煤礦井下通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)分析

鄭志宏

(山西新景礦煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 陽(yáng)泉 045000)

0 引言

煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)的四大重要系統(tǒng)之一，主要任務(wù)是對(duì)煤礦井下的空氣流通進(jìn)行調(diào)解分配，從而稀釋或是排除礦井中存在瓦斯、粉塵等有害氣體和物質(zhì)，調(diào)節(jié)煤礦井下巷道和工作面氧氣密度，提供良好的井下作業(yè)環(huán)境。

1 礦井通風(fēng)與通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)

1.1 煤礦的通風(fēng)原理

煤礦的通風(fēng)原理主要是將新鮮的空氣從風(fēng)口輸送到礦井中，從而不斷置換、優(yōu)化礦井中的空氣，以達(dá)到適宜的作業(yè)環(huán)境。因此，要做好礦井的通風(fēng)工作，相關(guān)工作人員不僅要結(jié)合實(shí)際情況積極解決煤礦井下通風(fēng)過程中出現(xiàn)的技術(shù)性難題，如補(bǔ)充并優(yōu)化通風(fēng)設(shè)計(jì)、不斷完善煤礦井下通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)并對(duì)其進(jìn)行升級(jí)；而且還要做好煤礦井下的安全管理工作，如加強(qiáng)煤礦井下通風(fēng)相關(guān)的安全管理，并不斷優(yōu)化管理手段，提升管理水平，即要想實(shí)現(xiàn)礦井的良好、安全通風(fēng)，必須從技術(shù)優(yōu)化和安全管理2個(gè)方面進(jìn)行。而通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)是加強(qiáng)通風(fēng)管理的重要手段。須注意的是，煤礦井下通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有嚴(yán)格的獨(dú)立性和完整性，禁止2個(gè)或2個(gè)以上的煤礦井下共用一個(gè)通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)。

1.2 煤礦井下通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)

通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的概念：煤礦通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)是一種借助計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)煤礦井下的相關(guān)環(huán)境參數(shù)(如溫度、CO、瓦斯、粉塵以及煙霧等)和機(jī)電設(shè)備工作的相應(yīng)環(huán)節(jié)(如電流、電壓、功率、電機(jī)溫度等方面的監(jiān)測(cè)和控制等)進(jìn)行分析及處理，從而獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。

通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的組成：一般情況下，一個(gè)完整的煤礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)由中心站、信息傳輸裝置和傳感器與執(zhí)行裝置3部分組成。

1.3 通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的重要性

煤礦行業(yè)是一個(gè)高危行業(yè)，煤礦井下通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)可有效改善煤礦井下的作業(yè)環(huán)境，而且還能促進(jìn)煤礦的安全生產(chǎn)。通過煤礦通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，相關(guān)人員可實(shí)時(shí)獲得相關(guān)作業(yè)環(huán)境的安全參數(shù)及信息，從而結(jié)合煤礦井下的實(shí)際作業(yè)情況，深入分析、研究瓦斯等環(huán)節(jié)參數(shù)的變化規(guī)律，從而采取有效的預(yù)防措施。此外，通過礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，相關(guān)人員還能實(shí)時(shí)、有效地控制被測(cè)參數(shù)，從而在事故發(fā)生的第一時(shí)間內(nèi)采取相應(yīng)的緊急措施如斷電、自動(dòng)報(bào)警、閉鎖等，最大限度地降低事故的災(zāi)害性。與此同時(shí)，礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)還能隨時(shí)上傳監(jiān)測(cè)得到的數(shù)據(jù)，從而方便其他人員及時(shí)了解到礦井中事故的發(fā)生情況，并及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，降低傷害。

