煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題及改造研究

張勇

摘 ? 要：安全第一、預防為主、綜合治理是我國安全生產(chǎn)方針，體現(xiàn)了以人為本的安全生產(chǎn)思想。煤礦監(jiān)測監(jiān)控設備作為煤礦安全生產(chǎn)的重要組成部分，其工作效率能夠直接影響到井下作業(yè)人員的生命安全，發(fā)現(xiàn)煤礦監(jiān)測監(jiān)控設備存在問題并加以改進具有顯著的必要性。本文提出當前我國煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中存在的一些問題，并給出改進建議。

關鍵詞：煤礦 ?監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng) ?問題 ?改造

中圖分類號：TD76 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）02（c）-0157-02

煤炭是我國的重要能源，與工業(yè)生產(chǎn)與人民生活息息相關，煤礦的安全生產(chǎn)一直以來都是我國安全生產(chǎn)部門的重點關注對象。煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)為煤礦的安全生產(chǎn)提供了良好的保證。

1 ?煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題

1.1 監(jiān)測設備抵抗干擾能力弱

煤礦監(jiān)測設備是具有較高精細化程度的電子設備，并且由于煤礦礦井的作業(yè)面狹窄，電氣設備較多，因此及其微小的電磁信號也會對監(jiān)測設備產(chǎn)生較大的影響，降低其監(jiān)測精度甚至導致其失靈。煤礦監(jiān)測監(jiān)控設備的輸出信號一般在毫安、毫伏數(shù)量級，煤礦井下能夠產(chǎn)生強電磁輻射的設備隨處可見，一些設備甚至能夠產(chǎn)生百伏、甚至千伏的脈沖干擾;同時，為節(jié)省空間井下電纜布置時通常會將電氣設備所使用的交流電電纜與監(jiān)測設備使用的信號電纜并行布置，因此，監(jiān)測設備的信號往往會受到其他設備的干擾。

1.2 監(jiān)測設備覆蓋率低

監(jiān)測對象方面，一般來說，煤礦礦井內(nèi)的空氣成分構成十分復雜，現(xiàn)有監(jiān)測設備的重點監(jiān)測對象十分單一且有一定的局限性?，F(xiàn)有的常用監(jiān)測設備主要監(jiān)測對象為甲烷和一氧化碳，但除此之外，煤礦礦井內(nèi)存在的有毒有害氣體還包括二氧化硫、二氧化氮、硫化氫以及氨氣等，這些氣體同樣會對井下作業(yè)人員的身體健康產(chǎn)生一定的傷害。監(jiān)測地點方面，現(xiàn)有煤礦監(jiān)測設備的監(jiān)測點一般只設置在離散點等重點區(qū)域，基本上未能實現(xiàn)井下全區(qū)域覆蓋。

1.3 監(jiān)控設備智能化程度低，現(xiàn)有數(shù)據(jù)利用率低

目前，我國大多數(shù)煤礦使用的監(jiān)測監(jiān)控設備多數(shù)為單一組分監(jiān)測設備，也就是每臺設備只能監(jiān)測井下空氣中的某一種成分。而此類設備同時存在非智能化、獨立化的劣勢，對于每臺設備的監(jiān)測結果，需要人工記錄、統(tǒng)一分析，這樣便延遲了監(jiān)測結果公布的時間，壓縮了發(fā)出預警的時間，提升井下作業(yè)的風險。

通常，負責煤礦監(jiān)測監(jiān)控的人員會將監(jiān)測數(shù)據(jù)進行歸檔留存，以作為日后工作的參考性數(shù)據(jù)。但是，由于煤礦礦井內(nèi)環(huán)境的復雜性，監(jiān)測數(shù)據(jù)多數(shù)只作為井下安全監(jiān)控的參考依據(jù)，除此之外再無其他用途，這樣便造成了監(jiān)測數(shù)據(jù)的浪費，降低了監(jiān)測監(jiān)控工作的價值。

1.4 現(xiàn)有規(guī)范標準不完備，兼容率低

目前，煤礦監(jiān)測監(jiān)控設備種類繁多，除與安全生產(chǎn)密切相關的安全監(jiān)測系統(tǒng)、煤與瓦斯突出預警系統(tǒng)、瓦斯抽采監(jiān)測系統(tǒng)等外，還有人員定位系統(tǒng)、產(chǎn)量檢測系統(tǒng)、供電監(jiān)測系統(tǒng)、語音廣播系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等，可以說，隨著科技手段的不斷進步，電子監(jiān)測監(jiān)控設備已經(jīng)能夠覆蓋至煤礦生產(chǎn)的方方面面。美中不足的是，由于各種監(jiān)測監(jiān)控設備涵蓋的專業(yè)領域差異，以及生產(chǎn)廠家的不同，各種監(jiān)測系統(tǒng)間的兼容性較差，各系統(tǒng)間數(shù)據(jù)格式與接口不統(tǒng)一，因此為礦井內(nèi)作業(yè)環(huán)境的綜合分析造成了阻礙。

