礦井通風(fēng)安全監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

楊娟娟

摘 要：經(jīng)濟的發(fā)展需要依靠礦石的挖掘來提供原料，這決定著我們應(yīng)當(dāng)繼續(xù)對礦石進行采挖;同時，經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷上升，使得人們對礦井生產(chǎn)安全關(guān)注度不斷提升。綜合上面的兩個方面的話，需要我們再繼續(xù)進行礦石的開采的同時也注重對于人員的生命安全提供更好保障，促進礦井抗災(zāi)能力的提升。為了促進礦井生產(chǎn)安全性的提升，我們需要對它的重要組成部分“礦井通風(fēng)系統(tǒng)”的安全、有效運行加以關(guān)注。本文礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)出發(fā)展開探討。

關(guān)鍵詞：礦井通風(fēng);安全監(jiān)控;關(guān)鍵技術(shù);系統(tǒng)研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.056

通風(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)活動的開展中相當(dāng)重要的組成部分，同時也是提升生產(chǎn)安全性的必要內(nèi)容，它可以為工作人員工作的時候提供必要的新鮮空氣用來呼吸;同時還促進礦井中有毒氣體的及時疏散，避免造成人員中毒;最后就是一旦礦井出現(xiàn)了安全事故，通風(fēng)系統(tǒng)可以為救援行動的開展提供有效空間，提升救援成功率。鑒于礦井通風(fēng)系統(tǒng)所具有的重要性，我們需要對它進行有效的安全監(jiān)控，從而有效地保證通風(fēng)系統(tǒng)的有效運轉(zhuǎn)，保障礦井生產(chǎn)的安全性。

1 礦井通風(fēng)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)概述

礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)活動開展過程中的重要組成部分，它具有為工作人員提供新鮮空氣、排放有毒氣體和幫助災(zāi)害救援等的作用。為了保證通風(fēng)系統(tǒng)的有效運行，需要為之建立起監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)，從而提升系統(tǒng)的安全性。文章就礦井通風(fēng)系統(tǒng)的具體情況進行探究，結(jié)合相關(guān)的關(guān)鍵監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)來對實際的安全系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用展開論述，下面是詳細(xì)的描述。

1.1 構(gòu)成

在信息技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，它與礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)也實現(xiàn)了有效的融合，實現(xiàn)了安全監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)的水平提升。就礦井通風(fēng)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成來說，主要包括了控制技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)和計算機技術(shù);從礦井通風(fēng)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式來說，主要包括時分制通信方式和分布式結(jié)構(gòu)兩種;就礦井通風(fēng)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)容構(gòu)成來說，主要有四個部分，分別是智能分站、信息傳輸、傳感器及執(zhí)行器和監(jiān)控中心。上面的描述就是礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)不同方面的構(gòu)成。

1.2 發(fā)展歷程與趨勢

礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的運行中很重要的一個內(nèi)容是通訊，利用通訊來對通風(fēng)系統(tǒng)進行監(jiān)控監(jiān)測和風(fēng)險警報可以有效的降低通風(fēng)系統(tǒng)的運行風(fēng)險。礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的通訊方式經(jīng)歷了從低級到高級的轉(zhuǎn)變，最開始使用的是空分制的方式，隨后是頻分制，再然后是分布式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能，在到當(dāng)前使用的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，經(jīng)過了五次的升級換代之后礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)可以對通風(fēng)系統(tǒng)進行遠(yuǎn)程的監(jiān)測監(jiān)控了，并且可以做到對風(fēng)險的動態(tài)預(yù)警，就這些發(fā)展來說是要歸功于數(shù)據(jù)庫技術(shù)、人工智能在礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中的加入。

從實際的礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展情況出發(fā)進行分析的話我們可以對它的未來發(fā)展方向進行預(yù)測，本文認(rèn)為這些發(fā)展方向可以總結(jié)為三個方面：智能化、綜合化和網(wǎng)絡(luò)化。就具體的內(nèi)容來說：智能化就是隨著人工智能等先進技術(shù)的加入會提升礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的信息處理能力，從而使其具有事故預(yù)測功能;綜合化就是說對相關(guān)的數(shù)據(jù)進行綜合的管理和處理;網(wǎng)絡(luò)化就是推動相關(guān)數(shù)據(jù)的公開化，通過數(shù)據(jù)的透明來保障人們的知情權(quán)。

