煤矿井下安全监测监控系统应用研究杜拴

煤矿井下安全监测监控系统应用研究杜拴

杜拴

国家能源集团神东煤炭集团乌兰木伦煤矿通风队内蒙古鄂尔多斯017205

摘要：近几年来，随着国家对煤炭行业安全问题的重视和企业自身现代化建设的要求，井下安全监测控制系统在我国大部分矿井都得到了广泛使用，形成了煤矿井上下顺畅的信息交流通道和可靠的安全预警机制。这不仅可以依靠及时准确的信息指挥生产，预防事故的发生，又能及时了解各种与安全生产及经营相关的信息，形成一个安全、生产、调度和管理的网络系统。在实际的应用过程中，监测监控系统通过实时监测环境参数、提供灾害预警数据、自动报警、断电闭锁等功能，实实在在地为煤矿企业的安全生产提供有力保障。

关键词：煤矿井下；安全监测；监控系统

1煤矿安全监控系统使用中存在的问题

1.1载体催化元件传感器易受影响

煤矿井下作业环境比较差，产生的粉尘多，入井设备需要有比地面更高水平的防护级别，同时井下部分地点还会因作业而产生H2S、SO2等有毒有害气体。这些气体及粉尘会引起监控设备零部件出现中毒、腐蚀或电路故障等情况，使传感器在井下工作时出现不可靠性的概率增加。当传感器催化元件被水汽、油污等液体封堵，或传感器受到猛烈撞击时，传感器检测输出的数值会与现场真实数值产生较大偏差。当前普遍采用的载体催化传感技术成本虽低，但性能较落后，在工作过程中会出现不稳定、零点漂移的情况，同时传感器在进行测量工作时，所处通风环境还会对传感器测量造成一定影响，进一步降低了传感器测量的准确度。

1.2监控设备抗干扰能力需要加强

由于日常开展井下作业时，作业空间环境比较狭小，一些强电场及磁场干扰源会对传感器造成比较严重的影响，这使得传感器不能正常工作。传感器的输出信号一般比较微弱（mV、mA级别），而井下的大功率、大耗能设备很多，特别是大功率感性负载的启停往往会产生几百伏甚至几千伏的尖脉冲干扰，同时井下监控系统的信号电缆与交流动力电缆往往与长巷道同走向敷设布置，会出现搭接共钩现象，如果信号电缆的屏蔽处理不到位，就会出现干扰情况。总体而言，监控信号的传输过程中信号的抗干扰能力比较弱。

1.3监测传感器无法全覆盖作业环境

煤矿井下现场作业环境复杂，一方面对于环境参数的监测只是重点关注于CH4和CO气体，而日常有毒有害气体的检查还包括NO2（经常由放炮后产生）、SO2（煤层自生或放炮产生）、H2S（煤层自生）和NH3，另一方面对于CH4气体的监测也只是基于离散点监测，规程只对通用重点区域进行了规定，其他日常作业地点未体现，未能实现关键区域环境气体的全部覆盖。

2煤矿井下安全监测监控系统的组成部分

项目引入德国PSI公司先进的管理理念和软件平台。结合交换机将一致的环网构建在矿井与地面，这种自动化监测监控系统能够结合调度监控中心及时地控制与监测矿井关键机电装置的工作现状与生产情况，这种系统结合网络防火墙、网络隔离等确保网络运行安全性。

2.1调度中心及其显示系统

作为煤矿管理工作者应通过调度指挥与监控矿井生产系统平台的矿井生产调度中心，从分掌握矿井生产运行的现状。生产调度中心监控网络涵盖软件系统以及硬件系统。结合调度室的监控软硬件装置向监控中心传输煤矿生产和安全监控系统的一系列数据信息，进而搜集和分析数据，结合电视视频系统的成像能够向地面传输矿井的实际现状，从而有助于管理工作者的生产决策与指挥，确保对一系列的灾害事故进行预防和处理，推动煤矿生产安全性的提高。

