基于無(wú)線通信的瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

徐榮麗，張?jiān)祈灒瑒⒉龑?/p>

(江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 句容 212400)

0 引言

在礦井開采過程中，瓦斯事故的出現(xiàn)不僅威脅到工作人員的人身安全，還給礦產(chǎn)開采工作的推進(jìn)造成了嚴(yán)重的阻礙。為切實(shí)降低瓦斯事故的出現(xiàn)概率，本研究以無(wú)線通信技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建了更為靈敏高效的無(wú)線監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，對(duì)礦井內(nèi)瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠有效保障煤礦開采工作的安全[1]。

1 瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)發(fā)展概述

1.1 瓦斯報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

在當(dāng)前的煤礦開采工作中，瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用在改善我國(guó)礦井開采安全狀況、保障人員人身安全等方面發(fā)揮了極為重要的作用。早在2007年，為了降低瓦斯事故出現(xiàn)的可能性，國(guó)家就要求所有的煤礦礦井都要在開采前安裝瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，這一情況的出現(xiàn)給我國(guó)瓦斯報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展提供了有效的支持。但對(duì)我國(guó)煤礦瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的具體應(yīng)用情況調(diào)查分析后可以發(fā)現(xiàn)，雖然國(guó)有煤礦中超過5 200處的礦井安裝了瓦斯監(jiān)控設(shè)備，但大部分瓦斯監(jiān)控設(shè)備已經(jīng)較為老舊，存在維護(hù)不善、帶傷運(yùn)行等問題；而私有煤礦中瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的安裝率不超過50%，這給煤炭資源的安全開采帶來了極大的隱患。近年來，隨著人們對(duì)煤礦開采安全問題關(guān)注，煤礦瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)迎來了新一輪的更新?lián)Q代與安裝。

1.2 瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)存在的不足

對(duì)當(dāng)前部分煤礦應(yīng)用的瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行研究分析后可以發(fā)現(xiàn)，報(bào)警系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一的通信協(xié)議、各安全系統(tǒng)處于相對(duì)封閉的狀態(tài)、系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)信息無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效共享、系統(tǒng)未能實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的聯(lián)網(wǎng)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井內(nèi)瓦斯?jié)舛鹊膶?shí)時(shí)監(jiān)控，降低了瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用安全性與可靠性。具體來說，當(dāng)前大部分瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家所用的通信協(xié)議多為自身專屬，市面上不同廠家的瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議的兼容，這增大了礦井內(nèi)各類報(bào)警系統(tǒng)信息交流的難度。

1.3 瓦斯異常變化規(guī)律分析

在瓦斯事故出現(xiàn)前，礦井內(nèi)往往會(huì)存在時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)的瓦斯異常變化，并且瓦斯異常這一情況大多出現(xiàn)在礦井工作面掘進(jìn)、采煤作業(yè)等環(huán)節(jié)當(dāng)中。在當(dāng)前的煤礦開采過程中，如果工作人員能夠在瓦斯異常初期就了解到這一情況，并及時(shí)應(yīng)用合適的處理方式對(duì)瓦斯異常變化進(jìn)程加以管控，就能夠切實(shí)降低瓦斯事故出現(xiàn)的可能性。但筆者對(duì)傳統(tǒng)的礦井安全管控系統(tǒng)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，大部分礦井管理人員，只有在工作面或者回風(fēng)巷中的安全監(jiān)控系統(tǒng)下屬的甲烷傳感器檢測(cè)數(shù)值超過預(yù)定值，并且斷電較長(zhǎng)時(shí)間后，才能發(fā)現(xiàn)礦井內(nèi)部存在的瓦斯異?，F(xiàn)象。比如，若礦井內(nèi)每個(gè)地點(diǎn)的瓦斯體積從原本的0.01%迅速上升至0.03%，盡管變化率較大，但這一變化未必會(huì)引起管理人員的注意。同時(shí)，受部分甲烷傳感器較為靈敏的影響，部分管理人員在對(duì)甲烷傳感器進(jìn)行校調(diào)時(shí)即便發(fā)現(xiàn)一些突變數(shù)據(jù)，往往也會(huì)將其當(dāng)作異常數(shù)據(jù)而忽略。例如，管理人員在發(fā)現(xiàn)傳感器測(cè)定的瓦斯體積分?jǐn)?shù)突然從0.01%一下跳到標(biāo)準(zhǔn)體積分?jǐn)?shù)2.00%時(shí)，第一反應(yīng)大多是傳感器出現(xiàn)問題，需要對(duì)其進(jìn)行校調(diào)處理。這一情況的出現(xiàn)在一定程度上增大了礦井內(nèi)部瓦斯事故出現(xiàn)的概率?，F(xiàn)階段，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯突變的有效判斷，人們需要采取合理措施。首先，礦井管理人員應(yīng)當(dāng)提升對(duì)異常數(shù)據(jù)的關(guān)注度；其次，應(yīng)用合適的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的礦井安全管控系統(tǒng)，可以降低傳感器信號(hào)傳輸過程中數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤這一情況的出現(xiàn)概率；最后，管理人員應(yīng)當(dāng)明確傳感器校調(diào)、瓦斯突變數(shù)據(jù)范圍，以識(shí)別兩者間的差異，并且應(yīng)通過避免無(wú)效數(shù)據(jù)參與校調(diào)工作的方式，切實(shí)保障礦井綜采工作人員的安全。

