淺談立井施工安全與監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)研究

畢慶龍

摘? 要：煤礦生產(chǎn)作業(yè)的前提是保障施工人員的安全。雖然目前的煤礦開采技術(shù)得到了發(fā)展，但立井施工仍然存在著安全隱患。在本文中，筆者詳細(xì)論述了保證立井施工安全的必要性，對目前被廣泛應(yīng)用在立井施工中的監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行了探討，并提出了相關(guān)管理建議。

關(guān)鍵詞：立井施工;監(jiān)控技術(shù);安全

分類號：TU50

引言

在表層煤炭資源逐漸枯竭的背景下，加深煤炭開采深度是煤礦工程的必然發(fā)展趨勢。目前，在礦井中對煤炭進(jìn)行挖采時，施工人員長時間處于高粉塵污染、噪音污染、有毒氣體污染的環(huán)境當(dāng)中，安全方面存在著諸多問題。對此，煤炭企業(yè)應(yīng)采取相應(yīng)的監(jiān)管辦法，避免安全隱患對施工人員在造成身體健康方面的損傷。

一、保證立井施工安全的必要性

煤礦資源被廣泛應(yīng)用于我國的工業(yè)發(fā)展當(dāng)中，為我國創(chuàng)造出了十分巨大的經(jīng)濟(jì)效益。隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，煤礦的需求量也在不斷上漲。在加強煤礦生產(chǎn)的同時，煤炭企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)層需要強化安全施工管理意識，將先進(jìn)的操作手段應(yīng)用到立井施工管理工作當(dāng)中。施工人員在對煤炭進(jìn)行開采時，經(jīng)常處于危險的施工環(huán)境當(dāng)中。受不同區(qū)域內(nèi)地質(zhì)環(huán)境的影響，礦井存在著不同情況的安全隱患。比如礦井坍塌隱患、瓦斯突出、粉塵大等等。長時間處于高危環(huán)境下作業(yè)，對施工人員的安全造成了威脅。

二、監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)對立井施工的監(jiān)控內(nèi)容

要杜絕安全事故的發(fā)生，堅決落實“安全生產(chǎn)”的施工要求，相應(yīng)的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)需要加強對立井施工流程的監(jiān)管。監(jiān)控入井人員的安全防護(hù)措施是否完善，一旦發(fā)現(xiàn)封口盤上有人，及時進(jìn)行警告。監(jiān)控立方吊桶的乘坐人數(shù)，堅決杜絕超載現(xiàn)象的發(fā)生。監(jiān)控封口盤的狀態(tài)，避免翻矸出槽影響封口盤的正常運行，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。監(jiān)控放炮排煙后井內(nèi)的氣體污染程度和爆破情況，避免瞎炮造成的安全事故。監(jiān)控井架、吊盤、井筒內(nèi)的施工環(huán)境、安全措施構(gòu)件，確保施工人員能夠在提升繩的支持下入井作業(yè)，提高施工的安全性。

三、確保立井施工安全采用的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)

1.粉塵監(jiān)測技術(shù)

立井處于地下深處，受煤炭結(jié)構(gòu)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響，在開采煤炭過程中所使用的機械設(shè)備會對地下結(jié)構(gòu)造成影響。在對立井井下進(jìn)行爆破作業(yè)時，不僅會影響周邊土體的結(jié)構(gòu)，還會產(chǎn)生大量的灰塵。這就造成了立井下灰塵量較大、空氣污染較為嚴(yán)重的問題發(fā)生。為了使施工人員避免長期在粉塵污染較嚴(yán)重的環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)，煤炭企業(yè)可以建設(shè)粉塵監(jiān)測系統(tǒng)。在立井外創(chuàng)建粉塵監(jiān)測站，及時對爆破區(qū)域內(nèi)的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。在監(jiān)測系統(tǒng)中設(shè)置粉塵污染臨界值，一旦監(jiān)測數(shù)據(jù)超過臨界值觸發(fā)報警裝置[1]。配合灑水降塵系統(tǒng)使用，在發(fā)出報警之后，灑水降塵系統(tǒng)開始自動作業(yè)，對工作環(huán)境進(jìn)行灑水處理。通過灑水，將粉塵用水包裹住，利用其重力將被水包裹的粉塵與空氣分離，降低施工環(huán)境中的粉塵污染。

