煤礦安全監(jiān)控技術(shù)與監(jiān)控系統(tǒng)的分析

郭嘉 王張科

摘要：科技的發(fā)展進步提升了煤礦安全監(jiān)控技術(shù)的水平，監(jiān)控系統(tǒng)的性能愈加完善，實現(xiàn)了對礦井安全生產(chǎn)全過程的全面覆蓋。隨著煤礦開采規(guī)模的不斷擴大，越來越多大型、先進、智能的機械被應用到生產(chǎn)過程中，隨之對煤礦安全生產(chǎn)提出了更嚴格的要求，所以應結(jié)合煤礦實際情況，加強對安全監(jiān)控技術(shù)與監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整，使其能夠滿足現(xiàn)代化煤礦安全生產(chǎn)的需要，為當代礦井的高效生產(chǎn)保駕護航。

關(guān)鍵詞：礦井開采;安全監(jiān)控;監(jiān)控技術(shù);監(jiān)控系統(tǒng)

分類號：TD76

引言

煤礦開采過程存在的風險因素較多，為保障煤礦開采能夠安全高效的進行，做好煤礦井下作業(yè)每一生產(chǎn)環(huán)節(jié)的安全管理至關(guān)重要。煤礦開采大多在地下完成，作業(yè)環(huán)境惡劣且復雜多變，各類安全事故時有發(fā)生，嚴重危害到施工人員的人身安全及煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率。因此必須構(gòu)建覆蓋整個井下作業(yè)的安全監(jiān)控系統(tǒng)，為管理人員全面了解現(xiàn)場施工動態(tài)提供依據(jù)，同時應加強對安全監(jiān)控技術(shù)的創(chuàng)新，實現(xiàn)對監(jiān)控系統(tǒng)的改造升級，以便為改進和優(yōu)化安全管理方案提供支撐。

一、煤礦安全監(jiān)控技術(shù)與監(jiān)控系統(tǒng)的作用

1.保障礦井生產(chǎn)安全

礦井能夠安全有效的開展各項日常作業(yè)是實現(xiàn)礦井正常運營的基礎，礦井的生產(chǎn)能力是反應礦井盈利的重要指標。一個礦井能否實現(xiàn)理想的生產(chǎn)目標，首要的問題是就是保證安全生產(chǎn)。煤礦開采處在一個復雜多變的環(huán)境中，地質(zhì)條件變化、瓦斯?jié)舛?、煙霧等因素都有可能給正常生產(chǎn)帶來影響，所以必須借助安全監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對井下作業(yè)的全過程監(jiān)管，采用先進的安全監(jiān)控技術(shù)對煤礦瓦斯、一氧化碳、周圍環(huán)境進行實時的監(jiān)控;在生產(chǎn)工作區(qū)域主要位置，安裝視頻設備實現(xiàn)對生產(chǎn)全過程的動態(tài)反饋，為管理人員全面了解施工動態(tài)提供依據(jù)，通過視頻內(nèi)容排查可能影響安全生產(chǎn)的危險源等，降低各種風險因素對生產(chǎn)的影響。

2.實現(xiàn)對運輸設備的安全監(jiān)管

煤礦生產(chǎn)過程中的運輸、提升、傳送等環(huán)節(jié)都離不開鋼絲繩和皮帶，他們在長時間的使用過程中容易產(chǎn)生疲勞及破損現(xiàn)象，為保障生產(chǎn)安全必須及時對皮帶及鋼絲繩進行相應維護，嚴重時需要更換。礦井管理人員及操作員如何掌握鋼絲繩和皮帶的維護時間，才能避免由于維護不當導致的資源浪費問題或生產(chǎn)安全問題，這一問題可通過安全監(jiān)控系統(tǒng)有效解決。在運輸、提升等設備上安裝實時監(jiān)測設備，由計算機對收集到的相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析，將數(shù)據(jù)整合后提供給管理人員，管理人員以此為依據(jù)合理確定皮帶及鋼絲繩的維護方案，這樣既可節(jié)省生產(chǎn)成本又降低了安全問題的發(fā)生概率。目前煤礦生產(chǎn)中常用的監(jiān)測傳送帶及鋼絲繩的技術(shù)為弱磁監(jiān)測技術(shù)，該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對鋼絲繩及傳送帶的實時監(jiān)測及預報。

3.保障煤礦生產(chǎn)過程中的供電安全

現(xiàn)代化的煤礦生產(chǎn)，呈現(xiàn)出明顯的機械化、自動化特征，越來越多的自動化、智能化儀器被應用到礦井生產(chǎn)中，提升了礦井開采效率和自動化水平。種類和數(shù)量都非常多的機械設備在運行過程中離不開電力系統(tǒng)的支持，由于礦井生產(chǎn)的特殊性，加上復雜的環(huán)境，使得礦井用電存在一定的危險性，同時電氣設備均要采用防爆型，防爆措施也不容忽視，因此生產(chǎn)過程中的安全隱患也隨之增多。建立礦井供電系統(tǒng)安全監(jiān)測系統(tǒng)可實現(xiàn)對礦井用電電壓及電流等數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測，一旦監(jiān)測到電流、電壓等數(shù)據(jù)超出正常范圍，監(jiān)控系統(tǒng)會立即發(fā)出警報，管理人員會根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)反饋的信息做出及時應對，從而做到防患于未然。

