煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)管理探討與應(yīng)用

李鴻財

（山西靈石華苑煤業(yè)有限公司， 山西 靈石 031300）

1 概述

煤炭作為我國主要能源之一，它在一次能源比例中占據(jù)了70%。而煤炭行業(yè)作為一項高危的行業(yè)，地熱、火災(zāi)、水災(zāi)、煤塵以及瓦斯等都直接影響煤礦工業(yè)健康的發(fā)展。煤礦事故的頻繁發(fā)生，讓我們意識到科學管理、合格人才、可靠裝備以及先進技術(shù)作為安全生產(chǎn)保證的重要性。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的運用則實現(xiàn)了安全監(jiān)測控制多方位、多層次管理，增強了管理嚴密性以及時效性，使得監(jiān)控信息掌握更為準確、直觀、快捷以及方便，同時為安全生產(chǎn)提供了保障。

2 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)管理探討

2.1 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)和工作原理分析

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通常由接線盒、電纜、網(wǎng)絡(luò)的接口、遠程的終端、UPS的電源、、大屏幕、打印機、服務(wù)器、系統(tǒng)的軟件、顯示器（主機）、傳輸接口（主站）、電控箱（電源箱）、分站、執(zhí)行的機構(gòu)以及傳感器等部分構(gòu)成，具體結(jié)構(gòu)間圖1。

圖1 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)

第一，傳感器會把被測的物理量變化成電信號，電信號具備聲光報警與顯示功能，但是不排除部分傳感器不具備聲光報警與顯示功能。

第二，含有顯示設(shè)備與聲光報警執(zhí)行結(jié)構(gòu)把控制信號變化成了被控的物理量。

第三，分站接受傳感器傳來信號，同時根據(jù)先前預(yù)約復(fù)用方式，通過遠距離給傳輸接口或主站傳送。與此同時，并接收傳輸接口或主站里多路復(fù)用的信號。對于分站來說，它具備邏輯的運算、超限的判別以及線性校正等較為簡單數(shù)據(jù)處理的功能，可以對運輸接口或主站傳輸信號以及傳感器所輸入信號處理，執(zhí)行控制機構(gòu)的工作。

第四，電源箱把交流電網(wǎng)其電源變化成了系統(tǒng)需要本質(zhì)安全的直流型電源，該電源同時具備能夠使電網(wǎng)在停電之后可以仍舊正常供電，且供電大于2小時蓄電池。

第五，分站通過遠距離所發(fā)送信號，傳輸接口會接收，同時將信號傳輸?shù)街鳈C進行處理。傳輸接口在接到主機信號之后，再運送到相應(yīng)的分站。此外，傳輸?shù)慕涌谕瑫r具備控制分站接收與發(fā)送、自檢系統(tǒng)、調(diào)制和解調(diào)多路復(fù)用的信號等作用。

第六，主體通常選取的是多機或雙機備份、普通微型的計算機或者工控微型的計算機。主機它主要作用是聯(lián)網(wǎng)、控制輸出打印、控制輸出、人機的對話、聲光的報警、顯示、磁盤的存儲、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、判別報警、校正、接收檢測的信號等。

2.2 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的作用

第一，通風及瓦斯監(jiān)控，也就是監(jiān)測局部的通風機停開（特別重要）、風筒的狀態(tài)、風門的狀態(tài)、饋電的狀態(tài)、風壓、風速以及甲烷的濃度等。一旦局部的通風機掘進巷道出現(xiàn)停風狀況或出現(xiàn)停止運行現(xiàn)象時或瓦斯出現(xiàn)超限時，相應(yīng)的煤礦其安全監(jiān)控的系統(tǒng)就會自動切斷各自區(qū)域電源，同時閉鎖與報警，這一措施可以達到以下目的：（1）規(guī)避與降低了因電氣設(shè)備違章作業(yè)或失爆、或電氣設(shè)備出現(xiàn)故障的危險溫度或電火花導致瓦斯爆炸的發(fā)生率；（2）規(guī)避與降低了運、掘、采等設(shè)備在運行狀態(tài)下因危險溫度或摩擦碰撞出火花而導致的瓦斯爆炸的發(fā)生率；（3）可以提到提醒作用，督促生產(chǎn)的調(diào)度員、領(lǐng)導及時把工作人員安置到安全位置；（4）督促生產(chǎn)的調(diào)度員、領(lǐng)導及時處理好事故的安全隱患，提前預(yù)防瓦斯爆炸事故的發(fā)生。

