瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題及改造應(yīng)用研究

李楊

摘 要：在過去傳統(tǒng)采礦生產(chǎn)中受到多項(xiàng)要素限制，在礦井瓦斯氣體監(jiān)控中主要是通過人工進(jìn)行管控。加上瓦斯監(jiān)控設(shè)備應(yīng)用較為落后，相關(guān)技術(shù)人員要通過瓦斯檢測儀實(shí)施現(xiàn)場人工監(jiān)測。諸多監(jiān)測監(jiān)控儀器設(shè)備受到環(huán)境溫度、壓力狀態(tài)、視線等要素影響，會產(chǎn)生不同程度測量誤差問題。其次，對瓦斯難以實(shí)施持續(xù)性檢測監(jiān)控，將難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)瓦斯監(jiān)測中各項(xiàng)問題，會對采礦安全生產(chǎn)產(chǎn)生較大負(fù)面問題，因此要注重做好瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)升級改造。

關(guān)鍵詞：采礦生產(chǎn);瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng);問題;改造措施

在我國礦井開采技術(shù)應(yīng)用中要注重對采礦安全問題集中分析，近年來我國科學(xué)技術(shù)全面發(fā)展，能為采礦生產(chǎn)活動提供全新的管理模式與管理方法，有助于提高采礦安全管理效率，對各類采礦安全生產(chǎn)問題集中控制。在礦井開采階段，瓦斯以及機(jī)電設(shè)備運(yùn)行中安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)較高，因此要注重整合多方面問題集中探究。

1 目前瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題分析

1.1 載體催化元件傳感器容易受到影響

從各區(qū)域采礦生產(chǎn)現(xiàn)狀中能得出，采礦生產(chǎn)過程中井下作業(yè)環(huán)境較差，開采掘進(jìn)中會產(chǎn)生大量粉塵。對各類入井設(shè)備應(yīng)用具有較高的防護(hù)等級要求，此外在井下施工區(qū)域還會產(chǎn)生H2S、SO2等諸多毒害性氣體。各類有害氣體以及粉塵進(jìn)入到監(jiān)控設(shè)備之后將會產(chǎn)生電路故障以及不同程度腐蝕問題，這樣會加劇傳感器運(yùn)行故障發(fā)生概率。傳感器催化元件被油污雜物、大量水汽封堵以后，傳感器受到撞擊，將會導(dǎo)致傳感器獲取數(shù)值與現(xiàn)場監(jiān)控?cái)?shù)值之間產(chǎn)生較大偏差。其中廣泛應(yīng)用載體催化傳感技術(shù)消耗成本較低，但是實(shí)際性能相對落后，在運(yùn)行中會出現(xiàn)諸多不穩(wěn)定要素。應(yīng)用傳感器展開測量活動，通風(fēng)環(huán)境對傳感器測量會產(chǎn)生較大影響，會導(dǎo)致傳感器測量精確性降低[1]。

1.2 監(jiān)控設(shè)備抗干擾能力亟需增強(qiáng)

在井下生產(chǎn)作業(yè)中，實(shí)際作業(yè)環(huán)境較狹窄，磁場干擾以及強(qiáng)電場將會對傳感器運(yùn)行產(chǎn)生較大負(fù)面影響，導(dǎo)致傳感器難以穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)前傳感器實(shí)際輸出信號大多較為微弱，加上井下存有諸多耗能設(shè)備，且設(shè)備運(yùn)行功率損耗較大。多類大功率設(shè)備在感性負(fù)載啟停過程中會產(chǎn)生較大的尖脈沖干擾。加上井下監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際交流動力、信號電纜與長巷道處于相同走向敷設(shè)，會出現(xiàn)搭接共鉤問題。其中信號電纜實(shí)際屏蔽處理不規(guī)范，將會產(chǎn)生諸多干擾問題。

1.3 監(jiān)測傳感器覆蓋范圍受限，監(jiān)測設(shè)備智能化程度較低

在采礦生產(chǎn)井下操作環(huán)境復(fù)雜程度較高，在多項(xiàng)環(huán)境參數(shù)監(jiān)控過程中要注重對CO以及CH4氣體集中關(guān)注。部分礦井對于多數(shù)危害氣體監(jiān)控屬于離散點(diǎn)監(jiān)測，對于各個(gè)重點(diǎn)區(qū)域缺乏有效監(jiān)控。實(shí)際獲取信息數(shù)據(jù)單一化程度嚴(yán)重，對傳感器自身運(yùn)行現(xiàn)狀以及完好情況難以集中判斷。加上和分站連接過程中主要是通過各類電纜對接，難以實(shí)現(xiàn)自組網(wǎng)，加上井下環(huán)境相對復(fù)雜，容易受到布線空間影響，各個(gè)傳感器之間難以對接通訊?，F(xiàn)場技術(shù)人員在傳感器獲取中，對于多項(xiàng)數(shù)據(jù)僅僅只能通過觀察以及聲光信號判定，現(xiàn)場交互能力不足將會導(dǎo)致系統(tǒng)安全保障能力降低。加上礦層開采過程中井下環(huán)境復(fù)雜性較高，多項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)保存中能有效對后續(xù)生產(chǎn)現(xiàn)狀集中指導(dǎo)。數(shù)據(jù)僅僅是應(yīng)用于作業(yè)情況分析，各類設(shè)備運(yùn)行參數(shù)與通風(fēng)環(huán)境參數(shù)與瓦斯監(jiān)測管理難以有效聯(lián)系，數(shù)據(jù)利用效率較低，將難以指導(dǎo)現(xiàn)場作業(yè)維護(hù)操作[2]。

