電子信息技術(shù)在礦山工程安全監(jiān)測中的應(yīng)用研究

李潤濤

摘 要：礦山工程的建設(shè)生產(chǎn)屬于高風險作業(yè)，因此必須緊緊抓好安全管理工作，以避免安全生產(chǎn)事故的發(fā)生，降低作業(yè)人員和工程企業(yè)的損失。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，礦山工程安全監(jiān)測工作中也越來越多地出現(xiàn)了電子信息技術(shù)的身影，為礦山工程安全監(jiān)測工作提供了更多便利的條件。本文圍繞電子信息技術(shù)在礦山工程安全監(jiān)測中的應(yīng)用議題，概述了礦山工程中電子信息技術(shù)發(fā)展的狀況，分析了礦山工程安全實際需求，最后論述了電子信息技術(shù)在礦山工程安全監(jiān)測中的具體應(yīng)用，供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：礦山工程;工程安全管理;監(jiān)測;電子信息技術(shù);技術(shù)應(yīng)用

1、引言

礦山作業(yè)是我國的高危職業(yè)之一，礦業(yè)工程作業(yè)過程中事故發(fā)生率很高，給現(xiàn)場工作人員和企業(yè)造成了巨大損失。為了提高礦山工程的安全管理水平，采用現(xiàn)代新技術(shù)和新設(shè)備來作為科技支撐成為礦山安全監(jiān)管工作的重要手段和途徑。近年來，在國家安全監(jiān)管部門的引導(dǎo)下，礦山工程中安全監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)的進程日益加快，大大提高了礦山工程安全生產(chǎn)和管理水平，有效降低了事故發(fā)生率，為礦山生產(chǎn)效益以及施工人員安全防護目標的實現(xiàn)奠定了強有力的技術(shù)支持。

2、礦山電子信息技術(shù)發(fā)展概況

礦山電子信息技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的典型代表是礦山安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)融入了多種現(xiàn)代化信息技術(shù)，如計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)等等，通過多種技術(shù)的集成和融合，使礦山工程生產(chǎn)中的各個節(jié)點得到實時監(jiān)控，對現(xiàn)場作業(yè)人員所處的環(huán)境變化和生產(chǎn)設(shè)備運行的狀態(tài)進行信息的監(jiān)測，盡早發(fā)現(xiàn)工程生產(chǎn)中的風險隱患，及早扼殺掉隱患，從而更加科學高效地避免礦山工程事故發(fā)生，確保礦山工程生產(chǎn)安全有序進行。常見的礦山安全監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)主要的功能體現(xiàn)在數(shù)字化傳輸方面、異地斷電方面、聲光報警方面、系統(tǒng)融合聯(lián)動方面以及大容量數(shù)據(jù)的儲存方面。這些功能都是礦山電子信息技術(shù)發(fā)揮出的綜合技術(shù)優(yōu)勢體現(xiàn)。但是隨著礦山工程難度日益提升，以及國家對礦山工程安全生產(chǎn)要求標準日益提高，礦山企業(yè)必須進一步加強生產(chǎn)安全監(jiān)測技術(shù)水平，以滿足礦山實際安全管理的需求以及國家安全監(jiān)管部門的要求。目前，礦山企業(yè)的安全監(jiān)測系統(tǒng)雖然已經(jīng)具備，但是在應(yīng)用過程中仍舊存在一些問題，難以滿足現(xiàn)代化礦山企業(yè)的發(fā)展需求，需要從業(yè)人員正視和改進。比如在傳感器方面存在穩(wěn)定性差、靈敏度低、使用壽命短、設(shè)備發(fā)生故障率高的問題，由于傳感器是安全監(jiān)測系統(tǒng)中十分關(guān)鍵的設(shè)備，因此傳感器存在技術(shù)性功能低的問題嚴重制約了礦山工程安全監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。又如，安全監(jiān)測系統(tǒng)在診斷功能方面不夠完善，僅能滿足部分診斷的需求，還有些在線故障診斷難以實現(xiàn)，一些設(shè)備缺乏自身的診斷功能，而且設(shè)備的維護較困難，在詳細判斷故障性質(zhì)、故障發(fā)生的區(qū)域位置以及故障設(shè)備或元件的準確定位方面還需要更加先進的技術(shù)。另外，礦山工程生產(chǎn)中，很多礦山企業(yè)具備了安全監(jiān)測系統(tǒng)，但是由于缺乏專業(yè)的技術(shù)維護人員，導(dǎo)致安全監(jiān)測系統(tǒng)不健全，很多設(shè)備缺乏應(yīng)有的校準，設(shè)備無法正常使用，這些問題也導(dǎo)致礦山工程的安全監(jiān)測系統(tǒng)難以保持正常運行。

3、礦山工程安全監(jiān)測需求分析

結(jié)合現(xiàn)階段礦山工程安全監(jiān)測的實際狀況，在安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中還需要進一步滿足以下需求。

