礦井安全智能監(jiān)控信息技術應用

趙國剛

(山西汾西礦業(yè)集團柳灣煤礦，山西 孝義 032303)

前言

信息技術是一門綜合性較強，且復雜的技術。它需要聯(lián)合計算機和通信兩大技術，對數(shù)據進行采集、處理、顯示等作用，這便是綜合性的信息技術。受經濟全球化影響，越來越多的煤礦企業(yè)利用信息技術操控煤礦設備，最后達到自動化、數(shù)字化等操控設備的目的[1]，保障信息傳輸?shù)母咚傩?、及時性、準確性。

一、我國礦井在安全生產方面存在的問題

煤業(yè)在我國工業(yè)生產與人民生活發(fā)揮著巨大作用，我們需要嚴格執(zhí)行管理條例，用科學的技術手段去做好煤礦安全管理工作。就目前來說，我國大多數(shù)的煤礦存在著這樣問題，比如煤礦地質環(huán)境復雜，施工不方便，安全隱患多，管理手段落后，應對沖擊地壓、瓦斯防治等特殊情況不及時等，這便造成安全管理技術落后，難以應對各種突發(fā)的煤礦安全事故。另外，礦井企業(yè)中在安全生產方面的專業(yè)人才少，同時對于技術、資源等管理方面也存在同樣問題，因此礦井安全生產不能得到保障。

二、智能監(jiān)控信息技術基本情況

智能監(jiān)控信息技術是一門能夠在礦井生產與設備管理方面達到自動化、智能化、信息化要求的綜合性技術。因此，它適用于不同環(huán)境下的礦井煤礦生產。

1 系統(tǒng)組成

礦井安全中的智能監(jiān)控信息技術通常是包括監(jiān)控中心、傳輸層、現(xiàn)場采集控制三個部分。其中控制中心有監(jiān)控主機、監(jiān)控管理軟件、錄像，以及其他部分。而監(jiān)控分站點傳感器報警斷電儀、攝像機，這是現(xiàn)場采集控制包含的內容。

2 工作原理

智能監(jiān)控信息技術的工作原理是基于監(jiān)控主機在礦井底下的分站點進行不斷的信息交流與信息傳輸，將分站點在各個時間點采集的每個傳感器的數(shù)據輸送到主機，然后根據監(jiān)控主機規(guī)定的參數(shù)設置報警的最大額度。這時，主機處理分站點輸送來的數(shù)據，當這個數(shù)據超過規(guī)定的報警參數(shù)時，其監(jiān)控主機與傳感器會發(fā)出緊急報警，后者傳感器上閃爍的報警指示燈會提示施工人員需要留意了，同時監(jiān)控主機的屏幕上會出現(xiàn)礦井下報警傳感器位置與時間，最后能極大可能的定位事故發(fā)生地。

3 系統(tǒng)特點

1)綜合應用強

智能監(jiān)控系統(tǒng)是一門綜合性較強的應用系統(tǒng)，它功能強大，使得安全與生產監(jiān)測控制、人員監(jiān)測定位視頻顯示、安防報警相結合的三大功能得以實現(xiàn)，能及時并快速反應礦井下傳輸?shù)男畔?，然后傳送到井上監(jiān)控中心最后及時的做好安全監(jiān)測。此外，它和局域網網絡相連接，便于操控信息技術。第三，這種系統(tǒng)下的網絡設備一旦應用于煤礦生產中，能大大拓展系統(tǒng)應用技術與功能，從而降低大量的設備利用，減少設備成本。

2)傳輸網絡效率快、簡單可靠

在進行信息傳遞時，我們通常運用標準化的網絡通信協(xié)議，將精準的信息實時傳送，傳輸錯誤率不得超過8個點。目前我們以光纖為原材料建立的新網絡，提高了信息傳輸效率，同時對抵抗其他不相關的問題有積極的影響，信息的快速傳輸在通常情況下不受雷電磁場的影響。網絡使用權限范圍極廣，在通信的常規(guī)標準中，TCP/IP已經為計算機和局域網創(chuàng)造了良好的基礎條件。只要可以支持以上網絡，我們就可以將多媒體信號進行傳輸。此系統(tǒng)運用局域網的優(yōu)勢主要是所有的終端設備都可以將其信息資源在網絡上實現(xiàn)共享。也給信息傳遞提供了便利。

3)分站獨立性好、適應快

由于礦井下有監(jiān)控的分站點傳感器和開關控制單元構成的一個專門監(jiān)測系統(tǒng)，所以受外界與人為兩大因素影響，監(jiān)控中心的主機和礦井底下的分站點不能及時傳輸信息。這時分站點為了減少干擾，獨立工作，減少出現(xiàn)礦井生產中的安全隱患，分站的監(jiān)控同樣可以利用液晶顯示各個系統(tǒng)中的工作現(xiàn)狀和開關量的控制。如果監(jiān)控中心的主機和定位器受總線等其他因素影響，難以傳輸信息，這時定位器與分站點監(jiān)測發(fā)揮了巨大優(yōu)勢，其具有相同功能，不僅可以獨立工作，而且能夠正常接收、識別，以及記錄接受的信號，從而保障夠保證信息能夠及時進行準確保存，還有傳送。

