煤礦通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用與運(yùn)行研究

劉俊杰

摘 要：在改革開放的新時(shí)期，經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，社會(huì)在不斷進(jìn)步，在煤礦開采過程中，礦井通風(fēng)系統(tǒng)是非常重要的一部分，而礦用風(fēng)機(jī)是整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)重要的組成部分，也是煤礦實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的基本前提。在實(shí)際應(yīng)用過程中，煤礦風(fēng)機(jī)經(jīng)常因人為因素而出現(xiàn)停機(jī)現(xiàn)象，這樣會(huì)對(duì)整個(gè)煤礦的通風(fēng)系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響。因此，必須及時(shí)對(duì)當(dāng)前煤礦通風(fēng)系統(tǒng)安全進(jìn)行監(jiān)測(cè)監(jiān)控。當(dāng)前，煤礦通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中仍然存在一些問題。主要對(duì)煤礦通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用與運(yùn)行進(jìn)行了深入的分析。

關(guān)鍵詞：煤礦;通風(fēng)安全;監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng);傳感器

引 言

煤礦礦井作業(yè)中，時(shí)常發(fā)生重大安全事故，要預(yù)防安全事故，需做好礦井瓦斯防治工作，其中的關(guān)鍵就是通風(fēng)工作。一方面要根據(jù)實(shí)際工作情況，優(yōu)化礦井通風(fēng)系統(tǒng)，保證礦井氧氣含量足夠，并減少其中的瓦斯含量等。另一方面要加強(qiáng)安全監(jiān)控，在有效監(jiān)測(cè)下做好通風(fēng)等防護(hù)工作，提高安全管理水平，解決礦井通風(fēng)與安全監(jiān)控存在問題，降低瓦斯爆炸和火災(zāi)等事故幾率，避免安全事故的發(fā)生，保證礦井作業(yè)安全進(jìn)行。

一、安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行原理

在監(jiān)測(cè)監(jiān)控主機(jī)運(yùn)行過程中，由于監(jiān)測(cè)主機(jī)對(duì)不同部分進(jìn)行通訊傳輸，因此設(shè)計(jì)過程中，針對(duì)每個(gè)系統(tǒng)都會(huì)建立分站，對(duì)應(yīng)相關(guān)的分站進(jìn)行信號(hào)的檢測(cè)。在各個(gè)分站通過傳感器進(jìn)行總站的傳輸，在接受各個(gè)分站的信號(hào)后，實(shí)行一定的變換及檢測(cè)點(diǎn)的工作。礦井的設(shè)備需要實(shí)時(shí)控制，對(duì)相關(guān)的檢測(cè)信號(hào)做出統(tǒng)一的處理。主要包括分站型號(hào)以及控制信號(hào)，將分站的傳遞通過實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井設(shè)備的控制。

二、煤礦通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行中的問題分析

（一）傳感器問題。傳感器在整個(gè)煤礦通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中的主要作用是采集各種信息。利用多種類型的傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)礦井內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控。傳感器在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)安全運(yùn)行中發(fā)揮著重要的作用，一旦傳感器存在質(zhì)量問題，便會(huì)導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大誤差，進(jìn)而給煤礦的安全生產(chǎn)埋下隱患。例如：如果煤礦通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中所利用的瓦斯傳感器抗沖擊性能達(dá)不到煤礦標(biāo)準(zhǔn)要求，一旦在礦井巷道中出現(xiàn)大量瓦斯涌出的現(xiàn)象，則會(huì)導(dǎo)致瓦斯傳感器處于活躍狀態(tài)，最終產(chǎn)生零點(diǎn)漂移。另外，如果瓦斯傳感器抗毒性能較差，在瓦斯?jié)舛容^大的情況下會(huì)導(dǎo)致傳感器失靈，對(duì)礦井安全生產(chǎn)造成極大的影響。

（二）煤礦礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)功能缺失。我國煤礦礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)和應(yīng)用時(shí)間較晚，雖然發(fā)展迅速，但是仍存在著部分功能缺失的問題。具體而言，我礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)常見問題有如下幾類：第一，礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)本身設(shè)計(jì)存在漏洞，例如礦井安裝的監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，出現(xiàn)系統(tǒng)老化、死機(jī)、數(shù)據(jù)中斷等情況，導(dǎo)致無法對(duì)整體礦井下參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄;第二，礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝與標(biāo)準(zhǔn)不符，導(dǎo)致在實(shí)際的礦井作業(yè)中，礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)難以對(duì)礦井通風(fēng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);第三，礦井安全監(jiān)控儀器設(shè)備性能不佳，無法滿足實(shí)際的礦井安全監(jiān)控需要。

（三）安全監(jiān)控機(jī)制不完善。我國不少煤礦企業(yè)都存在安全監(jiān)控機(jī)制不完善的問題，在很大程度上影響礦井安全生產(chǎn)。同時(shí)還存在工作人員能力不足的問題，影響著通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行和工作性能。在這兩項(xiàng)因素影響下，礦井通風(fēng)系統(tǒng)和安全監(jiān)控的作用得不到有效發(fā)揮。此外，在安全監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行中，容易出現(xiàn)一系列故障，主要原因就是在安裝系統(tǒng)時(shí)忽視了相關(guān)問題。如沒有依據(jù)規(guī)范指導(dǎo)對(duì)設(shè)備進(jìn)行使用操作和維護(hù)，選擇設(shè)備廠家時(shí)未經(jīng)過調(diào)查比對(duì)，且忽視了相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量、售后服務(wù)等。在設(shè)備維護(hù)方面，管理人員往往以中控室獲得的數(shù)據(jù)信息作為標(biāo)準(zhǔn)來了解傳感器運(yùn)行環(huán)境，但沒有記錄傳感器工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息，導(dǎo)致使用的參考數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。同時(shí)，礦井作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，通風(fēng)與安全監(jiān)控系統(tǒng)中使用的硬件和軟件結(jié)構(gòu)受其影響會(huì)失穩(wěn)。這些問題的出現(xiàn)，與企業(yè)安全監(jiān)控機(jī)制的缺失是有很大關(guān)系的。