首先是監(jiān)測設(shè)備具備更強的綜合性能。對礦山工程生產(chǎn)作業(yè)的高危環(huán)節(jié)具備高寬廣的監(jiān)測范圍，監(jiān)測的內(nèi)容應(yīng)更加豐富，設(shè)備監(jiān)測的靈敏度更高。

其次是傳感器設(shè)備應(yīng)具有更高的穩(wěn)定性，能夠適應(yīng)礦山工程的各種惡劣生產(chǎn)環(huán)境。

其三安全監(jiān)測系統(tǒng)能夠具備數(shù)字技術(shù)，能夠及時準確完整高效地對采集的信息數(shù)據(jù)進行傳輸，避免信息在傳輸?shù)倪^程中受到電磁干擾。

其四安全監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換，通過統(tǒng)一的控制中心實現(xiàn)各個系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)的共享，滿足數(shù)據(jù)開發(fā)和利用的需求，實現(xiàn)控制中心統(tǒng)一進行指揮調(diào)度的目標以及各系統(tǒng)聯(lián)動報警的目標，提高礦山工程生產(chǎn)管理的安全性。

其五礦山工程安全監(jiān)測系統(tǒng)中具備對系統(tǒng)設(shè)備的自檢功能，能夠在設(shè)備自身性能出現(xiàn)異常時發(fā)出相應(yīng)的警報，實現(xiàn)對設(shè)備故障信息的數(shù)據(jù)分析和實際處理。

4、電子信息技術(shù)在礦山工程安全監(jiān)測中的具體應(yīng)用

目前，電子信息技術(shù)在礦山工程安全監(jiān)測中主要的應(yīng)用體現(xiàn)是安全監(jiān)控系統(tǒng)及其完善。安全監(jiān)測系統(tǒng)的主要包括地面中心站、井下監(jiān)控分站、網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)、傳感器。實際應(yīng)用中，系統(tǒng)通過對礦山工程作業(yè)的各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)測監(jiān)控點的設(shè)計，主要包括視頻監(jiān)測系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)、井下巖層位移和應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)、地表沉降監(jiān)測系統(tǒng)。

視頻監(jiān)測系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)前端攝像機采集現(xiàn)場信號，信號通過TCP/IP協(xié)議利用以太網(wǎng)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，然后對礦山的各個生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)進行視頻的實時監(jiān)控。視頻監(jiān)測系統(tǒng)必須保證視頻的清晰度，地下作業(yè)環(huán)境需要具備夜視功能。

環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要是對礦上井下作業(yè)中的有毒有害氣體進行進行監(jiān)測，需要實現(xiàn)24小時不間斷監(jiān)測效果。當有毒有害氣體的濃度超過設(shè)定的標準范圍時，系統(tǒng)自動發(fā)出警報信號。如通風監(jiān)測系統(tǒng)對風速、風壓、風機的參數(shù)進行監(jiān)測。風速傳感器一般設(shè)置在井下總回風巷以及各個分段的回風巷，風壓傳感器一般設(shè)置在通風機處，風機起閉傳感器一般設(shè)置在風機電機靠近風機的主回路上。

關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)是對風機、水泵以及提升系統(tǒng)等設(shè)備的監(jiān)控，對開關(guān)量和水位實現(xiàn)精準監(jiān)測。當井下水位超過設(shè)定的標準時啟動警報信號，便于及時處理危險狀況。

井下巖層位移和應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)是對開采過程中的礦柱和巷道應(yīng)力進行監(jiān)測，使井下為巖層位移變化情況能夠被及時獲知，從而根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析結(jié)果來判斷采空區(qū)頂板的沉降情況、頁巖開裂破壞情況以及頂板巖體的冒落情況，盡早采取防護應(yīng)對措施。

地表沉降監(jiān)測系統(tǒng)中含有高精度測量儀器，利用棱鏡技術(shù)對礦山開采過程中巖層位移或沉降的情況進行監(jiān)測。通常在采空區(qū)中心位置向外圍按照200m*200m的網(wǎng)格進行監(jiān)測點位的布設(shè)，同時在一些重點地表構(gòu)筑物附近適當增加監(jiān)測點。監(jiān)測系統(tǒng)的基準點位位于巖石位移界限范圍之外的安全區(qū)域內(nèi)，一般設(shè)置兩到三處，其中一個作為定向點位，通過基準點位和監(jiān)測點位來對采礦巖石的位移和沉降情況進行監(jiān)測，從而根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)分析結(jié)果對沉降趨勢做出預(yù)警。

5、結(jié)語

綜上所述，在礦山工程的安全監(jiān)測系統(tǒng)中，電子信息技術(shù)與其他自動化技術(shù)的融合越來越緊密。未來，隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，礦山工程安全監(jiān)測系統(tǒng)也將更加完善，在保障礦山工程生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效益方面發(fā)揮出越來越多的潛能。

參考文獻

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