2 以無(wú)線通信為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的意義

近年來，為切實(shí)滿足人們對(duì)煤礦資源的需要，煤礦井下綜采作業(yè)的深度不斷增加，盡管這在一定程度上提高了煤礦的開采效率，但瓦斯逸出、粉塵爆炸等問題出現(xiàn)的概率也在不斷提升。這一情況的出現(xiàn)已經(jīng)對(duì)綜采作業(yè)的安全性造成了嚴(yán)重的威脅。面對(duì)上述情況，國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局公布了《煤礦安全規(guī)程》，要求在礦產(chǎn)資源開采過程中，企業(yè)必須安裝監(jiān)控系統(tǒng)。但部分煤礦安裝的監(jiān)控系統(tǒng)存在智能化水平低、網(wǎng)絡(luò)布線較為復(fù)雜、維護(hù)難度大等問題，智能監(jiān)控系統(tǒng)未能充分發(fā)揮自身的作用。現(xiàn)階段，為切實(shí)解決上述問題，本設(shè)計(jì)以無(wú)線通信技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建了一款更為靈敏、可靠的瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)能對(duì)當(dāng)前礦井內(nèi)部的瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)定，能及時(shí)將測(cè)定結(jié)果上傳給相關(guān)技術(shù)人員，其成為能切實(shí)提升當(dāng)前礦井瓦斯?jié)舛裙芸毓ぷ髻|(zhì)量的方式之一[1]。

3 以無(wú)線通信為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的方法

3.1 瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

為切實(shí)提升當(dāng)前煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安全性、高效性，在構(gòu)建瓦斯監(jiān)測(cè)警報(bào)系統(tǒng)時(shí)，本設(shè)計(jì)主要將無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于煤礦開采并以ZigBee與RS485總線為依據(jù)，構(gòu)建了基于MESH網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用過程中，該系統(tǒng)內(nèi)部擁有多個(gè)瓦斯監(jiān)控?zé)o線傳感器節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)不僅可以對(duì)礦井內(nèi)部瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行采集，還能將自身收集到的信息通過總線傳輸給相關(guān)工作人員，便于工作人員對(duì)煤礦瓦斯?jié)舛茸兓闆r進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3.2 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)

在實(shí)際應(yīng)用過程中，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)主要是由一些功耗較低、體積較小并且具有數(shù)據(jù)信息采集、處理、無(wú)線傳輸功能的傳感器節(jié)點(diǎn)組成。在實(shí)際使用過程中，節(jié)點(diǎn)主要由處理器、無(wú)線通信、傳感器與能量供應(yīng)這幾個(gè)模塊共同組成。其中，處理器模塊是整個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)的核心模塊，負(fù)責(zé)對(duì)各處傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，并對(duì)整個(gè)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行管控。無(wú)線通信模塊主要負(fù)責(zé)聯(lián)絡(luò)其他節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息的交互。傳感器模塊在使用過程中負(fù)責(zé)收集檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的信息，并將信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出。能量供應(yīng)模塊負(fù)責(zé)為整個(gè)系統(tǒng)提供滿足自身運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的能量。

