煤礦巷道積水遠程網(wǎng)絡測控系統(tǒng)研究

高艷金（平頂山天安煤業(yè)天力有限責任公司，河南　平頂山　467000）

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煤礦巷道積水遠程網(wǎng)絡測控系統(tǒng)研究

高艷金
（平頂山天安煤業(yè)天力有限責任公司，河南平頂山467000）

摘要：在煤礦開采方面，煤礦井地質條件極其復雜，特別是礦井巷道積水治理的安全方面。它一直是影響煤礦安全生產(chǎn)的技術難題，具有多樣化的特點，比如，變化復雜化、分布分散化。隨著科技日益發(fā)展，遠程網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)逐漸應用到煤礦巷道積水治理方面，發(fā)揮著至關重要的作用。因此，本文就煤礦巷道的積水遠程網(wǎng)絡測控進行研究。

關鍵詞：煤礦安全；煤礦巷道積水；遠程網(wǎng)絡測控

如何加大煤炭資源的開采力度，提高煤炭資源的利用率。就平頂山天安煤業(yè)天力有限責任公司煤礦開采來說，普遍存在積水問題。面對這種情況下，急需要在煤炭生產(chǎn)過程中建立必要的水位檢測、控制系統(tǒng)。鑒于此，平頂山天安煤業(yè)天力有限責任公司對礦井進行全方面的自動檢測控制，保證煤礦的安全生產(chǎn)，緩解日益加重的能源危機。在監(jiān)測、控制方面，完全依賴人工操作是無法及時而準確地了解煤礦巷道中不同積水點的水位值、水位變化情況，造成安全事故頻繁發(fā)生。可見，以煤礦巷道積水為基點，對其遠程網(wǎng)絡測控系統(tǒng)予以分析具有一定的實踐意義。

一、煤礦巷道積水方面存在的問題

平頂山天安煤業(yè)天力有限責任公司在煤礦開采過程中，個別巷道的積水比較多，需要在進、回風巷道較大范圍內設置多個排水設備，保證煤礦開采工作有序進行。具體來說，煤礦巷道積水治理方面主要存在這些問題。第一，用于煤礦巷道的水泵不能及時啟動、停止。由于施工企業(yè)沒有定期安全相關人員檢查水泵的運行情況，使水泵無法正常啟動。進而，造成煤礦巷道局部位置的水位不斷升高，阻礙煤礦生產(chǎn)的正常運作。此外，由于煤礦巷道局部地區(qū)的積水已經(jīng)被抽干，造成水泵不能正常運作，延長了水泵空轉的時間，相關設備被燒毀。第二，不能準確掌握水泵的動態(tài)。對于分散在不同區(qū)域的抽水設備，巡檢和調度人員并不能準確了解水泵的運行情況、設備是否存在故障。進而，不能在合適的時間及時抽放積水，也不能及時維護修理運行中的設備。此外，巡檢人員也不能準確知道煤礦巷道局部積水的水位情況，合理調整水泵開啟、停止的時間，使設備能夠在最短的時間內，完成相關工作，減少設備運行的能耗。第三，巡檢人員巡檢不及時。就煤礦開采來說，地質條件相當復雜，涌水量較大。進而，造成煤礦巷道相關部位積水較多，使煤礦生產(chǎn)無法正常進行。由于各個抽水點的位置相距較遠，分散煤礦巷道的各個地區(qū)，巡檢人員并不能及時進行全方位的巡檢?？梢?，這種人工巡檢方式已經(jīng)無法順應煤礦開采的客觀要求，需要充分利用網(wǎng)絡技術，建立動態(tài)化的巡檢系統(tǒng)。

二、煤礦巷道積水遠程網(wǎng)絡測控系統(tǒng)

平頂山天安煤業(yè)天力有限責任公司針對煤礦巷道積水方面存在的問題，決定采用先進的技術，建立完善的遠程測控系統(tǒng)，對煤礦巷道進行自動化的實時監(jiān)控，全方位掌握積水的分布情況、水位變化情況。一旦出現(xiàn)異常情況，及時進行聲光報警，提醒工作人員，及時制定可行的方案解決存在的故障問題，為煤礦正常開采提供有力的支撐力量。因此，從安全生產(chǎn)實際需要的角度，對用于其中的遠程網(wǎng)絡測控系統(tǒng)予以了對應的研究。

