礦井通風(fēng)安全智能監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)研制

陳小平

摘要：煤炭資源是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)建設(shè)的重要資源，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的推進(jìn)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的提升，社會(huì)以及人們對(duì)煤炭的需求量日益加劇，煤 礦企業(yè)得到了深化發(fā)展。但是隨著煤礦企業(yè)的大規(guī)模擴(kuò)張，煤礦開(kāi)采安全問(wèn)題成為人們關(guān)注的重點(diǎn)，煤礦事故對(duì)企業(yè)的發(fā)展、人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái) 了巨大的危害。調(diào)查顯示，多數(shù)煤礦事故的形成原因在于煤礦通過(guò)問(wèn)題，因此，需加強(qiáng)礦井通風(fēng)安全智能監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)研制，提升煤礦開(kāi)采安全性。關(guān)鍵詞：礦井通風(fēng)安全；智能監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)；研制

中圖分類號(hào)：TD635 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-9129（2017）09-076-01

Abstract：coalresourcesisanimportantresourceforChina'seconomicdevelopmentandsocialconstruction.Withthedevelopmentofurbanizationandtheim- provementofsocialeconomyinChina，thedemandofcoalforsocietyandpeopleis increasingday byday，andcoalenterprises have been deepened.Butwiththe large-scaleexpansionofcoalminingenterprises，theproblemofminingsafetyhasbecomethefocusofpeople'sattention.Investigationshowsthatmostcoalmine accidentsarecausedbycoalminepassingproblems，soitisnecessarytostrengthenthedevelopmentofintelligentmonitoringandmonitoringsystemformineven- tilation safety and improve the safety of coal minemining.

Keywords： mine ventilation safety； Intelligent monitoring and monitoring system； manufacture

引言

通風(fēng)系統(tǒng)在礦井所有的生產(chǎn)單元系統(tǒng)中占據(jù)著非常重要的地位。為了保證生產(chǎn)安全，要求此系統(tǒng)必須能夠保持長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。目前 我國(guó)礦井通信系統(tǒng)主要是使用傳感器針對(duì)礦井通風(fēng)狀況的監(jiān)測(cè)監(jiān)控，并 連接至分站，因此通信布置非常有限。因此，需加強(qiáng)礦井通風(fēng)安全智能監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)研制。

1 安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行原理

在監(jiān)測(cè)監(jiān)控主機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中，監(jiān)測(cè)主機(jī)同各個(gè)分站進(jìn)行不間斷的通 信，各個(gè)分站通過(guò)傳感器來(lái)進(jìn)行相關(guān)信號(hào)的接收工作，并且把接收到的信號(hào) 實(shí)行一定的變換以及檢測(cè)等工作，其中主要包括模擬量、開(kāi)關(guān)量以及累積 量。監(jiān)測(cè)監(jiān)控主機(jī)的各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的信號(hào)是通過(guò)各個(gè)分站來(lái)進(jìn)行接收工作，各 個(gè)分站接收信號(hào)需要通過(guò)監(jiān)測(cè)主機(jī)的發(fā)出詢問(wèn)才能夠進(jìn)行。在對(duì)礦井下的 設(shè)備進(jìn)行控制時(shí)，相關(guān)的信號(hào)主要通過(guò)監(jiān)測(cè)主機(jī)進(jìn)行傳遞，主要包括分站的 巡檢信號(hào)以及控制命令信號(hào)，再將其傳遞給分站，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)礦井下對(duì)設(shè)備 進(jìn)行控制的目的。在對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制的過(guò)程中，使用的開(kāi)關(guān)是分站運(yùn)動(dòng)開(kāi) 關(guān)。對(duì)通過(guò)監(jiān)測(cè)主機(jī)實(shí)時(shí)信號(hào)接收并進(jìn)行相應(yīng)的處理以及存盤工作。

2 礦井通風(fēng)安全智能監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)研制

2.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)選擇以 SCADA 的控制方式為設(shè)計(jì)方案。通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)配合井下照明線路監(jiān)控中心站可實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程終端監(jiān)控分站進(jìn)行通信。監(jiān)控分站同時(shí)可進(jìn)行各類傳感器的數(shù)據(jù)采集以及與中心站之間實(shí)現(xiàn)信息交互。

2.2 煤礦井下人員定位系統(tǒng)。對(duì)于煤炭企業(yè)而言，煤礦安全生產(chǎn)不僅關(guān)系到每一位員工的生命財(cái)產(chǎn)安全，而且還事關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。構(gòu)建煤礦井下人員定位系統(tǒng)，堅(jiān)持以人為本的原則，對(duì)工作人員進(jìn)行定期培訓(xùn)和教育，使他們了解和掌握各類事故的誘發(fā)因素、預(yù)防和解決措施，使其對(duì)礦難牢記于心。一旦發(fā)生井下安全事故，借助煤礦井下人員定位系統(tǒng)可以對(duì)人員所在的位置進(jìn)行有效的定位，從而制定針對(duì)性的營(yíng)救措施，確保井下人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。同時(shí)，煤礦井下人員定位系統(tǒng)還具有對(duì)井下人員的跟蹤定位、日常管理等功能，因此在各大煤礦企業(yè)開(kāi)采中得到了廣泛的應(yīng)用。