三、煤礦通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用與運(yùn)行措施

（一）強(qiáng)化設(shè)備養(yǎng)護(hù)。合理地養(yǎng)護(hù)設(shè)備，能夠有效延長整個(gè)煤礦通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)各種設(shè)備的使用壽命，同時(shí)也能夠保證系統(tǒng)功能的完整性。煤礦企業(yè)應(yīng)該針對(duì)通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)建立科學(xué)、規(guī)范的維修養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，并將各項(xiàng)維修養(yǎng)護(hù)責(zé)任予以明確落實(shí);通過周檢、月檢、年檢等多種檢測(cè)手段不斷強(qiáng)化通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備維護(hù)檢修，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的問題并進(jìn)行有效解決;對(duì)于系統(tǒng)關(guān)鍵位置，要增大檢測(cè)密度，并進(jìn)行重點(diǎn)管護(hù)。只有做好以上工作，才能充分保證煤礦通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)始終處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。

（二）優(yōu)化礦井通風(fēng)系統(tǒng)性能與管理工作。隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，礦井通風(fēng)系統(tǒng)的各方面性能正在不斷提高。礦井的監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造，結(jié)合礦井復(fù)雜惡劣的工作環(huán)境以及通風(fēng)要求，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，完善礦井通風(fēng)性能，制定相應(yīng)的通風(fēng)安全標(biāo)準(zhǔn)，并做好礦井通風(fēng)管理工作，一方面提高礦井工作的安全性，為工作人員的井下開采提供有力保障，另一方面也能夠?yàn)槊旱V礦井工作提供一定指導(dǎo)。

（三）改進(jìn)礦井通風(fēng)和安全監(jiān)控系統(tǒng)性能。在科技進(jìn)步下，礦井作業(yè)中通風(fēng)系統(tǒng)和安全監(jiān)控系統(tǒng)水平不斷提升，但隨著資源減少，開采強(qiáng)度、深度不斷增加，井下作業(yè)環(huán)境更加不可控。因此必須及時(shí)提高通風(fēng)系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)的性能，比如其中的系統(tǒng)采集功能應(yīng)得到加強(qiáng)。根據(jù)系統(tǒng)中各種環(huán)境參數(shù)，深入改進(jìn)傳感器的靈敏度、抗干擾能力，使設(shè)備可以在各種工作面良好運(yùn)行，完善傳感器監(jiān)測(cè)范圍和監(jiān)測(cè)技術(shù)性能。其中對(duì)傳感器的升級(jí)，不僅是針對(duì)監(jiān)測(cè)毒害氣體的傳感器，還應(yīng)包括風(fēng)壓測(cè)量傳感器。傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的升級(jí)，要講網(wǎng)絡(luò)模塊納入，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、及時(shí)的信息捕捉、傳輸，信息管理中心在整理分析信號(hào)之后，作業(yè)中心可以進(jìn)行對(duì)礦井作業(yè)中風(fēng)量的有效控制。

（四）提高傳感器使用壽命。對(duì)于研究過程來說，傳感器的問題應(yīng)是提升性能的可靠條件，滿足周期時(shí)間的延長性。根據(jù)實(shí)際診斷做出判斷，對(duì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)相關(guān)配備的完善，加強(qiáng)校對(duì)工作的全面性。在瓦斯開采的工作面的處理上，要安裝甲烷傳感器。在挖掘工作中對(duì)安裝傳感器位置做出判斷，實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)在巷道上方位置。

結(jié) 語

煤礦通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦的安全生產(chǎn)及管理中發(fā)揮著十分重要的作用。但是，目前煤礦領(lǐng)域所使用的通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中各種設(shè)備差異較大，而且功能多存在不完善之處。因此，在實(shí)際應(yīng)用通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的過程中，煤礦企業(yè)應(yīng)該制訂嚴(yán)格的系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)各種設(shè)備的安全監(jiān)管，通過建立完善的監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)安全管理制度，最大程度上降低系統(tǒng)發(fā)生故障的概率，這樣才能充分保證煤礦的安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉慶龍，魏夕和，史俊偉，等.基于灰關(guān)聯(lián)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的通風(fēng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)模型[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2012，32（2）：63-66.

[2] 丁厚成，黃新杰.基于AHP-FCE的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)可靠性評(píng)價(jià)研究[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2013，22（3）：153-159.

[3] 張儉讓，董丁穩(wěn).ANN的煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)可靠性評(píng)價(jià)模型[J].西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，29（5）：531-535.

[4] 王洪德，馬云東.基于粗糙集—神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)可靠性評(píng)價(jià)仿真研究[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，2005（7）：81-86.

[5] 孫燕，楊勝強(qiáng)，程健維，等.基于灰色關(guān)聯(lián)分析的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)兩級(jí)評(píng)價(jià)[J].煤礦安全，2008（5）：44-47.