2 煤礦通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)中存在的問題

2.1 通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)性能不足

通風(fēng)系統(tǒng)功能不強(qiáng)：一般來說，煤礦通風(fēng)系統(tǒng)包括通風(fēng)動(dòng)力設(shè)備、風(fēng)流控制與監(jiān)測(cè)設(shè)備、通風(fēng)裝置和通風(fēng)巷道等4個(gè)部分，其根本任務(wù)就是在結(jié)合相關(guān)技術(shù)及措施的基礎(chǔ)上，對(duì)通風(fēng)的風(fēng)向和風(fēng)量進(jìn)行有效地控制，從而不斷優(yōu)化煤礦井下的作業(yè)環(huán)境。但是現(xiàn)階段，在很多煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)中，不論是通風(fēng)動(dòng)力設(shè)備還是風(fēng)流相關(guān)的檢測(cè)和控制設(shè)備，都存在著性能不夠強(qiáng)大的問題，因此煤礦的實(shí)際通風(fēng)效果也不理想。煤礦通風(fēng)系統(tǒng)在受到環(huán)境和技術(shù)的雙重因素的影響下，通常會(huì)出現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)功能不完善、回風(fēng)地段受到的阻力增加、調(diào)節(jié)功能失效等問題，從而嚴(yán)重影響礦井的通風(fēng)效果，造成嚴(yán)重的安全隱患。

傳感器質(zhì)量差：傳感器的質(zhì)量直接影響著煤礦井下通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，確切地說煤礦通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)能否準(zhǔn)確地檢測(cè)、反映出設(shè)備參數(shù)和被測(cè)環(huán)境，其關(guān)鍵就在于傳感器。現(xiàn)階段與煤礦通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)的傳感器類型很多如瓦斯、CO、CO2、O2以及風(fēng)速風(fēng)量等擬量傳感器、風(fēng)門開關(guān)狀態(tài)、機(jī)電設(shè)備饋電狀態(tài)、機(jī)電設(shè)備開停等開關(guān)量傳感器等，這些傳感器雖然能滿足煤礦通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的需要，但是其在性能的可靠性和穩(wěn)定性以及使用壽命方面卻存在不足。

2.2 通信協(xié)議規(guī)范性不足，可集成性差

通信協(xié)議的規(guī)范性不足主要是指沒有考慮到礦井爆炸等一些比較特殊的要求，因此生產(chǎn)廠家缺少統(tǒng)一的總線標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)階段，不同煤礦通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的通信協(xié)議都是不同的，不具有兼容性，從而導(dǎo)致不同生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品之間缺乏互換性和互操作性，因此可集成性較差，這樣不僅不利于煤礦通風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的功能擴(kuò)展，而且還會(huì)影響到通風(fēng)系統(tǒng)資源的有效共享，形成“信息孤島”現(xiàn)象，從而阻礙了對(duì)礦井的安全管理。

2.3 管理和維護(hù)工作不完善

在進(jìn)行煤礦井下通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的施工時(shí)，相關(guān)人員對(duì)于設(shè)計(jì)審核環(huán)節(jié)和竣工驗(yàn)收環(huán)節(jié)的管理力度不夠，通常會(huì)出現(xiàn)傳感器安裝數(shù)量較少或是有的傳感器安裝位置不當(dāng)或沒有設(shè)置如通風(fēng)瓦斯參數(shù)傳感器等。對(duì)于礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的日常管理也很不足，如未設(shè)置專門的設(shè)備管理人員及機(jī)構(gòu)、對(duì)礦井通風(fēng)安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)管理的考核標(biāo)準(zhǔn)也不完善等。此外，相關(guān)人員對(duì)于設(shè)備的維護(hù)工作還有待改善，如不根據(jù)相關(guān)的規(guī)章制度調(diào)校傳感器，使得傳感器出現(xiàn)誤掛、混掛,不及時(shí)斷電、報(bào)警等故障；傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，不及時(shí)維修調(diào)校等，從而為煤礦井下作業(yè)帶來較大的安全隱患。