二、煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的組成

1.數(shù)據(jù)采集監(jiān)測系統(tǒng)

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集監(jiān)測系統(tǒng)主要是收集煤礦生產(chǎn)過程中的各項動態(tài)數(shù)據(jù)，將其經(jīng)過相應的傳輸渠道傳送至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)終端，為管理者更好的開展管理提供數(shù)據(jù)支撐。數(shù)據(jù)采集由安裝在相關(guān)位置的傳感器完成，再由專用線路傳遞到監(jiān)測分站，然后經(jīng)過層層傳送，最終傳送至安全監(jiān)控數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)終端，終端對數(shù)據(jù)進行相應的處理、分析、整合， 再反饋給監(jiān)測分站。

2.人員定位系統(tǒng)

煤礦人員定位系統(tǒng)主要由無線信號塔、井下基站、網(wǎng)絡接口、環(huán)網(wǎng)設備、以及定位終端組成，井下每個人根據(jù)其從事工作的不同都有其相應的頻道參數(shù)，無線信號塔將采集到的頻道參數(shù)傳送到網(wǎng)絡接口，再由環(huán)網(wǎng)設備對其進行轉(zhuǎn)碼，然后發(fā)送給定位終端系統(tǒng)，在定位終端系統(tǒng)可監(jiān)測到井下人員的具體工作動態(tài)。

3.視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)分為地面監(jiān)控系統(tǒng)和井下監(jiān)控系統(tǒng)。地面監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對象是地面生產(chǎn)活動及安全行為。井下監(jiān)控系統(tǒng)的工作條件相較于地面監(jiān)控系統(tǒng)要復雜的多，該系統(tǒng)由防爆攝像機、網(wǎng)絡接口、環(huán)網(wǎng)設備以及監(jiān)視設備終端等組成，防爆攝像機用來收集井下作業(yè)各項數(shù)據(jù)，由網(wǎng)絡接口將其傳送到環(huán)網(wǎng)設備，對數(shù)據(jù)進行相應的處理，最終將圖像顯示在視頻監(jiān)控終端，由監(jiān)控終端根據(jù)數(shù)據(jù)反饋結(jié)果做出行預判和預警。

三、煤礦常用的安全監(jiān)測技術(shù)

1.紅外傳感監(jiān)測瓦斯技術(shù)

紅外線吸收光譜的原理對監(jiān)測礦井瓦斯具有良好的應用效果，所以利用紅外線技術(shù)構(gòu)建煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效拓展監(jiān)測范圍，并能提供精準的監(jiān)測結(jié)果。礦井內(nèi)的瓦斯?jié)舛纫坏┏稣７秶?，就會危及到井下作業(yè)人員的人身安全，紅外傳感監(jiān)測技術(shù)可在25秒之內(nèi)獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)，且監(jiān)測過程不易受外界環(huán)境干擾，將該技術(shù)融入礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)后，可實現(xiàn)自動報警，自動斷電等功能，有效保障礦井安全。

2.互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)高效的傳輸及處理數(shù)據(jù)提供了便利，該技術(shù)的應用使得數(shù)據(jù)傳輸處理速度大幅度提升。該技術(shù)的核心是以太網(wǎng)技術(shù)，主要應用于礦井安全監(jiān)測系統(tǒng)的傳輸層，能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)準確快速的傳輸，目前以太網(wǎng)的傳輸速度已達到10G，在礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)中運用時可靠性強極高，避免了誤報、漏報現(xiàn)象的發(fā)生。

結(jié)語

煤礦安全監(jiān)控技術(shù)及監(jiān)控系統(tǒng)在指導和保障煤礦安全生產(chǎn)方面發(fā)揮了重大作用。在實際使用過程中，相關(guān)人員要加強對煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的維護與管理，結(jié)合煤礦生產(chǎn)實際和安全管理需要，對安全監(jiān)控技術(shù)進行完善和提升，從互聯(lián)網(wǎng)、設備、操作人員等多角度入手，為拓展安全監(jiān)控技術(shù)及監(jiān)控系統(tǒng)的應用范圍而創(chuàng)造條件，從而使其更好的服務于煤礦安全生產(chǎn)。

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作者簡介：郭嘉（1994-）男，畢業(yè)于西安交通大學，電氣工程及其自動化專業(yè)，本科學歷，技術(shù)員，現(xiàn)任陜西陜煤韓城礦業(yè)有限公司桑樹坪二號井通風區(qū)技術(shù)員。

王張科（1994-）男，畢業(yè)于陜西能源職業(yè)技術(shù)學院，通風與安全專業(yè)，大專學歷，技術(shù)員，現(xiàn)任韓城礦業(yè)有限公司桑樹坪二號井通風管理部防突組防突技術(shù)員。

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