煤礦安全綜合監(jiān)控的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)研究(1)

唐寧

摘要：煤礦開采作業(yè)環(huán)境復雜且惡劣，安全問題同時受地質因素、人為因素、機械設備等影響。傳統(tǒng)煤礦安全監(jiān)管的被動性較強且管控體系不完善，無法全面有效防控煤礦安全事故。建立綜合監(jiān)控的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)，實時跟進礦井作業(yè)人員的工作信息動態(tài)，密切注意地質環(huán)境變化及瓦斯和通風情況，構建主動安全防控體系，將有助于提高煤礦安全管理水平。本文首先概述了煤礦安全綜合監(jiān)控網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的價值、組成及主體功能，其次重點分析了井下人員定位監(jiān)控系統(tǒng)及瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)，希望能為相關企業(yè)提供一定參考。

關鍵詞：煤礦;網(wǎng)絡管理系統(tǒng);井下定位;瓦斯監(jiān)測

煤礦安全生產(chǎn)事關國計民生，既具有重大經(jīng)濟價值又具有重大社會價值，由于煤礦井下作業(yè)環(huán)境特殊，存在瓦斯泄露、底層突水、礦井坍塌等多種風險，不僅對煤礦企業(yè)的正常經(jīng)營和經(jīng)濟效益構成威脅，而且對作業(yè)人員的生命健康造成威脅。煤礦企業(yè)在安全管理中尤其要重視對井下人員的定位監(jiān)控和瓦斯監(jiān)測，為確保監(jiān)測數(shù)據(jù)精準，提高監(jiān)控工作效率，降低監(jiān)控成本，必須建立安全綜合監(jiān)控網(wǎng)絡管理系統(tǒng)，筆者就此進行以下分析和探討。

一、煤礦安全綜合監(jiān)控網(wǎng)絡管理系統(tǒng)概述

（一）價值意義

煤礦安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控網(wǎng)絡管理系統(tǒng)，以推進“裝備現(xiàn)代化、系統(tǒng)自動化、管理信息化”建設，實現(xiàn)煤礦增產(chǎn)增效為目的。安全監(jiān)控網(wǎng)絡管理系統(tǒng)以互聯(lián)網(wǎng)、智能化設備、電子通信技術等為依托，對煤礦作業(yè)環(huán)境及井下人員等進行集中、連續(xù)監(jiān)控，可以減少人力成本，提高了生產(chǎn)調度效率，加強風險防控，保證安全生產(chǎn)。

（二）系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)是一個綜合性安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，根據(jù)煤礦生產(chǎn)作業(yè)的特點具體分為環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、人員監(jiān)測管理系統(tǒng)、設備檢測系統(tǒng)、現(xiàn)場安全管理系統(tǒng)等。其中環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要包括：礦井中硫化氫、甲烷、瓦斯等易燃易爆氣體監(jiān)測，礦井離層及頂部應力監(jiān)測，地下水位監(jiān)測等;生產(chǎn)設備檢測主要是對監(jiān)測膠帶、電纜的溫度，以及設備振頻;人員監(jiān)測管理主要是井下人員定位;現(xiàn)場安全管理系統(tǒng)即對作業(yè)現(xiàn)場的無線通信進行監(jiān)測安全排查。[1]

（三）主體功能

煤礦安全綜合監(jiān)控網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的主體功能部分包括礦端監(jiān)控設備、傳輸網(wǎng)絡、以及集成安全控制中心（如圖1）。這些部分既相互獨立又緊密聯(lián)系，各功能部分內(nèi)部通信使用TCP/IP協(xié)議。礦端監(jiān)控設備處于工作第一線，實時采集煤礦現(xiàn)場信息;傳輸網(wǎng)絡建立礦端與監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)傳輸路徑，按照標準通信協(xié)議進行數(shù)據(jù)信息傳遞;控制中心屬于系統(tǒng)中樞，負責監(jiān)控指令發(fā)布，數(shù)據(jù)存儲處理、報警預警等。

二、煤礦井下人員定位監(jiān)控系統(tǒng)

井下人員定位系統(tǒng)借助GPS技術，通過反饋井下作業(yè)人員或車輛攜帶的無線識別卡電波信號來確定人員及車輛的具體位置及運動狀態(tài)，以及停留時間等。井下定位能夠對作業(yè)人員的工作狀況進行有效監(jiān)管，避免違規(guī)操作;同時可以有效避免監(jiān)管脫節(jié)。

