試述煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)

天地(常州)自動(dòng)化股份有限公司 蔣 銳

試述煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)

天地(常州)自動(dòng)化股份有限公司 蔣 銳

我國是煤炭生產(chǎn)大國，煤礦行業(yè)發(fā)展迅速為我國經(jīng)濟(jì)增長起到巨大推動(dòng)作用，但是由于煤礦生產(chǎn)安全管理水平較差，安全問題一直困擾著整個(gè)煤礦行業(yè)，煤炭生產(chǎn)安全形勢十分嚴(yán)峻，為有效改善礦山安全事故等緊急事務(wù)的處理能力，綜合了通信、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)成為我國落實(shí)煤炭產(chǎn)業(yè)安全生產(chǎn)重要基礎(chǔ)，始終為煤礦行業(yè)發(fā)展提供驅(qū)動(dòng)力。本文對煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)進(jìn)行簡要闡述，討論了煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)應(yīng)用及其發(fā)展趨勢。

煤礦；安全生產(chǎn)；監(jiān)控與通信技術(shù)

1 引言

煤炭資源作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)有非常重要的作用，已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾日常生活密不可分的一部分，但煤礦行業(yè)存在的安全問題不僅成為了煤礦企業(yè)的困擾還引發(fā)了較為普遍的關(guān)注，安全對煤礦生產(chǎn)的重要性是不言而喻的，需要采取各種措施和手段進(jìn)行保障，其中煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)是較為成熟的措施之一，在煤礦生產(chǎn)當(dāng)中發(fā)揮著巨大作用[1]。

2 我國當(dāng)前煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)現(xiàn)狀

相關(guān)部門針對煤礦生產(chǎn)特點(diǎn)提出具有較高可行性安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)，其中包括現(xiàn)場總線本質(zhì)安全防爆、煤礦監(jiān)控信息傳輸、煤礦監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理、斷電控制、饋電狀態(tài)監(jiān)測、開關(guān)電源本質(zhì)安全防爆、礦用本質(zhì)安全防爆電源、備用電源連接等方式內(nèi)容，制定了一系列滿足煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，建立了生產(chǎn)過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并有效解決的監(jiān)控系統(tǒng)。

通過信號(hào)采集、計(jì)算機(jī)監(jiān)控、數(shù)據(jù)通信方式對煤礦生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)控，并且相對簡便的線路連接就可以滿足煤礦惡劣的生產(chǎn)環(huán)境具有良好的通用性，不僅實(shí)現(xiàn)了對煤礦生產(chǎn)活動(dòng)的監(jiān)督，更為煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)控提供了便利條件，煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)系統(tǒng)主要包括：安全生產(chǎn)監(jiān)控技術(shù)及系統(tǒng)、井下人員定位技術(shù)及系統(tǒng)、移動(dòng)通信技術(shù)及系統(tǒng)三大部分[2]。

2.1 安全生產(chǎn)監(jiān)控技術(shù)及系統(tǒng)

煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)和技術(shù)需要根據(jù)煤礦井下環(huán)境進(jìn)行選擇確定，對于傳輸距離遠(yuǎn)、井下電氣環(huán)境復(fù)雜的情況，可采用樹形結(jié)構(gòu)來布設(shè)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)及安裝；對于電網(wǎng)電壓變化范圍大、作業(yè)環(huán)境惡劣的環(huán)境，要采用遠(yuǎn)程供電方式替代煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)傳感器。

2.2 井下人員定位技術(shù)及系統(tǒng)

普通的GPS定位信號(hào)無法全面覆蓋井下通道，這就對煤礦井下人員定位技術(shù)及系統(tǒng)提出更高要求，一般井下人員定位識(shí)別卡位移速度應(yīng)大于等于五米每秒，安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)分站與井下人員定位識(shí)別卡無線傳輸距離不得低于十米，井下人員定位識(shí)別卡并發(fā)數(shù)量大于等于八十，總安裝數(shù)量不少于八千。煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)為井下生產(chǎn)作業(yè)人員提供位置檢測系統(tǒng)，特別是井下作業(yè)過程中出現(xiàn)事故問題，井下人員位置檢測系統(tǒng)可以檢測到人員具體位置，便于營救人員及時(shí)、準(zhǔn)確開展救援工作，減少人員損失，同時(shí)井下人員位置檢測系統(tǒng)還可提升生產(chǎn)管理工作，讓管理人員及時(shí)了解井下人員位置和出勤情況，以便更好的安排工作。

2.3 移動(dòng)通信技術(shù)及系統(tǒng)

移動(dòng)通信技術(shù)及系統(tǒng)需要覆蓋全礦井范圍，因?yàn)槊旱V作業(yè)無線傳輸損耗量大，需要較強(qiáng)的抗干擾能力，同時(shí)各個(gè)礦井無線傳輸?shù)奶攸c(diǎn)和規(guī)律是不同的，在移動(dòng)通信技術(shù)及系統(tǒng)應(yīng)用布設(shè)過程中需要充分考慮煤礦工作環(huán)境對移動(dòng)通信及其他環(huán)境方面的需求，確定全礦井移動(dòng)通信系統(tǒng)及其技術(shù)的應(yīng)用方式，充分結(jié)合現(xiàn)代無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)揮作用[3]。

3 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)未來發(fā)展

3.1 人員精確定位技術(shù)