3.3 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

該瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)主要由監(jiān)控地點(diǎn)的傳感器、地面監(jiān)控主機(jī)、無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)、LED顯示屏、聲光報(bào)警系統(tǒng)等部分組成。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，系統(tǒng)傳感器的采集節(jié)點(diǎn)主要由處理器的電路板與信號(hào)調(diào)理器電路板共同構(gòu)成。其中，處理器電路板主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與通信、信號(hào)調(diào)理器電路板則負(fù)責(zé)信號(hào)的采集與調(diào)理。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)者可以用TI公司的cc2430芯片作為硬件系統(tǒng)采集節(jié)點(diǎn)的控制器與射頻收發(fā)器，該芯片在實(shí)際使用過程中可以完成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)通信。同時(shí)，傳感器的采集節(jié)點(diǎn)的控制主要由8051內(nèi)核完成，該內(nèi)核與傳感器相互合作，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的采集并可將礦井內(nèi)的環(huán)境參數(shù)以電壓電流、電阻等可測(cè)得的形式進(jìn)行傳輸。

基于無(wú)線通信設(shè)計(jì)的瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，要想進(jìn)一步提升系統(tǒng)監(jiān)測(cè)瓦斯?jié)舛鹊臏?zhǔn)確性，選擇合適的瓦斯采集傳感器很有必要。本文在設(shè)計(jì)過程中所采用的瓦斯?jié)舛炔杉岸藶镸JC4/3.0L載體催化元件，將載體催化元件接入煤礦瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)中，可以保證載體催化元件的效用得以充分發(fā)揮，如圖1所示。在實(shí)際應(yīng)用過程中，傳感器可以通過熱催化的方式實(shí)現(xiàn)瓦斯氣體的探測(cè)。具體來說，瓦斯傳感器內(nèi)部含有催化元件，如果探頭氣室內(nèi)并不存在瓦斯氣體，那么瓦斯傳感器的電橋?qū)⒈３制胶猓藭r(shí)不會(huì)輸出電信號(hào)；若探頭氣室內(nèi)存在瓦斯氣體，那么受熱催化反應(yīng)的影響，電橋?qū)⑹テ胶?，輸出電信?hào)，輸出的電信號(hào)大小與氣體濃度之間成正比例關(guān)系。需要注意的是，由于傳感器輸出的監(jiān)測(cè)信號(hào)數(shù)值相對(duì)較小，單位為mV，這種情況不利于后續(xù)設(shè)備檢測(cè)與操作，因此設(shè)計(jì)人員需要先將電信號(hào)輸入到儀表放大器中進(jìn)行放大處理，再對(duì)電信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，以便微處理器將運(yùn)算后的數(shù)據(jù)通過射頻模塊進(jìn)行無(wú)線傳輸[2]。

圖1 瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)硬件接口

在瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)工作過程中，載體催化元件傳輸?shù)碾娦盘?hào)相對(duì)較小，僅用這一大小的電信號(hào)進(jìn)行信號(hào)通信，往往無(wú)法滿足信號(hào)傳輸對(duì)于通信距離的要求?，F(xiàn)階段為切實(shí)解決上述問題，設(shè)計(jì)者可以通過對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大的方式，增加信號(hào)的傳輸距離。在基于無(wú)線通信的瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)者可以在cc2430的基礎(chǔ)上增加cc2591功率放大器，從而達(dá)到優(yōu)化無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信功能的目的。

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井內(nèi)部瓦斯?jié)舛鹊膶?shí)時(shí)監(jiān)控，在構(gòu)建基于無(wú)線通信的瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)者可以用模糊PID對(duì)主控芯片cc2430進(jìn)行控制，并用P0_1輸出所需波形，以此控制電路電磁閥的開閉。在電磁閥控制電路工作過程中，若礦井內(nèi)的瓦斯氣體濃度超過安全生產(chǎn)范圍，那么電磁閥將關(guān)閉，抽排泵開始工作，將礦井內(nèi)的瓦斯氣體排出礦井。當(dāng)?shù)V井內(nèi)的瓦斯氣體濃度低于安全生產(chǎn)范圍時(shí)，電磁閥打開，抽排泵停止工作。

基于無(wú)線通信的瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)硬件與顯示屏以及聲光報(bào)警器相連接，在實(shí)際工作過程中，報(bào)警系統(tǒng)會(huì)將載體催化元件傳輸?shù)碾娦盘?hào)信息集中投影到LED屏上，便于工作人員及時(shí)觀測(cè)到礦井內(nèi)瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)。當(dāng)傳感器檢測(cè)到的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到警報(bào)后，報(bào)警系統(tǒng)會(huì)將數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)降孛嬷鳈C(jī)，由主機(jī)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，便于工作人員了解當(dāng)時(shí)的礦井瓦斯?jié)舛?，并制定科學(xué)合理的解決方案，切實(shí)保證工作人員的人身財(cái)產(chǎn)安全[3]。