（一）井下人員定位聯(lián)網(wǎng)

鑒于煤礦企業(yè)的網(wǎng)絡環(huán)境及傳輸線路的多樣性，目前井下人員定位的數(shù)據(jù)傳輸軟件通常采用IP數(shù)據(jù)包進行傳輸，以便于兼容不同網(wǎng)絡，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和及時性。

（二）系統(tǒng)主要功能

首先，定位系統(tǒng)的最大優(yōu)勢在于動態(tài)掌控和實時報警，通過對礦井作業(yè)人員的動態(tài)監(jiān)控、軌跡查詢，可以全面掌握人員作業(yè)狀態(tài)，為第一時間作出危險警示創(chuàng)造有利條件。實時監(jiān)控數(shù)據(jù)可以顯示全區(qū)井下作業(yè)人數(shù)，實時狀態(tài)，可以清晰顯示各礦點的名稱及位置，以及煤礦掉線情況等。其次，通過對人員運動軌跡的查詢和監(jiān)控，可以準確掌握人員出勤、操作等情況，對加強生產(chǎn)過程安全管理有較大幫助。另外，可實現(xiàn)實時報警?；诰氯藛T動態(tài)監(jiān)控，對作業(yè)人員的違規(guī)行為作出警示和警報。比如危險操作，進入限制區(qū)域、停留時間及人員密度超限等，以及設備存在故障時的報警，如定位分站故障、識別卡功能故障，視頻信號中斷等。

三、煤礦瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)

煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)是針對礦井現(xiàn)場的瓦斯情況進行的監(jiān)測監(jiān)控。通過監(jiān)測系統(tǒng)既可以全面了解礦井瓦斯環(huán)境，提前采取防控措施，還有利于提高生產(chǎn)調度效率和質量。其主要功能體現(xiàn)如下：

（一）GIS全局實時信息監(jiān)控

瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)配合GIS技術，將發(fā)生瓦斯風險的礦井直接呈現(xiàn)在控制中心大屏幕上。[2]當某一礦井發(fā)出瓦斯報警時，在控制中心的電子地圖上會將對應礦點標識為紅色或黃色，且報警緊急程度不同其顏色也有所不同，值班人員及安全管理者能夠及時發(fā)現(xiàn)。管理人員只需點擊對應的報警區(qū)域就可以直接跳轉到對應區(qū)域的井下通風系統(tǒng)，從而清楚地查看瓦斯數(shù)值、風機開停狀態(tài)等信息，準確找到故障癥結并進行及時處理。

（二）瓦斯數(shù)據(jù)分析

此系統(tǒng)包括監(jiān)測報表、趨勢分析兩個系統(tǒng)部分。首先，監(jiān)測報表分析系統(tǒng)對各礦井的傳感器數(shù)據(jù)進行詳細統(tǒng)計分析，以此判斷各傳感器的運行是否正常，并對異常數(shù)據(jù)予以分檢。同時從瓦斯超限報表中也能夠準確了解瓦斯超限情況，便于判明原因及時處理。[3]其次，趨勢分析系統(tǒng)按照一定的時間精度對傳感器采集到的瓦斯波動數(shù)據(jù)進行分析，探查瓦斯變化周期規(guī)律，波動原因及頻率等，通過系統(tǒng)分析和探查，可以提前預測瓦斯變化周期，便于指導安全生產(chǎn)。

結語

推廣使用煤礦安全生產(chǎn)安全綜合監(jiān)控的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)，加大對煤礦井下環(huán)境及人員作業(yè)的動態(tài)監(jiān)控，既有助于加強煤礦生產(chǎn)的風險控制，降低人員生命及企業(yè)經(jīng)濟損失，又可以提高管理效率和管理質量。系統(tǒng)建設中，各煤礦企業(yè)必須結合自身實際條件，靈活配置及選用技術和設備，以此達到最佳功效。

參考文獻

[1]亓校岳.煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2019（9）：217-219

[2]暴晶，張欣，朱謹，張凱.基于地理信息背景的煤礦安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)[J].電子世界，2017（10）：155-156+159

[3]王彩林.煤礦安全生產(chǎn)中瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的應用研究[J].當代化工研究，2020（12）：32-33