煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

鄭萌

神華新疆能源有限責(zé)任公司生產(chǎn)服務(wù)中心 新疆烏魯木齊 830027

我國是煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)的大國，伴隨著煤炭資源的開采，我國淺部煤炭資源逐步枯竭，煤炭開采逐漸向深部延伸，煤礦自然災(zāi)害也慢慢增多。為了減少礦井災(zāi)害的發(fā)生，許多專家正在研究無人化智能精準(zhǔn)的開采技術(shù)，而技術(shù)的關(guān)鍵就是監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)。近年來，我國的煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)取得了很大進(jìn)步，不僅能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)井下的各種參數(shù)，提高煤礦安全生產(chǎn)，而且當(dāng)災(zāi)害事故發(fā)生或者即將發(fā)生時(shí)，能夠進(jìn)行預(yù)判，提高了安全管理的效率。

1 煤礦安全中監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)的重要性分析

煤炭生產(chǎn)工作絕大部分在地下施工，煤炭生產(chǎn)工作大部分存在著一定的特殊型和風(fēng)險(xiǎn)性，其不僅有著地面作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)因素，同時(shí)也有著地下工作特殊性風(fēng)險(xiǎn)，一旦對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)質(zhì)量不好，較為容易出現(xiàn)較多的安全生產(chǎn)事故。并且，煤礦生產(chǎn)以及采掘容易受到諸多環(huán)境的影響，導(dǎo)致其外部條件以及生產(chǎn)時(shí)間出現(xiàn)著一定的差異，對(duì)煤炭生產(chǎn)以及采掘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)有著一定的不確定性，比如說只依據(jù)普通測(cè)評(píng)形式較為容易忽視諸多潛在風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致了煤礦開采中存在著一定安全風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)用現(xiàn)代化先進(jìn)的監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)性安全風(fēng)險(xiǎn)做好檢測(cè)工作，可以避免安全事故的出現(xiàn)，保證煤礦生產(chǎn)以及采掘工作的安全推進(jìn)[1]。

2 安全監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)主流的安全監(jiān)控系統(tǒng)主要由中心站部分（主機(jī)、備機(jī)、監(jiān)控軟件、SQLServer 數(shù)據(jù)庫、打印機(jī)、錄音電話、UPS 電源、電源避雷器）、數(shù)據(jù)傳輸部分（網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、通信光纜）、數(shù)據(jù)采集部分（監(jiān)控分站、區(qū)域控制器、防爆電源）、終端感知部分（各種傳感器、報(bào)警器、饋電斷電器）等設(shè)備組成。系統(tǒng)主通訊采用“以太環(huán)網(wǎng)平臺(tái)+總線”架構(gòu)傳輸方式，從終端感知部分至中心站部分，中間經(jīng)過監(jiān)控分站、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，形成三級(jí)架構(gòu)傳輸模式。系統(tǒng)具有模擬量（甲烷、一氧化碳、溫度）和開關(guān)量（設(shè)備開停、饋電、風(fēng)門）的數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理、顯示、查詢、打印、報(bào)警和控制等功能，可實(shí)現(xiàn)甲烷超限聲光報(bào)警、斷電閉鎖和風(fēng)電閉鎖控制的作用。不同礦井由不同的部門（通風(fēng)科、調(diào)度室、機(jī)電科、生產(chǎn)科、信息中心）負(fù)責(zé)日常設(shè)備安設(shè)、調(diào)校、巡檢、故障處理等工作。

3 解決煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用問題的具體措施

3.1 定期進(jìn)行更新優(yōu)化

結(jié)合實(shí)際情況來對(duì)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行定期更新與優(yōu)化，并對(duì)其進(jìn)行升級(jí)改造，使其具備多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)與人員定位系統(tǒng)和井下通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，具體做法如下：

（1）使用數(shù)字化傳感器。為了確保煤礦生產(chǎn)的順利進(jìn)行，并充分發(fā)揮安全監(jiān)控系統(tǒng)的作用，可以為其配接多種制式的斷電器、報(bào)警器、傳感器等，以實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦各種環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，進(jìn)而達(dá)到對(duì)相關(guān)設(shè)備的有效控制。實(shí)際上，在傳統(tǒng)頻率型傳感器基礎(chǔ)上，數(shù)字式智能傳感器又增加了更遠(yuǎn)距離傳輸、心跳功能、支持熱插拔、自動(dòng)保護(hù)元件、自屬性上報(bào)、遙控修改地址、傳感元件故障自診斷等多種智能化功能，具有更穩(wěn)定、更智能、更安全的特點(diǎn)。