1.3 總體結(jié)構(gòu)

礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)具體是由三個部分構(gòu)成的：中央集中控制室、通信鏈路、監(jiān)控單元。其中監(jiān)控單元發(fā)揮著很重要的作用，就具體的發(fā)揮作用來說包括了：數(shù)據(jù)的接收和處理、數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送現(xiàn)場設(shè)備實時數(shù)據(jù)采集與實時控制等等，在監(jiān)控單元的構(gòu)成上是相對復(fù)雜的，它包括了：各監(jiān)控點通信部分、CPU、人機接口部分、輸入/輸出部分和上位機通信部分等。

2 總線技術(shù)

總線技術(shù)是一個較新的概念，它通過集合控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)再加上總線這個核心內(nèi)容構(gòu)成一個整體。對于我們的礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)來說，多種總線技術(shù)都可以在里面得到很好的應(yīng)用，例如現(xiàn)場總線基金會FF、控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN、RS-485標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議現(xiàn)場總線和局域操作網(wǎng)絡(luò)LONWORKS等。文章不再逐個的對這些技術(shù)進行分析，只對控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN總線進行相關(guān)分析。

之所以選取控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN總線技術(shù)進行論述，是因為它有著很好的使用靈活性和可靠性，同時還具有對傳輸介質(zhì)無特殊要求等特征?？刂破骶钟蚓W(wǎng)絡(luò)CAN總線技術(shù)采用串行總線結(jié)構(gòu);工作方式為全雙工;在傳送消息的時候主要借助消息包的形式，消息包中主要包含數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)地傳送請求、消息識別符和數(shù)據(jù)長度碼等;對于技術(shù)運行來說，關(guān)鍵是通信接口的設(shè)計質(zhì)量，它要包含CAN驅(qū)動器、CAN控制器和微處理器等部件，要具備的特征有短路保護、抗電磁干擾能力強、低功耗待機等。

3 灰色預(yù)測理論

灰色預(yù)測理論的應(yīng)用主要是為了保證智能傳感器的良好運行，而智能傳感器是礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的重要內(nèi)容?；疑A(yù)測理論可以通過對數(shù)據(jù)處理尋找到相關(guān)的規(guī)律來實現(xiàn)灰色數(shù)據(jù)的處理。它具有精度高、易于實現(xiàn)、技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單和所需的原始數(shù)據(jù)少等特征。

4 結(jié)論

社會的發(fā)展是建立在礦藏資源的利用基礎(chǔ)上的，隨著社會發(fā)展水平的不斷提升，礦藏開發(fā)工作的開展朝著安全性、自動化的方向前進，生產(chǎn)技術(shù)的不斷提升使得礦場技術(shù)裝備的水平不斷提升，對于礦場安全生產(chǎn)活動的開展提供了很好的設(shè)備基礎(chǔ)，我們應(yīng)當(dāng)積極地利用這樣的有利條件，以提升礦井通風(fēng)系統(tǒng)的運行效率為重點，加強相關(guān)的監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)，利用有效的監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用來有效的保障礦井生產(chǎn)的安全、高效。本文通過對相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)進行探究，論述了灰色預(yù)測理論、總線技術(shù)這兩個關(guān)鍵的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)的作用和應(yīng)用思路，可以為煤礦企業(yè)的生產(chǎn)安全性的提升提供有效的借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]張卅卅，任高峰，張聰瑞，etal.深部開采礦井通風(fēng)智能感知及風(fēng)機遠(yuǎn)程集中安全監(jiān)控系統(tǒng)[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報，2015，v.37;No.289（01）：104-108.

[2]吳新忠，徐玲，張海龍，etal.施耐德QUANTUMPLC硬冗余技術(shù)在煤礦主通風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].煤礦機械，2015，36（04）：259-260.