2.3 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置中主要用風(fēng)地點(diǎn)的通風(fēng)安

全參數(shù)——風(fēng)速？瓦斯?jié)舛?？溫度？風(fēng)壓和風(fēng)量進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)及實(shí)時(shí)顯示？該模塊通過(guò) SetTimer（）函數(shù)設(shè)置 1 個(gè)定時(shí)器，該定時(shí)器的激活周期為傳感器采集速率；在定時(shí)器激活函數(shù) OnTimer（）中調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中的 AI6310Sin-

gle（）函數(shù)，順序讀取各傳感器采集數(shù)據(jù)？設(shè)置定時(shí)器不僅能保證系統(tǒng)連續(xù)采 集數(shù)據(jù)，而且在采集過(guò)程中能同時(shí)進(jìn)行其他操作，即多線程同時(shí)工作？

2.4 風(fēng)門自動(dòng)控制模塊。風(fēng)門自動(dòng)控制模塊對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置中 1 個(gè)或多個(gè)（最多 10 個(gè)）風(fēng)門同時(shí)進(jìn)行控制，控制設(shè)定界面如圖 4 所示？控制量序號(hào)？控制量類型和控制量位置的內(nèi)容與系統(tǒng)設(shè)置初始化模塊中開(kāi)關(guān)位置設(shè)定內(nèi)容完全相同，由系統(tǒng)自動(dòng)生成，為只讀狀態(tài)，用戶不能修改？風(fēng)門當(dāng)前狀態(tài)的 內(nèi)容根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置初始化模塊中風(fēng)門初始狀態(tài)設(shè)置內(nèi)容和風(fēng)門所在分支由系統(tǒng)自動(dòng)生成，為只讀狀態(tài)，用戶不能修改？控制狀態(tài)分為動(dòng)作和不動(dòng)作

2 種，默認(rèn)狀態(tài)為不動(dòng)作？動(dòng)作狀態(tài)指對(duì)應(yīng)的控制量向所控制風(fēng)門發(fā)出控制命令，不動(dòng)作狀態(tài)指對(duì)應(yīng)的控制量不發(fā)出控制命令？某控制量的控制狀 態(tài)能否進(jìn)行選擇與該控制量類型和對(duì)應(yīng)的風(fēng)門狀態(tài)有關(guān)？ 如果控制量類型和當(dāng)前風(fēng)門狀態(tài)內(nèi)容完全相同， 則控制量的控制狀態(tài)不能進(jìn)行選擇，保持不動(dòng)作狀態(tài)，反之控制狀態(tài)可以進(jìn)行選擇？

2.5 風(fēng)量自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊。風(fēng)量自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)裝置中

1 個(gè)或多個(gè)風(fēng)門的開(kāi)啟程度，在主要用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量不足或富余時(shí)，將風(fēng)量自動(dòng)調(diào)整到與需風(fēng)量基本一致。風(fēng)量不足是指需風(fēng)量除以監(jiān)測(cè)風(fēng)量所得結(jié)果大于 1.2 的情況；風(fēng)量富余是指需風(fēng)量除以監(jiān)測(cè)風(fēng)量所得結(jié)果小于

0.8 的情況？風(fēng)量不足或富余時(shí)風(fēng)量自動(dòng)調(diào)節(jié)？

2.6 灰色預(yù)測(cè)理論。對(duì)于礦井通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，智能傳感器也是其重要組成部分，而為了保證智能傳感器較好服務(wù)于礦井通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，灰色預(yù)測(cè)理論的應(yīng)用就顯得很有必要。對(duì)于智能傳感器來(lái)說(shuō)，其本身需要得到自校正技術(shù)的支持，但傳統(tǒng)的查表法、曲線擬合法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法自校正技術(shù)并不能較好滿足礦井通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的需要，這就是灰色預(yù)測(cè)理論在這一領(lǐng)域應(yīng)用的原因所在。作為灰色理論的重要分支，灰色預(yù)測(cè)理論本身能夠利用數(shù)據(jù)處理的辦法去尋找數(shù)據(jù)間的規(guī)律，以此實(shí)現(xiàn)灰色數(shù)的處理。在應(yīng)用灰色預(yù)測(cè)理論進(jìn)行的礦井通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)智能傳感器自校正中，首先需要把原始數(shù)據(jù)進(jìn)行累加處理，以此保證原始數(shù)據(jù)序列隨機(jī)性的弱化。

煤礦通風(fēng)安全在煤礦生產(chǎn)中占據(jù)著非常重要的地位，為了能夠有效地確保煤礦通風(fēng)安全，需加強(qiáng)礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)研制，基于此，本文 進(jìn)行了簡(jiǎn)要的論述，希望可以為相關(guān)工作人員提供一定的參考。

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