3.4 軟件設(shè)計(jì)

在進(jìn)行基于無(wú)線通信的瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)軟件的開發(fā)環(huán)境為IAR Embedded Workbench，主要工作內(nèi)容包括無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集節(jié)點(diǎn)與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)接收節(jié)點(diǎn)這兩部分的軟件設(shè)計(jì)。其中，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集節(jié)點(diǎn)在工作過程中可以通過瓦斯傳感器對(duì)礦井內(nèi)部瓦斯氣體的濃度值進(jìn)行采集，再通過RF模塊接收節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)牡刂分噶?，最后由采集?jié)點(diǎn)對(duì)地址信息進(jìn)行判斷，明確這一信息與自身設(shè)置的地址是否相同。若兩者相同，則采集節(jié)點(diǎn)將采集到的瓦斯氣體濃度信息通過射頻模塊傳輸給接收節(jié)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)模糊PID控制電磁閥開閉的有效控制，設(shè)計(jì)者可以在設(shè)計(jì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集節(jié)點(diǎn)軟件時(shí)，為其添加瓦斯?jié)舛瓤刂乒δ?。在進(jìn)行無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)接收節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)時(shí)，無(wú)線傳感器接收節(jié)點(diǎn)一方面可以通過串口接收上位機(jī)傳輸?shù)闹噶?，并將這一指令信息通過無(wú)線通信模塊傳輸給無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集節(jié)點(diǎn)；另一方面可以接收指定采集節(jié)點(diǎn)發(fā)來的瓦斯?jié)舛刃畔ⅲ⒂脭?shù)碼管將濃度展示出來，同時(shí)還可以通過串口將采集節(jié)點(diǎn)發(fā)來的瓦斯?jié)舛刃畔⑸蟼鹘o上位機(jī)。若瓦斯?jié)舛瘸^標(biāo)準(zhǔn)限制，系統(tǒng)則發(fā)出聲光報(bào)警，提示管理人員瓦斯?jié)舛冗^高。這種聲光報(bào)警的方式，可以使管理人員切實(shí)了解到井下瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)并及時(shí)掌握工作面瓦斯?jié)舛鹊淖兓闆r，以此為基礎(chǔ)判斷是否需要停止工作面的采礦作業(yè)，從而達(dá)到切實(shí)降低瓦斯事故出現(xiàn)的概率、提高采礦工作質(zhì)量的目的。

考慮到基于無(wú)線通信的瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)在運(yùn)作過程中每天產(chǎn)生的瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)達(dá)上萬(wàn)條，若用戶直接在原始時(shí)間數(shù)據(jù)上對(duì)瓦斯?jié)舛犬惓Ｇ闆r數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，那么工作效率將比較低。現(xiàn)階段，為切實(shí)解決這一問題，在構(gòu)建基于無(wú)線通信的瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)軟件系統(tǒng)時(shí)，用戶可以以時(shí)間序列為基礎(chǔ)，對(duì)瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)進(jìn)行分析。同時(shí)，為進(jìn)一步提高瓦斯異常情況監(jiān)控的準(zhǔn)確性，在構(gòu)建瓦斯警報(bào)系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)者可以先對(duì)當(dāng)前導(dǎo)致瓦斯報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)的數(shù)據(jù)特征進(jìn)行分析，并以此為基礎(chǔ)建立初步甄別瓦斯?jié)舛犬惓?bào)警信號(hào)的數(shù)學(xué)模型，以基于模式特征的K-近鄰檢測(cè)算法為基礎(chǔ)，對(duì)瓦斯報(bào)警類別加以甄別，降低數(shù)據(jù)對(duì)瓦斯參數(shù)信息異常報(bào)警信號(hào)的干擾，由系統(tǒng)自動(dòng)排除不符合報(bào)警規(guī)律的瓦斯數(shù)據(jù)異常信號(hào)，從而達(dá)到提高系統(tǒng)工作準(zhǔn)確率的目的[4]。