2.2人员定位系统

煤矿企业务必提高预防为主的事故防范意识，有效地体现固有科学技术的优势，创建矿井人员定位系统。具体而言，将定位基站安装在矿井的关键生产巷道，煤矿工人自身携带定位仪，在对基站进行定位的情况下，能够识别工人的身份信息，且在地面监控中心直接反馈信息。结合调度室的监控可以明确工人的生产劳动区域、工人的数目，在出现事故的情况下能够迅速定位工人活动的区域，从而有利于救援信息的提供，实现救援效率的提升，也可通过群呼功能驱使人员撤离。矿井人员定位系统统一了我国先进的传感器技术、通信技术、远距离识别技术，能够发挥人员定位、救援、考勤等一系列的作用。矿井人员定位系统具备考勤的作用，基站可以对工人的身份信息进行有效地识别，从而对工人所处的范围进行准确地定位。如果出现事故，那么能够结合这种系统明确矿井工人所处的区域和数目，以提供辅助救援的有效信息。为此，这种系统的特点是容易管理、便于操作、稳定、安全。矿井人员定位系统的智能化水平比较高，监测基站可以对经过基站的人员信息进行自动地识别和记录，结合网络传输及时地将信息传输至地面监控中心，监控中心能够分类汇总和整理信息。每位入井人员必须佩带定位系统识别卡，识别卡的信息涵盖工人的年龄、姓名、职务、部门等信息。将定位人员的基站安装在矿井巷道中，在该基站有工人经过的情况下，基站系统能够迅速地进行识别，这样，矿井调度室中能够收到工人的信息，结合调度室显示屏幕能够清楚工人通过的区域以及时间段。

3煤矿井下安全监测控制系统的应用以及维护

3.1明确安全监测监控系统的应用意义

对于煤矿生产而言，有的人不正确地认为安全生产应用监测监控系统没有太大的益处，还会起到不利影响作用，像是制约生产、中断生产、报警断电等情况的出现。因此，有的单位忽视了安全监测监控系统的应用，不支持和不配合开展的安监工作，有的单位还有意拖延或者是阻碍安全设备的安装。在完成仪器安装工作之后，也难以有效地应用以及维护，这不利于系统稳定和安全地运行。为此，煤矿企业的领导首先应清楚煤矿生产中安全监测监控系统的应用意义，安全监测监控系统能够在确保煤矿企业长时间、不间断稳定运行中实现非常大的社会效益以及经济效益。因此，在安装系统的初期，领导需要积极主动地教育和宣传，让所有的单位明确安全监测监控系统的功能，让广大的员工保持思想上的高度关注，从而有利于安装监控系统之后顺利地开展其它的有关事宜。

3.2清楚组织的领导

煤矿安全监测监控系统牵涉到比较广的方面，能够密切联系煤矿的所有部门。为此，对于安全监控机构的创建，所有的部门需要取得领导的支持，让具备安全监测专业化技术的监测人员、工程师进行安装。并且，针对管理安全监测监控系统而言，能够坚持责任清晰、划分范围、分班组的原则进行。

4结论

由于煤矿井下现场作业环境复杂，对监控设备的要求就会更高，同时也会制约矿井信息化的发展。但实现矿井综合自动化、信息化，实现智慧化矿井的建设，监控系统的改造升级是其中必不可少的关键环节。在改造升级过程中，传感器的智能化发展、大数据的采集和利用是实现智慧化发展的关键因素，而对各类数据的采集、建模、分析和安全预警还需要众多经验丰富的专家参与。随着科技的发展，实现全矿井的环境、设备和人员相关数据采集，并将数据融合、利用分析、综合多样化控制是新一代安全监测监控系统的发展的趋势。

参考文献：

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[3]徐琴.浅析煤矿井下监控系统的研究与应用[J].科技创新导报，2017，13（24）：32-33.

[4]王富亮.煤矿安全监测管理系统设计与实现[D].河南师范大学，2017.