瓦斯抽采中的打钻视频监控系统及应用

王跃峰

摘 要：瓦斯抽采是治理矿井瓦斯的根本措施，目前主要是通过钻孔抽采完成的。保证抽采钻孔的施工质量对于瓦斯抽采工程具有重要意义。为此，煤矿井下引入了打钻视频监控系統来保证钻孔的施工效率。本文介绍了打钻视频监控系统的主要原理，分析了打钻视频监控系统的优点。现在实践表明，采用视频打钻监控系统后，打钻的效率以及质量明显提高。

关键词：瓦斯抽采;瓦斯治理;钻孔;视频监控系统

1 引言

经过多年的开采，我国煤炭浅部资源已经枯竭，煤矿开采进入深部开采时代。随着开采深度的增加，煤层的瓦斯压力和瓦斯含量增加，原来不突出的矿井变为突出矿井。煤矿瓦斯治理的难度越来越大，已经成为制约我国煤矿事业发展的瓶颈。由于我国煤矿的地质构造比较复杂，导致我国煤层的透气性很低，能用于治理瓦斯的技术并不多。目前，煤层瓦斯的钻孔抽是我国治理瓦斯的主要方法，这就要求施工大量的抽采钻孔。随着采掘紧张问题的突出，提高瓦斯抽采的速度显得越来越重要。因此，保证钻孔的施工速度和质量对于提高瓦斯抽采的效率显得十分重要。然而在钻孔施工过程中，施工和管理往往会脱节，即管理人员不能一直在现场监视工人打钻。这就导致了管理人员不能准确的了解钻孔的开孔方位、角度、岩层的岩性以及施工过程出现的异常现象，这会影响煤矿的一些安全决策。此外，在抽采钻孔验收过程中，很难对每个钻孔都进行验收，这会导致许多假孔以及假进尺情况的出现，这带来了巨大的安全隐患。为此，**矿通过引进打钻视频监控系统，对钻孔的施工整个过程进行监控，以提高钻孔的施工水平和管理水平。本文介绍了打钻视频监控系统的工作原理以及技术优势，分析了在现场应用的效果。

2 打钻视频监控系统的原理

打钻视频监控系统工作时，通过安装在煤矿井下现场的摄像机采集现场的视频，并通过光纤将采集的视频传道煤矿地面视频工作站进行存储。该系统可以通过硬盘录像机 DVR对采集的视频实现回放，管理部门可以利用采集的视频信息作为有效的参考。在实时监控过程中，可以对打钻过程中出现的突发情况进行处理，提高了对打钻事故的应对水平。该系统可为煤矿安全生产提供高效、及时地信息反馈，帮助管理人员决策、指挥、调度、处理等。该系统的网络拓扑结构如图1所示。

打钻视频监控系统由隔爆型投光灯、隔爆型网络摄像仪、隔爆型基站控制器、光缆光端机、录像机及显示终端等设备组成。该系统具有用户权限管理、监控视频实时存储和监测、字符叠加和矩阵切换等功能。

由于打钻视频系统采用数字化传输，所以可以通过计算机很容易对监控的视频进行处理。视频的传输采用的光纤，图像的传输速度快，实时性强而且抗干扰性好。在地面可以实时的观测井下打钻的过程。通过计算机建立的打钻视频索引，可以很轻松的查到煤矿井下的打钻现场记录。整个系统采用的电子设备，集成度较高，便于模块化管理，体积很小给安装带来了巨大的便利。图像的存储采用了加密技术，能有效的防止对视频记录资料的篡改，这样可以提供记录数据的真实性，防止了人为的蓄意破坏和造假[2]。

3 钻孔的视频验收程序

采用了视频打钻视频系统后，钻孔的验收有两个过程：视频验收和人工现场验收。在打钻时应严格执行未安装摄像机不准开钻的制度。此外，在打钻时施工队应该负责亮牌进行及时汇报，抽采对要根据视频验收打钻的钻孔深度以及核实打钻的角度，通风科要负责监督抽采钻孔的准确性。在验收时，要做到一台钻机一个收尺记录簿，一个钻孔一个验收负责人的制度，严格视频收尺规范管理。

