芻議煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

武鵬

摘 要：當(dāng)前各大煤礦企業(yè)生產(chǎn)主要面臨的問(wèn)題就是井下環(huán)境復(fù)雜，瓦斯處理不及時(shí)容易造成聚集，極易發(fā)生安全隱患甚至引起爆炸等事故；另一特點(diǎn)是擁有較多的大型機(jī)電設(shè)備，比如提升機(jī)、膠帶輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)、壓風(fēng)機(jī)和電氣設(shè)備等，這些設(shè)備能否正常安全地運(yùn)轉(zhuǎn)決定著井下的煤礦生產(chǎn)能否順利進(jìn)行。礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控就是保障煤礦安全生產(chǎn)的重要措施。隨著近些年礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)的提升，其設(shè)備在煤礦安全生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。西曲礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造為江蘇三恒科技股份有限公司KJ70X型，正是這些裝備和技術(shù)保障了目前煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)進(jìn)程。

關(guān)鍵詞：煤礦安全；監(jiān)測(cè)監(jiān)控；KJ70X型監(jiān)控系統(tǒng)

1 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)外煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)發(fā)展于20世紀(jì)60年代，至今已有4代產(chǎn)品（（4個(gè)階段）：（1）系統(tǒng)以空分制信號(hào)為主要傳輸方式。（2）主要采用頻率區(qū)分信道的頻分制信號(hào)傳輸方式。（3）以時(shí)分制為基礎(chǔ)的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)。（4）以分布式為特征的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)。隨著近些年煤炭行業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的需求不斷提高，建設(shè)功能全面、技術(shù)先進(jìn)的煤礦生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，提供及時(shí)的信息，能夠及時(shí)反饋圖像等功能，成為了煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)堅(jiān)實(shí)的后盾，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控信息處理和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的規(guī)章性，高效性以及管理層面的合理性。對(duì)煤礦企業(yè)安全高效生產(chǎn)都具有重大的意義。安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)即將第一現(xiàn)場(chǎng)的安全監(jiān)測(cè)相關(guān)圖像和束管檢測(cè)信息進(jìn)行收集整理，通過(guò)安全生產(chǎn)監(jiān)控信息庫(kù)，統(tǒng)一存儲(chǔ)于煤礦企業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，及時(shí)為上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、各相關(guān)專業(yè)機(jī)構(gòu)提供各部門所要了解的最新信息，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控信息通過(guò)動(dòng)態(tài)圖以及表格方式進(jìn)行顯示。系統(tǒng)監(jiān)測(cè)信息采用WEB發(fā)布，用戶可通過(guò)網(wǎng)頁(yè)訪問(wèn)，同時(shí)相關(guān)即時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至歷史資料中供相關(guān)專業(yè)的專家以及上級(jí)指揮中心調(diào)用。我國(guó)比較早就建立了安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，并且吸取了國(guó)外各大煤礦的精髓之處，并沒(méi)有一味地引進(jìn)外國(guó)的技術(shù)設(shè)備，而是結(jié)合我國(guó)特有的地質(zhì)條件以及礦井概況，先后研制出KJ2、KJ4、KJ8、KJ10、KJ13、KJ19、KJ38等監(jiān)控系統(tǒng)，在我國(guó)煤礦應(yīng)用廣泛。9 0 年代以來(lái)，隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，一些科研單位和生產(chǎn)廠家相推出了KJ66、KJ75、KJ80、KJ82、KJ90、KJ95、KJ101等監(jiān)控系統(tǒng)，以及MSNM煤礦安全綜合化和數(shù)宇化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)。

