防爆方法，該方法基于現(xiàn)場(chǎng)總線CAN安全本質(zhì)的基礎(chǔ)上提出，更好的監(jiān)控了煤礦環(huán)境，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)在系統(tǒng)中也得到處理。煤礦技術(shù)對(duì)施工要求比較高，需要融入試驗(yàn)方法、斷電處理方法、電源連接方法等等，技術(shù)才會(huì)發(fā)揮出巨大的功效作用。井下人員位置監(jiān)控技術(shù)主要針對(duì)井下信號(hào)盲區(qū)，井下有很多地區(qū)的信號(hào)不能普及、電氣防爆水平低。因此，需要提高監(jiān)控水平，針對(duì)這些具體的區(qū)位做出準(zhǔn)確判斷。井下人員具體位置的判斷方法為：分站和識(shí)別卡之間的位置不能小于無(wú)線傳輸距離10m，識(shí)別卡的速度不得小于5—n/s，而且數(shù)量也不能超過(guò)80個(gè)，這是最基本的需求，系統(tǒng)漏讀率最大速度不能超過(guò)10百分點(diǎn)。識(shí)別卡最大的數(shù)量最好滿足8000個(gè)。

五、監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)

井下人員位置監(jiān)控系統(tǒng)裝備需要滿足幾個(gè)要求：采掘工作面出口、人員輸入口、信號(hào)盲區(qū)等位置設(shè)置相關(guān)的分站。尤其是在巷道分支部位，更應(yīng)該設(shè)置起高精準(zhǔn)的監(jiān)控設(shè)備，對(duì)這些位置進(jìn)行詳細(xì)的監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并且提出問(wèn)題。提高礦井工作安全性，基于RFID煤礦井技術(shù)會(huì)根據(jù)不同的分站信號(hào)，判別進(jìn)出的人員和設(shè)備。在煤礦開(kāi)采準(zhǔn)則要求下，努力研制出高精準(zhǔn)的位置定位系統(tǒng)。人員生命安全得到了保障，生產(chǎn)效率因?yàn)槟阍O(shè)備水平提高也不斷提高生產(chǎn)水平。監(jiān)控系統(tǒng)能夠進(jìn)行控制超定員生產(chǎn)，很多礦石企業(yè)出現(xiàn)安全事故很大一部分是因?yàn)槌揞~的生產(chǎn)，企業(yè)看到了當(dāng)前利益，忽視了未來(lái)可持續(xù)發(fā)展重要性。因此，企業(yè)要不斷的提高超定員生產(chǎn)控制，將安全隱患源頭扼殺，防止工作人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)，防止出現(xiàn)安全危險(xiǎn)事故。做好事故應(yīng)急準(zhǔn)備，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，將隱患排除掉。領(lǐng)導(dǎo)要起到作用，分配好每個(gè)員工具體的工作位置，每個(gè)人要做到持證上崗，在崗位中發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值。每個(gè)員工的自身技能水平不盡相同，領(lǐng)導(dǎo)人員要根據(jù)實(shí)際的施工情況，做到因材施工，每個(gè)人都在特定的工作崗位上發(fā)揮出作用。領(lǐng)導(dǎo)做好井下工作人員考勤情況，發(fā)揮出領(lǐng)導(dǎo)作用。隨著社會(huì)不斷發(fā)展，形式多樣的技術(shù)已經(jīng)被投入生產(chǎn)中，例如：遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)，該技術(shù)是在煤礦生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)下，進(jìn)行監(jiān)控煤炭生產(chǎn)。提出遠(yuǎn)程監(jiān)控協(xié)議，每個(gè)小時(shí)根據(jù)具體的傳輸效率，將數(shù)據(jù)整理成格式化的文件。該環(huán)節(jié)要注意監(jiān)測(cè)結(jié)果和監(jiān)測(cè)過(guò)程，每段數(shù)據(jù)演化的結(jié)果不盡相同，要用不同的格式進(jìn)行記錄，方便數(shù)據(jù)查找。監(jiān)控和顯示是一對(duì)關(guān)系，顯示要將監(jiān)控收集到的資料進(jìn)行優(yōu)化處理，得出最初的監(jiān)測(cè)結(jié)果。顯示的功能比較強(qiáng)大，它同超產(chǎn)監(jiān)測(cè)也息息相關(guān)，不僅和對(duì)監(jiān)測(cè)達(dá)成一致性關(guān)系，還跟超產(chǎn)監(jiān)測(cè)也緊密聯(lián)系。顯示工作將最終的結(jié)果融入生產(chǎn)中，讓技術(shù)人員及時(shí)分析數(shù)據(jù)，做出應(yīng)對(duì)措施。

六、3D GIS信息管理系統(tǒng)

煤礦在實(shí)際工作中產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，例如：設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、經(jīng)營(yíng)管理技術(shù)、建井施工技術(shù)等等，在管理中會(huì)產(chǎn)生諸多數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)屬性，屬性類(lèi)型需要得到保障和處理。每個(gè)類(lèi)型數(shù)據(jù)它的作用不盡相同，要將這些數(shù)據(jù)歸類(lèi)好。煤礦管理和安全經(jīng)營(yíng)對(duì)圍巖、煤層、地質(zhì)構(gòu)造、頂?shù)装宓然拘畔⒁M(jìn)行三維處理，處理過(guò)程需要結(jié)合3D GIS信息管理系統(tǒng)，這樣呈現(xiàn)出了具體數(shù)據(jù)才具有科學(xué)性。

七、結(jié)束語(yǔ)

為了提高煤礦生產(chǎn)效率，為了減少安全事故出現(xiàn)，需要得到運(yùn)輸系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)支持，才可以提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)水平。壓風(fēng)機(jī)房、帶式輸送機(jī)、水泵房這些設(shè)備要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，方可提高工作效率和工作質(zhì)量，也才能確保安全生產(chǎn)。工作面實(shí)現(xiàn)了無(wú)人巡視，卻可以正常運(yùn)行，記憶割煤技術(shù)以及回采巷道遙控技術(shù)也得到提高。

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