2.毒害氣體監(jiān)測技術(shù)

在井筒內(nèi)進(jìn)行爆破作業(yè)時，大量的有毒氣體會被揮發(fā)擴(kuò)散到立井當(dāng)中，造成了嚴(yán)重的安全隱患。在對煤層、巖層進(jìn)行穿越作業(yè)時，立井中存在著瓦斯溢出、二氧化碳溢出等安全隱患。為了避免立井發(fā)生瓦斯爆炸等安全事故，煤炭企業(yè)需要在立井內(nèi)安裝氣體監(jiān)測系統(tǒng)。針對礦井內(nèi)易產(chǎn)生的有毒氣體，設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)測值，比如二氧化碳的濃度、一氧化碳的濃度、氧氣的濃度、溫度等等。借助傳感器對立井內(nèi)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，能夠保證施工人員的作業(yè)環(huán)境始終處于安全狀態(tài)下，對于保證環(huán)境安全施工有著積極的影響。此外，需要在立井內(nèi)部形成可靠的通風(fēng)系統(tǒng)。在通風(fēng)巷道中，安裝監(jiān)測分站。在此需要注意的是，安裝過程中需要注意監(jiān)測分站與巷道地板的距離不能少于三十厘米。使用電信號對監(jiān)測分站的傳感器進(jìn)行控制，以便技術(shù)人員及時得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)反饋，確保立井內(nèi)氣體環(huán)境始終維持在安全狀態(tài)下。

3.現(xiàn)場監(jiān)控技術(shù)

將視頻監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用到立井施工作業(yè)當(dāng)中，能夠?qū)α⒕畠?nèi)施工人員的工作情況進(jìn)行全方位的掌握[2]。為了及時發(fā)現(xiàn)安全隱患、避免施工人員在施工過程中使用不正確的操作技術(shù)，管理人員可以在立井內(nèi)布置紅外攝像儀進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控。在歷經(jīng)閘機、井口、吊盤等中保部位布置紅外攝像儀。選用具有人臉識別功能的攝像儀，將其布置在閘口位置，能夠有效防止無關(guān)人士進(jìn)入到作業(yè)區(qū)打擾工人正常施工。在翻矸平臺、井蓋門等位置布置攝像儀，確保立井內(nèi)重要部位能夠正常運行。此外，在吊盤部位安裝攝像裝置，全方位監(jiān)控井下施工人員的具體情況，及時發(fā)現(xiàn)施工中存在的安全隱患，并對其進(jìn)行及時處理，從而保證掘進(jìn)工作能夠順利、高效運行。

4.通訊平臺監(jiān)測技術(shù)

在立井作業(yè)期間，受空間、設(shè)備種類、電磁干擾等多方面的影響，井下施工人員與井上施工人員的通訊質(zhì)量并不高。為了盡可能及時的將井下信息調(diào)度到地面上，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞方式并不能夠滿足這項工作要求。對此，相關(guān)工作人員可以將無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋技術(shù)應(yīng)用到立井的通訊施工當(dāng)中。無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋技術(shù)具有超強的抗干擾能力，支持在短時間內(nèi)進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的傳輸。無線覆蓋技術(shù)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)通訊平臺使用，能夠避免立井下施工受復(fù)雜布線的干擾，消除線路故障隱患，從而保障施工能夠安全、高效的運行。

5.智能化監(jiān)控系統(tǒng)

立井內(nèi)存在的安全隱患較多，要做到對立井進(jìn)行全面監(jiān)測，就需要創(chuàng)設(shè)出相應(yīng)的平臺控制總系統(tǒng)。針對立井內(nèi)的監(jiān)控區(qū)域、監(jiān)控內(nèi)容，技術(shù)人員結(jié)合安全施工的相關(guān)要求，創(chuàng)設(shè)出囊括毒害氣體監(jiān)測系統(tǒng)、粉塵監(jiān)控系統(tǒng)、現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的綜合監(jiān)控系統(tǒng)。一般情況下，總系統(tǒng)內(nèi)的各個分系統(tǒng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，在發(fā)現(xiàn)檢測對象超出額定標(biāo)準(zhǔn)后，分系統(tǒng)進(jìn)行報警處理，并將信息數(shù)據(jù)傳遞到總控制平臺當(dāng)中。總控制平臺對分平臺的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析歸納，并及時對不同分系統(tǒng)下達(dá)相應(yīng)的指令。將智能化技術(shù)應(yīng)用到總控制系統(tǒng)當(dāng)中，確?？偙O(jiān)控系統(tǒng)能夠及時下發(fā)正確的操作指令[3]。