煤礦井下生產(chǎn)發(fā)生安全事故時(shí)，為能及時(shí)進(jìn)行有效的應(yīng)急救援處理，需要對井下人員具體位置進(jìn)行精確定位，因?yàn)橹挥芯珳?zhǔn)的人員定位才能為應(yīng)急救援提供良好的條件，爭取更多的時(shí)間，挽救更多人的生命，現(xiàn)階段煤礦井下主要采用的人員定位技術(shù)是部分功能的移動(dòng)設(shè)備（RFD）和漏泄電纜等方式，一定程度上實(shí)現(xiàn)井下人員位置監(jiān)測，遏制了超定員生產(chǎn)作業(yè)狀況，但是這些技術(shù)與系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)人員精確定位，不滿足事故救援要求，因此人員精確定位技術(shù)是煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)未來發(fā)展的主要方向之一。

3.2 建立礦用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

普通的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控工作仍需完善，現(xiàn)階段國家倡導(dǎo)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以進(jìn)行有效應(yīng)用，建立完善的礦用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，將煤炭生產(chǎn)過程中所需的物資進(jìn)行整合，對比物資質(zhì)量、價(jià)格、特點(diǎn)，為煤炭生產(chǎn)提供自主選擇機(jī)會(huì)，通過礦用物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合煤礦實(shí)際，選取最優(yōu)物資，充分降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，為煤礦行業(yè)提供安全生產(chǎn)技術(shù)交流與學(xué)習(xí)的平臺(tái)，滿足國家對煤礦行業(yè)生產(chǎn)流程的監(jiān)督要求。

3.3 建立煤礦一體化通信技術(shù)與系統(tǒng)

煤礦一體化通信技術(shù)與系統(tǒng)具有生產(chǎn)調(diào)度、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、應(yīng)急擴(kuò)音通信、緊急呼叫、避險(xiǎn)與逃生聲光提示、位置監(jiān)測等功能，為煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控提供良好的技術(shù)支持，可對煤礦安全生產(chǎn)進(jìn)行全方位監(jiān)控，具有優(yōu)越的通信功能保障交流暢通，管理人員借助煤礦一體化通信技術(shù)與系統(tǒng)可對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行糾正，并加以指導(dǎo)完善，充分落實(shí)相關(guān)工作規(guī)劃，同時(shí)在發(fā)生安全事故的情況下能使相關(guān)人員及時(shí)與救援人員進(jìn)行溝通，解除安全隱患，降低安全問題帶來的人身與財(cái)產(chǎn)損失[4]。

3.4 引入地面遙控技術(shù)

煤礦生產(chǎn)過程中，采掘工作面是事故多發(fā)地點(diǎn)，需要煤礦監(jiān)控、通信、機(jī)械化升級(jí)等渠道盡量減少工作面作業(yè)人員數(shù)量，將人員集中在相對安全的施工地點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)，其他部分通過地面遙控技術(shù)來完成，在這個(gè)過程中需要煤巖分界識(shí)別技術(shù)和儀器的配合，通過研究液壓支架、采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)精確定位技術(shù)，提升監(jiān)控可靠性，充分節(jié)約人力資源，降低煤礦生產(chǎn)事故的發(fā)生幾率。

3.5 完善生命探測技術(shù)

除基本的人員精確定位技術(shù)外，還需要生命探測技術(shù)提供支持，因?yàn)樯綔y技術(shù)及相關(guān)裝置是保障事故處理速度的重要設(shè)施，能有效提升事故救援速度，提升人員生還幾率，由于煤礦井下無線傳輸衰減大、電氣防爆要求高，在地面使用的大量技術(shù)在井下受到限制，難以直接應(yīng)用，為解決這一問題需要充分了解煤礦井下生產(chǎn)工藝環(huán)境，研究設(shè)計(jì)出適應(yīng)煤礦井下生命探測的技術(shù)與設(shè)備。

3.6 應(yīng)用重大災(zāi)害預(yù)警技術(shù)

煤礦生產(chǎn)環(huán)境極易出現(xiàn)重大災(zāi)害，不僅影響正常生產(chǎn)，還可能造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡，因此，重大災(zāi)害預(yù)警技術(shù)是煤礦安全生產(chǎn)的有力保障，現(xiàn)有的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)檢測、斷電、報(bào)警等功能，部分系統(tǒng)能有效應(yīng)對井下沖擊、水災(zāi)、瓦斯等環(huán)境，針對這些重大災(zāi)害有一定的預(yù)警功能，但是準(zhǔn)確率仍舊不能讓人滿意，無法充分滿足煤礦安全生產(chǎn)的需要，為提高重大災(zāi)害預(yù)警準(zhǔn)確性，基于煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)系統(tǒng)研發(fā)水災(zāi)、瓦斯和沖擊地壓等重大災(zāi)害預(yù)警技術(shù)，提高了礦山生產(chǎn)安全。

4 結(jié)語

我國煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，市場繁榮，但是無論煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展到何種程度，安全問題仍舊是一大焦點(diǎn)，值得不斷探索、完善推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)提供生產(chǎn)安全性，減少生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各類安全事故，這同時(shí)需要社會(huì)對煤礦生產(chǎn)的安全問題引起足夠的關(guān)注與重視，在煤礦生產(chǎn)過程中，充分應(yīng)用安全生產(chǎn)監(jiān)控與信息技術(shù)，開發(fā)礦用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立一體化通信技術(shù)，引入地面遙控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)工作現(xiàn)代化、信息化管理，充分完善煤礦行業(yè)安全監(jiān)督管理體系，推動(dòng)我國煤炭產(chǎn)業(yè)科學(xué)快速發(fā)展，為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和改善人民群眾生活提供良好支持。

[1]孫繼平.煤礦自動(dòng)化與信息化技術(shù)回顧與展望[J].工礦自動(dòng)化,2010(6):26.

[2]馬麗.芻議煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)[J].技術(shù)與市場,2014(6):109.