2 瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)升級改造路徑探析

2.1 應(yīng)用新型傳感器且研發(fā)更多低成本傳感器

當(dāng)前在監(jiān)控系統(tǒng)升級改造過程中要注重全面推廣光譜傳感器，比如常見的激光甲烷、紅外甲烷等傳感器等。比如在激光傳感技術(shù)應(yīng)用中，半導(dǎo)體激光器波長能進(jìn)行有效調(diào)控。通過對電流量合理調(diào)控，促使其變化輸出得到有效控制，基于變化輸出電流方式能對波長有效控制，高效化完成監(jiān)控掃描任務(wù)。其中氣體能對光譜全面吸收，對氣體實(shí)施有效測量，還能研發(fā)更多穩(wěn)定系數(shù)較高的傳感器，實(shí)現(xiàn)多樣化監(jiān)測，自行診斷與校正，提高多項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。

2.2 強(qiáng)化瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)抗電磁干擾能力

在礦井下的生產(chǎn)過程中要注重規(guī)范化應(yīng)用各類大功率元器件以及電氣設(shè)備，其中弱電設(shè)備應(yīng)用中，比如各類監(jiān)控設(shè)備應(yīng)用將會受到強(qiáng)電磁干擾。將會導(dǎo)致監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行中諸多數(shù)據(jù)產(chǎn)生錯(cuò)誤，對分站情況產(chǎn)生影響。當(dāng)前要注重對礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造要求進(jìn)行分析，選用更多抗干擾應(yīng)用設(shè)備。對各類大功率設(shè)備、常用設(shè)備可靠距離集中控制，在項(xiàng)目現(xiàn)場安裝中要對二者之間間隔距離進(jìn)行控制[3]。

2.3 推動應(yīng)用多系統(tǒng)數(shù)據(jù)綜合平臺，提高數(shù)據(jù)傳遞效率

目前多數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行獨(dú)立性突出，功能相對單一，加上此類系統(tǒng)應(yīng)用中主要目標(biāo)就是對現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)以及設(shè)備參數(shù)集中控制，為礦井安全運(yùn)行提供更多參考依據(jù)。當(dāng)前全面實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合發(fā)展是重要趨勢，在升級改造過程中要注重將多項(xiàng)監(jiān)控信息在地面中心站集中匯總。對現(xiàn)有電纜整合利用，做好分站更換，確保各類系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享傳遞。在分站中設(shè)定了WiFi、Zigbee、RFID多類無線通訊接口，能保障新設(shè)備有效接入組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)有效拓展。

2.4 強(qiáng)化多系統(tǒng)兼容性發(fā)展以及大數(shù)據(jù)合理應(yīng)用

近年來隨著改造升級方案全面實(shí)施，各類接口逐步趨向于標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，各類通訊協(xié)議應(yīng)用逐步趨向于統(tǒng)一狀態(tài)。監(jiān)控系統(tǒng)中終端采集設(shè)備、系統(tǒng)應(yīng)用軟件以及系統(tǒng)平臺能趨向于相互兼容狀態(tài)。所以，為了能做好數(shù)據(jù)集中管理以及高效分析，要注重實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)兼容應(yīng)用。對井下環(huán)境參數(shù)、人員位置數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)等有效耦合。集中整合各項(xiàng)數(shù)據(jù)，能全面提升數(shù)據(jù)應(yīng)用安全性控制，對各類災(zāi)害預(yù)警控制數(shù)據(jù)更為精確。在各項(xiàng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用分析中能保障監(jiān)控系統(tǒng)從被動觀察轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃宇A(yù)警，這樣在各類災(zāi)害發(fā)生中能有效提醒工作人員快速撤離危險(xiǎn)地帶[4]。

3 結(jié)語

在采礦領(lǐng)域生產(chǎn)發(fā)展新時(shí)期，要注重做好智慧化礦井建設(shè)，做好監(jiān)控系統(tǒng)改造升級。在改造升級過程中，能推動傳感器智能化發(fā)展，對多項(xiàng)大數(shù)據(jù)集中整合利用。在數(shù)據(jù)采集、建模、分析以及安全預(yù)警中要注重引導(dǎo)更多專家參與其中。保障多項(xiàng)數(shù)據(jù)有效整合，對各項(xiàng)數(shù)據(jù)集中分析，實(shí)現(xiàn)綜合性控制，適應(yīng)安全監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展趨勢。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭曉霞，張少華，王紫民.煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題及改造研究[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2019（12）：154-155.

[2]張勇.煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題及改造研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2019（6）：157-158.

[3]武緒仁.煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題及改造研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018（7）.

[4]杜剛.煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題及改造研究[J].能源與節(jié)能，2018（1）：166-167+192.