三、智能監(jiān)控信息技術在礦井中的應用

智能監(jiān)控信息技術主要應用五大部分，即瓦斯安全監(jiān)測、礦井通風、礦井礦壓檢測等幾個方面。

1)運用于瓦斯安全檢測系統(tǒng)

瓦斯的安全問題是煤礦施工的重點。由于我國通信技術與電子信息技術的發(fā)展，瓦斯安全監(jiān)測方法在不斷改進，但無論如何改進，其基本原理與功能沒有發(fā)生太大變化。瓦斯的安全監(jiān)測系統(tǒng)通常是由傳感器、分站點、監(jiān)控中心和相應的傳輸設備這幾個部分組成。它們之間的關系是相互作用，不可或缺，從而才能發(fā)揮信息的采集、傳輸?shù)茸饔谩?/p>

傳感器分很多，諸如一氧化碳傳感器、溫度傳感器，以及其他，它們是礦井生產中不可或缺的配件。在礦井下分站先采集每個傳感器的信息，然后把信號處理的信息輸送到監(jiān)控主機上。與此同時，分站點收到指令，進行安全報警。

2)應用于礦井通風網絡監(jiān)控系統(tǒng)

礦井通風監(jiān)測系統(tǒng)的結構相比于安全監(jiān)測系統(tǒng)的結構，都是差不多的。其工作原理主要是利用計算機仿真、信息等技術，結合通風網絡安全、動態(tài)系統(tǒng)模擬技術，從而增強礦井在作業(yè)時通風網絡的安全性與穩(wěn)定性。其組成部分是傳感器、分站點、傳輸設備以及地面的控制。通過增強礦井通風網絡設備的安全性，很大程度上有利于礦井環(huán)境下瓦斯安全。另外，它能夠應對礦井事故中的風流變化或者災難，意義重大。

3)適用于礦井礦壓監(jiān)測系統(tǒng)

礦井礦壓監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分主要是地面控制中心，由礦壓傳感器，傳輸?shù)仍O備，在礦井實施過程中所遇到壓力能夠實時做出判斷。把液壓支架上的發(fā)生的壓力信號及時傳遞給礦壓傳感器，是信息傳遞的重要過程。在礦井的每一個采區(qū)我們都要建議一個監(jiān)測點，通過這種方式，我們可以把各個采區(qū)的具體情況實時輸送到地面監(jiān)控中心。在礦井其他分站的監(jiān)測點，可通過把多個礦壓傳感器相結合，這樣更有利于實時傳輸信息。傳輸設備的主要組成部分主要是調制解調器和通訊電纜，可以對信號傳輸?shù)亩嗝襟w起到一定的作用。

各個分站點通過礦壓傳感器傳送來的相關信息都會被送到地面控制中心的電腦上，基于檢測參考數(shù)有最大值，假設超出其負荷值，各個監(jiān)測點及傳感器會及時報警并進入到緊急處理的狀態(tài)以警示相關工作人員應當注意人身安全。隨著地面控制中心的計算機越來越智能未來化，它可以將重要的信息數(shù)據進行實時儲存并將其相比較，所以我們可以實時查閱其中各項資料，以判斷過往數(shù)據是否準確。

4)應用于井下安全考勤系統(tǒng)

井下安全考勤系統(tǒng)的組成部分相對簡單，考勤系統(tǒng)主要通過計算機中心和底下的支線通訊相互銜接，重點監(jiān)測出入井的考勤點?，F(xiàn)階段通常應用的安全考勤系統(tǒng)分為兩大類，一是利用礦燈燈頭打卡的考勤系統(tǒng)，此系統(tǒng)在井內外均設立了考勤點，可以對安全考勤的問題進行實時監(jiān)測。二是金屬片打卡的安全考勤系統(tǒng)，此系統(tǒng)是在地面上建立出入井的考勤點。以上兩種類型在本質上有很大差異。

5)試驗中的專家智能系統(tǒng)

就當前應用情況來說，監(jiān)控信息技術在某些方面存在限制，難以發(fā)揮高層次、精細化的管理功能。而且在很多時候，其信息技術是屬于各個相關部內以及單位，因為從實際操作過程與利用上看，大量的系統(tǒng)在進行安全監(jiān)測和信息處理工作時，功能還是相對簡單，難以達到高標準管理的要求，尤其在安全預測決策方面存在限制。因此，我們把此項技術應用到專家智能系統(tǒng)。這項系統(tǒng)是以專家信息數(shù)據庫和數(shù)據資源采集為基礎資源的智能決策系統(tǒng)，能夠大大提高煤礦企業(yè)管理水平。但此項系統(tǒng)受各種技術的限制，仍處于試驗階段，尚未投入使用。