（2）自動(dòng)斷電、報(bào)警。用多CPU 處理模式來取代現(xiàn)有的單CPU 處理模式，這樣不僅可以使傳感器脈沖計(jì)數(shù)周期縮短，而且還可以借助計(jì)算機(jī)對(duì)井下傳輸?shù)母黝悢?shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比和分析。如果井下監(jiān)控設(shè)備出現(xiàn)聲光報(bào)警時(shí)，就需要維修作業(yè)人員做好撤離準(zhǔn)備，并及時(shí)制定檢修方案，避免各類事故的擴(kuò)大化。同時(shí)，還可以根據(jù)瓦斯超限持續(xù)時(shí)間、瓦斯?jié)舛却笮?、瓦斯超限范圍等，來?duì)不同的報(bào)警級(jí)別進(jìn)行設(shè)定，以達(dá)到分級(jí)響應(yīng)的效果。

（3）CAN 總線技術(shù)。通過與傳統(tǒng)串行總線進(jìn)行比較得知，CAN 總線技術(shù)的差錯(cuò)控制能力比較高，不僅可以實(shí)現(xiàn)高速率、遠(yuǎn)距離的信號(hào)傳輸，而且還具備完善的協(xié)議和規(guī)范，以確保安全監(jiān)控系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行[2]。

3.2 加強(qiáng)后期維護(hù)

整個(gè)后期維護(hù)的體系也需要得到改善，對(duì)于整個(gè)煤礦開采工作，煤礦企業(yè)的總負(fù)責(zé)人需要成立專門的管理部門，然后分成幾個(gè)小組負(fù)責(zé)，小組人數(shù)可以根據(jù)工作量來確定，每個(gè)小組中需要有一個(gè)負(fù)責(zé)人，作為負(fù)責(zé)人可以直接對(duì)全部小組中工作進(jìn)行管理，接著管理人員可以定期向總負(fù)責(zé)人匯報(bào)相關(guān)工作。

4 煤礦安全監(jiān)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析

4.1 三維可視化技術(shù)

三維可視化礦井模型包括的內(nèi)容有礦下全部地區(qū)的具體情況，可以給礦下排水以及通風(fēng)設(shè)施裝配帶來一定的依據(jù)，確保設(shè)施裝配的科學(xué)性，減去多個(gè)冗余環(huán)節(jié)，減少人力、財(cái)力消耗。此外應(yīng)用三維可視化礦井模型可以有安全事故期降低營(yíng)救的困難，也會(huì)最大程度降低營(yíng)救工作人員的工作量，確保營(yíng)救活動(dòng)可以提升高效率，保證有秩序推進(jìn)活動(dòng)，也會(huì)在最大程度上保證施工人員的安全。

4.2 多系統(tǒng)融合

多系統(tǒng)融合可以分為分站級(jí)融合，主要應(yīng)用了ARM 處理器，可以將各個(gè)系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)施通過自身的物力鏈路接入到融合分站中的各種通訊接口中，如此就可以做好多系統(tǒng)分站級(jí)融合工作。鏈路級(jí)融合指的是把各個(gè)系統(tǒng)中監(jiān)控設(shè)施通過相同鏈路接入到融合分站中，數(shù)據(jù)可以通過各個(gè)系統(tǒng)程度做好處置后在發(fā)向各個(gè)的監(jiān)控主機(jī)過程中。

5 結(jié)語

總而言之，目前的煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中還是存在著不少的問題，相關(guān)的管理人員需要盡快找到解決的措施，這樣一來，煤礦安全事故的數(shù)量才會(huì)有所下降。在實(shí)際的煤礦開采過程中，相關(guān)的管理人員需要優(yōu)化煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)性能，并且加強(qiáng)對(duì)這些監(jiān)控系統(tǒng)的后期維護(hù)，然后需要積極配合相關(guān)政府部門的檢查，如此，煤礦開采才能有安全保障，煤礦企業(yè)的收益也會(huì)有所增長(zhǎng)[3]。