規(guī)范標準方面，我國尚未出臺具有較高綜合程度的煤礦一體化監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)互通標準，這也導致了廠家在生產(chǎn)監(jiān)測設備時沒有統(tǒng)一的依據(jù)進行參照。

2 ?煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的技術改造措施

2.1 研發(fā)新型傳感設備

傳感器是監(jiān)測設備的“眼睛”，用于原始數(shù)據(jù)的采集。以甲烷傳感器為例，當前，我國大多數(shù)煤礦所使用的傳感器為載體催化甲烷傳感器，其具有監(jiān)測濃度低、壽命短、易受潮等缺點。為克服傳統(tǒng)傳感器的諸多缺點，近年來，科研機構開發(fā)了光譜傳感器、紅外線傳感器、激光傳感器等具有較高科技水平的傳感器，此類傳感器普遍具有測量精度高、使用范圍廣、抗干擾程度高等特點，如果能夠普遍適用于礦井內(nèi)，能夠進一步提升監(jiān)測效率。

采用單一空氣組分監(jiān)測設備不僅會降低監(jiān)測效率，同時提升了設備采購與安裝成本，因此，開發(fā)能夠監(jiān)測多種空氣組分的傳感器不僅能夠提升空氣中有害組分的監(jiān)測效率，也能降低生產(chǎn)成本，提高投產(chǎn)比。

2.2 加強設備抗干擾能力

煤礦中強弱電設備之間的相互干擾是一個十分復雜的問題，其解決方法主要有強弱電系統(tǒng)分離和改變傳輸方式兩種。

通過計算監(jiān)測設備受干擾的電磁輻射極限強度，合理設置監(jiān)測系統(tǒng)與大功率電氣設備之間的位置關系，形成各設備之間信號互不干擾的布局形式，極大程度地降低監(jiān)測設備受到的電磁輻射干擾?；蛟诒O(jiān)測設備與信號傳輸電纜外部增設防輻射保護層，增強弱電設備自身的抗電磁干擾能力。

使用光纖或無線傳輸形式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的信號方式，也能夠有效避免數(shù)據(jù)傳輸過程種受到電磁輻射的干擾。同時，使用光纖傳輸，可以很大程度上增加數(shù)據(jù)的傳輸距離，并且增加線纜布局的自由程度。

2.3 提升系統(tǒng)智能化，實現(xiàn)不同平臺間數(shù)據(jù)互通

信息化、智能化、統(tǒng)一化是當今社會科技發(fā)展的總體方向，為提升煤礦監(jiān)測監(jiān)控的效率，有必要將信息化、智能化、統(tǒng)一化的思路引進煤礦監(jiān)測監(jiān)控設備的研發(fā)中。首先，統(tǒng)一各監(jiān)測系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)接口與傳輸方式，為建立統(tǒng)一監(jiān)控平臺打下基礎;其次，建立起統(tǒng)一的監(jiān)測網(wǎng)絡與控制中心，在各監(jiān)測系統(tǒng)之間建立起統(tǒng)一的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，將監(jiān)測信息統(tǒng)一匯總至控制中心，并由控制中心統(tǒng)一進行指揮、調(diào)度;最后，需要不斷提升監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的智能化程度，利用先進的信息技術和計算機技術，對采集的數(shù)據(jù)進行智能化分析，進而提升人工分析的效率，降低人工分析的錯誤率。

與此同時，屬地煤礦監(jiān)管部門和煤礦監(jiān)察部門應建立區(qū)域性煤礦風險分析平臺。將各煤礦監(jiān)測數(shù)據(jù)傳入煤礦風險分析平臺，凡是涉及煤礦監(jiān)管監(jiān)察職能和煤礦礦級領導下載該平臺APP，實時監(jiān)測轄區(qū)內(nèi)各煤礦的安全數(shù)據(jù)，以便做到危險源的早發(fā)現(xiàn)、早預警、避免礦難發(fā)生。

2.4 加快標準化進程

為實現(xiàn)煤礦監(jiān)測監(jiān)控的統(tǒng)一化，煤礦監(jiān)察、監(jiān)管部門要加快煤礦監(jiān)測監(jiān)控的標準化建設。在加快煤礦監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)字化、智能化的同時，為各系統(tǒng)設備的生產(chǎn)廠家提供統(tǒng)一信息化格式和數(shù)據(jù)接口標準，以便促進各監(jiān)測系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)流通，以及便于數(shù)據(jù)的統(tǒng)一收集、統(tǒng)一分析，綜合判斷礦井內(nèi)各種因素所產(chǎn)生的影響。

3 ?結語

改進煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)存在的缺陷不僅要從技術手段出發(fā)，更重要的是，煤礦安全管理人員需要具有先進的科學意識與先進思路。憑借科學的不斷進步、計算機技術的不斷發(fā)展，提升煤礦監(jiān)測監(jiān)控設備的智能化、統(tǒng)一化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化程度，建立更加可靠的煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。

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