1 煤礦巷道積水遠程網(wǎng)絡測控系統(tǒng)的分站

從某種意義上說，該系統(tǒng)是以分站組網(wǎng)、主站控制的形式為主。在分站中，C8051F040單片機是遠程網(wǎng)絡測控系統(tǒng)的中心控制器，具有多方面的功能，比如，控制數(shù)字量、采集開關量、實現(xiàn)聲光報警。在系統(tǒng)運作中，采用的是UPS電源，能夠為相關方面提供持續(xù)的工作電壓，比如，傳感器、分站。在此基礎上，還能夠及時接收分站輸出的各種開關量控制信號，對煤礦巷道中水泵的開啟與停止予以有效地控制，解決啟停不及時的問題。此外，其中的多參數(shù)傳感器主要是并行分布采集這些方面的數(shù)據(jù)信息，比如，煤礦管道的水壓變化情況、煤礦巷道水泵的啟停情況。

2 主站

對于遠程網(wǎng)絡測控系統(tǒng)來說，S7-200CPU226XP PLC是其主控制器。對于這方面，以總線電纜為紐帶，臺網(wǎng)模塊CP243-1和應用到其中的PLC相連接。同時，以RJ45為橋梁，使其接口和對應的以太環(huán)網(wǎng)相連接。以此為基礎，使各個分站的數(shù)據(jù)信息被集中到監(jiān)控中心。監(jiān)控中心在對這些數(shù)據(jù)信息進行識別之后，會及時把一系列相關指令傳輸?shù)街髡局?。在整個系統(tǒng)運作中，一旦其中任何一點有異常情況出現(xiàn)，系統(tǒng)沿線的其余各點都會發(fā)揮報警功能，及時而準確顯示報警點，施工人員能夠第一時間采取可行的措施解決故障問題。

3 系統(tǒng)上位機人機界面的設計

以King View組態(tài)軟件為核心，來設計系統(tǒng)的上位機人機界面。在充分利用各種形式的基礎上，比如，故障報警處理、數(shù)據(jù)庫的查詢，實時顯示實煤礦施工現(xiàn)場的一系列數(shù)據(jù)信息以及歷史記錄。并以GSM DTU模塊、Web發(fā)布技術為基點，實現(xiàn)一系列的遠程網(wǎng)絡操作，對煤礦巷道的水位變化情況進行動態(tài)化監(jiān)控，能夠靈活切換遠程網(wǎng)絡測控系統(tǒng)的運行模式。此外，還能正確修改其中各種設備參數(shù)，實現(xiàn)水泵及時啟停。具體來說，其中的GSM短信通信平臺可以通過手機短信的形式來查詢煤礦井下水位情況，各種故障報警信息。該通信平臺能夠實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)傳輸方式，比如，中心對多點。就互聯(lián)網(wǎng)Web發(fā)布技術來說，工作人員可以不受時間、地點的限制，以互聯(lián)網(wǎng)為媒介，實現(xiàn)煤礦巷道水情的遠程網(wǎng)絡動態(tài)化監(jiān)控，隨時掌握煤礦巷道水情。

結語

總之，煤礦安全管理中，遠程網(wǎng)絡測控系統(tǒng)在解決煤礦巷道積水問題方面有著舉足輕重的作用。從安全管理的角度來說，它的應用能夠滿足煤礦巷道巡檢方面的客觀要求，實現(xiàn)遠程動態(tài)化監(jiān)控?？梢詼p少煤礦作業(yè)人員，減少施工人員的工作量，優(yōu)化施工人員結構，提高煤礦開采的效率。該系統(tǒng)的應用能夠避免煤礦開采中各類安全事故的頻繁發(fā)生，造成不必要的經(jīng)濟損失，保證煤礦開采的正常運作。更重要的是，它的應用能夠使煤礦巷道積水這一技術難題得到有效地解決。此外，該系統(tǒng)的應用有利于煤礦開采企業(yè)以最小化的施工成本實現(xiàn)最大化的經(jīng)濟效益，實現(xiàn)煤炭資源的優(yōu)化利用，走上健康持續(xù)發(fā)展的道路。

參考文獻

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