为了发挥视频监控系统对打钻的监督特性，配置了用于显示钻孔施工工序的展示牌，展示牌可分为开钻、起钻、封孔、注浆四个工序。在每道工序施工开始前，要将展示牌放在监控前3到5s，然后才能进行钻孔作业。在进行视频验收时，要紧扣主要工序，验收过程要规范化。验收时对开钻、钻进、起钻、封孔全过程进行视频记录，并作为历史资料保存。

在使用打钻视频监控系统时，要注意以下几个方面：①在开始打钻前要通过井下的电话来确认视频的清晰度并展示开钻牌。这就需要现场的施工负责人与抽采队联系，确认视频监控系统的工作正常，若发现视频监控的范围不能覆盖钻孔区域，应该通知抽采队队员进行现场调整。施工前当班队长应该在摄像头前展示钻孔的施工参数，主要包括钻孔编号、方位、倾角等参数;②在打钻施工过程中，监管人员应该核实钻孔的施工参数与设计参数是否相符，并在钻孔的施工验收单上签字;③在起钻前需要用电话再次确认视频监控系统的监控范围展示起钻牌板。起钻时现场施工人员与抽采队人员联系，再次确认视频清晰，并保证摄像头监视范围能覆盖钻机、钻机瓦斯探头T钻、钻孔施工区域（否则，由抽采队人员指导现场人员进行调整），确认后开始起钻;④封孔、注浆前应展示相应的牌板，在封孔时工人需要在视频监控的范围以内作业，封孔结束后需要向抽采对汇报下的封孔套管的长度以及封孔所用的水泥的数量等参数。封孔结束后需要大量话给抽采对汇报详细的钻孔参数，主要包括设计参数和施工参数、封孔情况及钻孔起钻时间、封孔时间及汇报人等情况，抽采队要做好记录整理，并形成有效的台账;⑤地面视频监控站要验收施工钻孔的孔深。井上地面验收时，要根据抽采对上报的施工台账调取相应的钻孔施工原始视频资料，以完成对钻孔的施工深度进行验收（施工单位要将钻孔起钻时间、封孔时间在验收单上填写清楚，方便调阅）。在验收通过后在记录单上填写相应的钻孔孔深，验收人员应该进行签字确认;⑥要做好钻孔施工的监督，并实施奖惩。通风可应该根据每天的验收情况，调取相应的施工视频，随机的选择一处的钻孔抽采其整个施工过程，主要对其钻孔施工的亮牌、封孔情况进行详细的检查，对于不符合要求的施工钻孔应该进行通报，对于有必要时需要进行补孔。

4 实施效果

现场施工发现，采用了打钻视频监控系统后，节省大量的人力资源。原来的顶抽巷或底抽巷的穿层钻孔的验收是由抽采队来完成的，现在只需要监督员在施工过程中就可以核实钻孔的施工参数，取消了抽采队的专门验收人员的岗位，这明显的提高了验收的速度和质量。该系统可对钻孔施工的全过程进行视频记录，这促使了施工人员以及监督员要严格按照规章制度来进行作业，杜绝了钻孔施工和验收的虚假情况，有助于提高钻孔的施工质量和施工速度。杜绝了工伤事故安装视频以来，该地点钻孔施工人员均能严格执行两规范、手指口述，按章操作，未发生“三违”及工伤事故。通过该系统记录的视频，可以对钻孔的施工全过程记录，这为出现的瓦斯事故的追责提供了有效的证据，提高了事故认定的准确性。

5 结论

瓦斯抽采是治理矿井瓦斯的根本措施，目前主要是通过钻孔抽采完成的。保证抽采钻孔的施工质量对于瓦斯抽采工程具有重要意义。为此，煤矿井下引入了打钻视频监控系统来保证钻孔的施工效率。现场施工发现，采用了打钻视频监控系统后，节省大量的人力资源。该系统可对钻孔施工的全过程进行视频记录，这促使了施工人员以及监督员要严格按照规章制度来进行作业，杜绝了钻孔施工和验收的虚假情况，有助于提高钻孔的施工质量和施工速度。加大了瓦斯抽采效果，对全矿业集团乃至全国煤矿具有应用推广价值。

参考文献：

[1]汪有清.打钻视频监控系统在瓦斯抽采中的应用[J].煤矿现代化，2017（01）：27-29.

[2]张建.关于打钻点视频监控系统开发应用研究[J].电子世界，2014（02）：101-102.