2 KJ70X型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)

KJ70X 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是以《煤礦安全規(guī)程》為依據(jù)，對(duì)煤礦井下實(shí)際情況進(jìn)行考察之后，綜合各方面的要求設(shè)計(jì)出來(lái)的，監(jiān)控設(shè)備的種類、數(shù)量、性能均符合《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，適用各類大中小型煤礦。該系統(tǒng)可采集瓦斯、風(fēng)速、負(fù)壓、溫度、一氧化碳等環(huán)境參數(shù)，以及機(jī)電設(shè)備開(kāi)停、供電狀態(tài)等生產(chǎn)參數(shù)，可以控制設(shè)備的通、斷電，是煤礦安全生產(chǎn)的必備設(shè)備。根據(jù)國(guó)家煤礦安監(jiān)局關(guān)于印發(fā)“煤安監(jiān)函〔2016〕5 號(hào)”通知的要求，為提高煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)準(zhǔn)確性、靈敏性、可靠性、穩(wěn)定性和易維護(hù)性，增強(qiáng)煤礦安全保障能力，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)要進(jìn)行全面升級(jí)。實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化傳輸，具有自診斷、突出報(bào)警功能，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)融合，監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備具備抗干擾能力，運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠。全面升級(jí)后的KJ70X，以工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)加現(xiàn)場(chǎng)總線作為系統(tǒng)的信息傳輸平臺(tái)，系統(tǒng)利用工業(yè)以太網(wǎng)平臺(tái)的快速通道實(shí)現(xiàn)多主并發(fā)通訊技術(shù)，使系統(tǒng)在設(shè)備抗干擾、實(shí)時(shí)性、可靠性、穩(wěn)定性、擴(kuò)展性、數(shù)字化、數(shù)據(jù)分析應(yīng)用、數(shù)據(jù)融合、新技術(shù)應(yīng)用等方面技術(shù)水平進(jìn)一步提升。同時(shí)，KJ70X 系統(tǒng)已通過(guò)抗干擾（浪涌、靜電、射頻電磁場(chǎng)輻射、電快速瞬變脈沖群）試驗(yàn)，試驗(yàn)等級(jí)高于國(guó)家要求，并取得“MA”認(rèn)證。KJ70X 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)支持三種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分別為：總線式、光纜式和工業(yè)環(huán)網(wǎng)式。選用先進(jìn)成熟的編程軟件為平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，操作簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、界面美觀，并具有語(yǔ)音報(bào)警功能。具有雙機(jī)熱備功能，采用雙機(jī)熱備方式工作，由監(jiān)控主機(jī)、備機(jī)以及服務(wù)器組成，自動(dòng)切換時(shí)間不大于 1 分鐘?？蛇B續(xù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)瓦斯、風(fēng)速、負(fù)壓、一氧化碳、煙霧、溫度、風(fēng)門開(kāi)關(guān)等環(huán)境參數(shù)，也可監(jiān)測(cè)煤倉(cāng)煤位、水倉(cāng)水位、壓風(fēng)機(jī)風(fēng)壓、箕斗計(jì)數(shù)、各種機(jī)電設(shè)備開(kāi)停等生產(chǎn)參數(shù)和電壓、電流、功率、電度等電量參數(shù)，以及膠帶跑偏、膠帶速度，軸承溫度、機(jī)頭堆煤等各種機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行情況。可實(shí)現(xiàn)分級(jí)報(bào)警，根據(jù)瓦斯?jié)舛却笮?、瓦斯超限持續(xù)時(shí)間、瓦斯超限范圍等，設(shè)置不同的報(bào)警級(jí)別，實(shí)施分級(jí)響應(yīng)。各級(jí)別報(bào)警濃度值的設(shè)置可由煤礦企業(yè)根據(jù)相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際情況決定。可實(shí)現(xiàn)邏輯報(bào)警，根據(jù)巷道布置及瓦斯涌出等的內(nèi)在邏輯關(guān)系，實(shí)施邏輯報(bào)警，促進(jìn)各類傳感器的正確安裝、設(shè)置、維護(hù)，監(jiān)控系統(tǒng)的正常使用，防止違法行為。其它可考慮融合的系統(tǒng)：視頻監(jiān)測(cè)、無(wú)線通信、設(shè)備監(jiān)測(cè)、車輛監(jiān)測(cè)等。系統(tǒng)支持地面融合及井下融合，能與國(guó)內(nèi)主流的人員定位、廣播等系統(tǒng)廠家實(shí)現(xiàn)融合聯(lián)動(dòng)，具有成熟的綜合基站用于安全監(jiān)控、人員定位、廣播及無(wú)線通信等系統(tǒng)井下融合。已有古城煤礦、新驛煤礦等多個(gè)成功實(shí)施案例。具備自診斷、自評(píng)估功能。系統(tǒng)定期的自診斷、自評(píng)估，能夠預(yù)先發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在安裝使用中存在的問(wèn)題。

3 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)為煤礦安全生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)提供了一種可行的解決方案，大大改變了煤礦生產(chǎn)中多系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行和隔離的現(xiàn)象。提高數(shù)據(jù)利用率，為煤礦生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)提供數(shù)據(jù)支持。目前在煤礦井下生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用還有部分需要進(jìn)一步完善，使其更好地服務(wù)于煤礦生產(chǎn)。系統(tǒng)以后的研究發(fā)展會(huì)向三維可視化演變，使煤礦調(diào)度管理人員可以在系統(tǒng)中模擬礦井實(shí)際情況，對(duì)煤礦生產(chǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)程管理。發(fā)展全而的監(jiān)測(cè)監(jiān)控專家系統(tǒng)。發(fā)展覆蓋面更廣，監(jiān)測(cè)監(jiān)控參數(shù)更多的軟硬件系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)綜合自動(dòng)化奠定良好基礎(chǔ)，是我國(guó)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。研制高可靠性、品種齊全的礦用傳感器。國(guó)產(chǎn)煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的配套傳感器有待于進(jìn)一步研發(fā)。因此，發(fā)展配置齊全、高可靠性的礦用傳感器是監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵。煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)以及管理最重要的內(nèi)容就是安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，即便現(xiàn)階段該系統(tǒng)的發(fā)展取得了一系列進(jìn)展，但是伴隨著科技發(fā)展和技術(shù)更新，安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容必須做到與時(shí)俱進(jìn)，才能保證煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)，把發(fā)生意外的概率降到最小，把財(cái)產(chǎn)損失降到最小。

參考文獻(xiàn)

[1]劉志旺.煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀與升級(jí)改造[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā).2018（06）

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（作者單位：西山煤電西曲礦通風(fēng)科通風(fēng)五隊(duì)）