四、監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)中傳感器的具體應(yīng)用

1.用于監(jiān)測立井施工安全的傳感器類型

對于有害氣體、瓦斯?jié)舛鹊葍?nèi)容，人為監(jiān)控效果并不理想。使用相應(yīng)的技術(shù)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，能夠及時排查出立井內(nèi)的安全隱患，并對其進(jìn)行處理。選擇合適的傳感器類型，是保證監(jiān)控系統(tǒng)良好運行的前提。目前，常用于立井內(nèi)安全監(jiān)測系統(tǒng)中的傳感器類型主要有甲烷傳感器、氧氣傳感器、一氧化碳傳感器、溫度傳感器、光纖光柵傳感器等等。通常情況下，立井內(nèi)的掘進(jìn)工作面、封口盤下方需要設(shè)置甲烷傳感器，一氧化碳傳感器、溫度傳感器。同時，根據(jù)井內(nèi)施工需求，酌情安設(shè)風(fēng)機開停傳感器。不同類型的傳感器負(fù)責(zé)監(jiān)測井內(nèi)的氧濃度、甲烷濃度、溫度、風(fēng)機工作狀態(tài)等等，為維持井內(nèi)安全施工環(huán)境起到良好作用。

2.使用監(jiān)控傳感器的注意事項

不同類型的傳感器采用的監(jiān)測技術(shù)并不相同，其安裝方式、安裝注意事項也并不相同。需要根據(jù)立井內(nèi)施工的具體需求、傳感器的結(jié)構(gòu)對其進(jìn)行固定使用，并酌情為其制作固定桿、固定螺栓、固定彎桿等等。使用過程中，確保其接入電路是符合井內(nèi)施工要求的本安電路，同時要注意避免影響到立井內(nèi)原本安電路下電氣的參數(shù)。需要注意傳感器的安裝環(huán)境，避免在有爆炸性混合物、腐蝕性氣體附近安裝傳感器。

3.監(jiān)控傳感器的具體操作流程

根據(jù)指導(dǎo)方法對傳感器進(jìn)行安裝操作，確保其被正確的安裝在適合的位置。對其進(jìn)行檢驗操作，確保傳感器能夠正常運行。整合不同監(jiān)測布置點的監(jiān)測數(shù)居，確保數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r傳送到監(jiān)測系統(tǒng)當(dāng)中。同時，要確定監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)對監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行實時分析，根據(jù)其反饋數(shù)據(jù)，對井壁溫度變化、井內(nèi)氧濃度、井內(nèi)甲烷濃度、立井鋼筋應(yīng)變程度進(jìn)行分析。監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)傳感器傳達(dá)的數(shù)據(jù)，制作相應(yīng)的計算模型，將井內(nèi)的問題直觀反映出來，便于相關(guān)工作人員進(jìn)行深入分析。在分析相關(guān)模型時，相關(guān)工作人員能夠結(jié)合立井實際情況，采取系列處理措施，確保安全隱患能夠得到及時的清除，保證井下施工人員的安全。

五、結(jié)束語

綜上所述，加強對立井施工的安全管理是目前煤炭企業(yè)的第一要務(wù)。伴隨著立井井筒的不斷加深，施工設(shè)備、施工技術(shù)逐漸與世界接軌。將智能化的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用到立井施工的安全管理工作當(dāng)中，有助于為一線工人營造出安全、無污染的工作環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1]王賽龍.淺析立井過采空區(qū)安全快速施工技術(shù)[J].中小企業(yè)管理與科技（中旬刊），2020（01）：154-155.

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[3]婁湘峰.如何提高立井過空巷時的施工安全技術(shù)水平[J].山西建筑，2018，44（23）：93-94.

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