3 通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)完善策略

3.1 注重傳感器質(zhì)量及系統(tǒng)性能

在注重煤礦通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的性能方面，首先應(yīng)確保通風(fēng)系統(tǒng)的完整性，其次還要提高對(duì)通風(fēng)動(dòng)力設(shè)備、風(fēng)流檢測(cè)和控制設(shè)備等性能的重視度，不僅要使得設(shè)備的類型滿足礦井通風(fēng)系統(tǒng)的需要，更要使得設(shè)備的性能滿足礦井通風(fēng)系統(tǒng)的需求，只有盡可能地減少環(huán)境和技術(shù)對(duì)系統(tǒng)的影響，才能從根本上實(shí)現(xiàn)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的根本目的，從而不斷優(yōu)化礦井的作業(yè)環(huán)境。在注重傳感器的質(zhì)量方面，相關(guān)人員應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需要，選擇恰當(dāng)?shù)膫鞲衅黝愋?擬量傳感器或開關(guān)量傳感器)，在節(jié)約成本的基礎(chǔ)上選擇性價(jià)比更高的傳感器，但不可為了節(jié)約成本而選擇質(zhì)量低下的傳感器。此外，相關(guān)人員應(yīng)加強(qiáng)自身專業(yè)素質(zhì)，加強(qiáng)對(duì)煤礦通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)對(duì)各種傳感器及各項(xiàng)設(shè)備性能的認(rèn)識(shí)，從而更好地認(rèn)識(shí)到礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)所需要的傳感器類型，更好地為傳感器及其他設(shè)備的改進(jìn)、優(yōu)化提出建設(shè)性的意見和要求，提高傳感器及其他設(shè)備應(yīng)用的穩(wěn)定性和可靠性。

3.2 統(tǒng)一通信協(xié)議，規(guī)范監(jiān)控系統(tǒng)

在煤礦通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)中，通信協(xié)議的不統(tǒng)一不但會(huì)使得相關(guān)人員不能隨意地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)或是改造，而且還會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)配套受制于人、設(shè)備重復(fù)購(gòu)置的情況發(fā)生，因此國(guó)家應(yīng)統(tǒng)一煤礦通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的通信協(xié)議，采用統(tǒng)一化的SQL數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)格式，從而為系統(tǒng)的升級(jí)和改造提供便利，同時(shí)也有利于系統(tǒng)的資源共享，更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的管理。

3.3 加強(qiáng)系統(tǒng)的維護(hù)工作，完善管理制度

在改造、優(yōu)化系統(tǒng)的同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)工作也很重要。相關(guān)工作人員不僅要根據(jù)相關(guān)的規(guī)定按時(shí)調(diào)校傳感器及其他設(shè)備，而且還要及時(shí)對(duì)傳感器及其他設(shè)備進(jìn)行維護(hù)、維修，對(duì)于一些有損壞的設(shè)備應(yīng)及時(shí)予以更換。此外，還應(yīng)積極完善管理制度。設(shè)計(jì)審核和竣工驗(yàn)收是煤礦通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)施工過程中的2個(gè)重要環(huán)節(jié)，須嚴(yán)格把控。管理人員不僅要積極督促施工人員按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行傳感器的設(shè)置，而且還要積極完善相應(yīng)的規(guī)章制度如煤礦通風(fēng)安全制度、礦井通風(fēng)安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)管理的考核制度等，并建立相應(yīng)的監(jiān)管制度，從而確保各項(xiàng)規(guī)章制度的執(zhí)行力度，發(fā)揮煤礦通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的作用，切實(shí)提高礦井作業(yè)的安全性。

4 結(jié)語(yǔ)

煤礦井下的通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)是煤礦安全工作的關(guān)鍵，礦井的通風(fēng)是井下安全作業(yè)的重要保障，因此其不僅會(huì)影響到礦井下的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，而且對(duì)礦井下工作人員的生命安全有著直接的影響。在新形勢(shì)下，應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤礦通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)中存在的問題，并積極根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的改進(jìn)措施。此外，還應(yīng)積極改善并完善礦井下通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，從而提高煤礦井下作業(yè)的安全性，提高礦井的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。