第二，瓦斯抽放系統(tǒng)的監(jiān)控，（1）監(jiān)測抽放管路里閥門開度、溫度、壓力、流量、甲烷的濃度以及一氧化碳其濃度等各管道的參數(shù)；（2）對瓦斯抽放泵站室里甲烷的濃度以及井下臨時的抽放瓦斯泵站其下風側(cè)的柵欄外的甲烷濃度環(huán)境參數(shù)進行監(jiān)測；（3）對抽放泵軸溫、抽放泵的真空度以及電機溫度等進行監(jiān)測；（4）監(jiān)測冷卻水池的水位、水溫以及水壓與水量等供水的參數(shù)；（5）監(jiān)測功率因素、電壓、電流等供電的參數(shù)；（6）對供氣管道其供氣閥的開度、流量、甲烷的濃度、溫度、正壓等供氣的參數(shù)進行監(jiān)測；（7）監(jiān)測密封的水溫、密封的水位、罐內(nèi)其甲烷的濃度、罐壓和罐高等儲氣罐的參數(shù)；（8）對瓦斯抽放供水、閥門、泵等狀態(tài)進行監(jiān)測；（9）對瓦斯抽放純瓦斯量和混合量進行監(jiān)測；（10）對瓦斯抽放閥門與泵進行控制。

第三，監(jiān)控火災(zāi)，也就是監(jiān)測煙霧、壓差、溫度、氧氣的濃度以及二氧化碳和一氧化碳的濃度等，并控制好注氮、風窗、風門來達到均壓滅火目的。

第四，瓦斯的突出預(yù)警，對瓦斯的涌出量、煤巖體聲的發(fā)射等進行監(jiān)測，并有效結(jié)合瓦斯的地質(zhì)信息，從而達到煤和瓦斯的突出預(yù)警目的。

第五，監(jiān)測和預(yù)警礦山壓力，預(yù)警頂板其大面積的來壓以及沖擊地壓等，監(jiān)測鉆孔的應(yīng)力、錨桿的拉力、頂板其離層的位移、巷道其頂?shù)装宓奈灰?、單體液壓和液壓支架支柱工作下縮量及阻力、聲發(fā)射等。

第六，事故調(diào)查與應(yīng)急救援中煤礦其安全監(jiān)控的系統(tǒng)也起著不可忽視作用，若煤礦井下出現(xiàn)瓦斯爆炸事故，系統(tǒng)監(jiān)測記錄就是事故火源、爆源以及事故時間確定的主要依據(jù)。

3 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)管理的應(yīng)用

隨著計算機軟硬件技術(shù)、電子技術(shù)的飛速發(fā)展以及我國企業(yè)發(fā)展的自身需求，我國各個主要生產(chǎn)廠家以及科研單位在一直退出各類監(jiān)測監(jiān)控的系統(tǒng)，例如：KJ90、KJ95、KJ101、KJF2000、KJ4/KJF2000以及KJG200 0等，同時還有WEBGIS、MSNM煤礦安全數(shù)字化與綜合化的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測的管理體系，這些系統(tǒng)生產(chǎn)規(guī)模、企業(yè)的性質(zhì)以及專業(yè)技術(shù)的服務(wù)能力和可靠性、穩(wěn)定性、軟硬件的功能等都基本反映出了煤礦其監(jiān)測監(jiān)控體系技術(shù)水準。

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)安裝的報警斷電的執(zhí)行機構(gòu)、工作站以及傳感器是采取連續(xù)工作的模式，它能隨機監(jiān)測瓦斯的含量，當瓦斯含量出現(xiàn)異常，就會聲光報警且斷電執(zhí)行區(qū)域，預(yù)防事故的發(fā)生，同時隨時定時把測量數(shù)據(jù)運輸黑地面的調(diào)度室以及調(diào)度室中計算機內(nèi)，這樣調(diào)度人員就可以隨時掌握哪里存在異常，并按照實際狀況采取必要措施來緩解隱患，例如覺得人員是否撤出、怎樣撤出、調(diào)度風量的大小等，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)能保障煤礦的安全，在礦井減災(zāi)、防災(zāi)上和增強生產(chǎn)效率上有著重要的作用。伴隨著計算機的不斷發(fā)展以及現(xiàn)場總線運用，我國煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)巡檢速度與運行的可靠性得到了很大提高。今后，我國煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)會朝著更廣覆蓋面、采取微處理器、制定統(tǒng)一專業(yè)技術(shù)的標準、構(gòu)建統(tǒng)一先進網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方向發(fā)展，以實現(xiàn)資源的共享和安全系數(shù)的大大提高。

綜上所述，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用有效轉(zhuǎn)變了安全現(xiàn)狀，降低了事故發(fā)生率，做到了從源頭預(yù)防，在煤礦的安全生產(chǎn)里發(fā)揮著不可或缺作用。作為系統(tǒng)管理人員，要嚴格遵守標準規(guī)定，正確的安裝與使用，合理的管理與維護系統(tǒng)，規(guī)避和降低瓦斯爆炸事故發(fā)生率。

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