3.5 系統(tǒng)運(yùn)作方法

在實(shí)際應(yīng)用過程中，基于無(wú)線通信的瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)可以通過安全監(jiān)控系統(tǒng)中心站軟件完成對(duì)瓦斯?jié)舛鹊呐袛唷＞唧w來說，該系統(tǒng)的軟件具有校調(diào)識(shí)別功能，可以自動(dòng)過濾傳感器檢測(cè)到的無(wú)效數(shù)據(jù)，同時(shí)該系統(tǒng)在應(yīng)用過程中可以將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信息與瓦斯?jié)舛犬惓＞嫘盘?hào)模型進(jìn)行比對(duì)，在發(fā)現(xiàn)瓦斯?jié)舛犬惓：?，及時(shí)發(fā)出聲光警報(bào)，并將當(dāng)時(shí)的瓦斯?jié)舛扔蔑@示屏展示出來。為了保證該瓦斯報(bào)警系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，礦井方面可以通過專門組織工作人員對(duì)監(jiān)控報(bào)警信號(hào)進(jìn)行全天監(jiān)控的方式，在保證礦井瓦斯?jié)舛扔行Ч芸氐幕A(chǔ)上，由監(jiān)控人員依照工作程序?qū)ν咚巩惓Ｇ闆r進(jìn)行判定，在通知相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)人員、施工人員的同時(shí)，按照相關(guān)規(guī)定與領(lǐng)導(dǎo)指示對(duì)礦井作業(yè)活動(dòng)進(jìn)行通風(fēng)、停產(chǎn)、撤人等處理，從而為礦井作業(yè)活動(dòng)的安全推進(jìn)，以及作業(yè)人員的人身安全提供保障。

3.6 應(yīng)用效果

本文設(shè)計(jì)的基于無(wú)線通信的瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)以ZigBee與RS485總線為參照，以MESH網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，構(gòu)建了適合煤礦礦井中瓦斯?jié)舛瓤睖y(cè)工作的瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)。由于給水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中，內(nèi)部安裝了多個(gè)瓦斯監(jiān)控?zé)o線傳感器，這些傳感器在實(shí)際工作過程中，承擔(dān)著測(cè)定礦井內(nèi)部瓦斯?jié)舛葴y(cè)定以及將測(cè)定結(jié)果傳輸給相關(guān)工作人員的重任。由于這種瓦斯報(bào)警系統(tǒng)在構(gòu)建過程中應(yīng)用了高精度的敏感元件并可以通過總線實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)距離傳輸，因此這款瓦斯警報(bào)系統(tǒng)是一種瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)測(cè)定較為準(zhǔn)確，操作難度偏低的一種瓦斯?jié)舛缺O(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)礦井內(nèi)部瓦斯?jié)舛鹊膶?shí)時(shí)監(jiān)控，從而為礦井安全監(jiān)測(cè)工作朝著數(shù)字化、現(xiàn)代化可控管理方向的推進(jìn)提供了有效的支持。

3.7 應(yīng)用實(shí)例

某公司將該瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)用于某煤礦作業(yè)面，并對(duì)其應(yīng)用效果進(jìn)行為期3個(gè)月的考核，由工作人員集中對(duì)這3個(gè)月內(nèi)產(chǎn)生的13 075條瓦斯報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行甄別，并將甄別的結(jié)果錄入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，對(duì)語(yǔ)句分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果加以查詢。應(yīng)用實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在這些警報(bào)數(shù)據(jù)中，程序甄別的瓦斯超限警報(bào)共有927條，識(shí)別為傳感器校調(diào)的信號(hào)數(shù)量為10 860條，識(shí)別為干擾故障的為1 288條。工作人員對(duì)這些程序報(bào)警信號(hào)進(jìn)行識(shí)別后發(fā)現(xiàn)，瓦斯超限報(bào)警中信號(hào)中實(shí)際為瓦斯超限的信號(hào)僅有94條，剩余為校調(diào)、故障信息誤判，程序識(shí)別為傳感器校調(diào)的記錄。經(jīng)人工檢查發(fā)現(xiàn)，這些信號(hào)均為校調(diào)信號(hào)，程序識(shí)別為干擾故障的信號(hào)。有1 127條為干擾故障信號(hào)，剩余為校調(diào)誤判。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，本報(bào)警識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別正確率達(dá)到了92%，因此在礦井瓦斯報(bào)警過程中，該瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)有著較高的應(yīng)用價(jià)值[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前的礦井環(huán)境參數(shù)檢測(cè)過程中，構(gòu)建以無(wú)線通信技術(shù)為基礎(chǔ)的瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，不僅可以在礦井內(nèi)部瓦斯?jié)舛瘸霈F(xiàn)異常時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，便于相關(guān)技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行處理，還能通過對(duì)礦井內(nèi)部設(shè)備進(jìn)行斷電處理的方式，降低瓦斯事故出現(xiàn)的可能性，從而為礦井工作安全提供有效的保障。