煤矿安全监测监控系统现状与升级改造

刘志旺

（汾西矿业高阳煤矿， 山西 孝义 032300）

1 煤矿安全监测监控技术介绍

矿井生产实时监测是通过专用网络的传输设备进行信号传输，包含通讯电缆和调制解调器，运用传感器的信号转换处理的方法，对所监测现场的工作过程加以监测，将井下分站的信号予以采集和转换、再进行处理，调用和显示各个监测点收到的矿压监测值等参数，传到地面的计算机系统中，然后为管理者提供资料、参数。紧急处理状态下还能把多台矿压传感器集中和连接起来，将设置在采区监测点的传感器的信息加以转换，形成井下分站的信号传输架构，方便管理者掌握生产过程中各个环节的运行情况。参数值超过限定值的时候，就预示着煤矿现场产生了安全隐患，监控系统可以及时进行报警，充分显示出了系统的安全预警能力[1]。

例如对瓦斯爆炸进行的监控和监测，该系统模拟通风系统，运用计算机网络技术动态地将矿井的通风系统加以实时监测，进行模拟、仿真。通过煤矿的矿井通风网络安全性评估，不仅可以提高通风网络对瓦斯的检测力度，两个监测系统还可以加以整合，再形成新的监控系统，在灾害发生的过程中快速形成救灾策略。

2 煤矿安全监测监控系统组成

安全监测监控系统包括了无线网络、监测监控数据中心、传感器的节点，对矿井的设备的运行状况和气体环境进行监测。无线传感器特点为无线、自组织、多跳等，监测的指标包括有矿井的瓦斯浓度、温度数据等等，安装在巷道、工作面，对采区的气体以及设备运行进行动态的检测，通过数据采集、数据处理模块和无线通信模块、供电模块、控制模块等进行现场环境的无线数据传输，达到对分站的监测监控[2]。无线传感器网络中的通信平台，应安全监测监控系统的要求，进行信息融合和技术整合处理，对矿井的生产中发挥着安全监测监控功能。无线传感器采用多节点协作通信技术，将各个领域的检测技术信息和纠错技术予以接收和传输，使井下监测、监控、检测信息技术更加完善。

3 煤矿安全监测监控系统存在问题

1）当前常用的井下安全检测监控系统，包括一氧化碳传感器、甲烷传感器等，构成了井下瓦斯综合管理系统，对开采过程中火灾等进行预警。经过升级，现场建设了主机和分站等，运用到的载体包括催化元件等，存在着工作稳定性差、调校器频繁、灵敏度飘移等问题，容易造成电源供电不足、电压衰减、断电器无法操控等问题，对于矿井中的危险因素无法进行正常检测[3]。

2）个别系统不能实现对系统资源的整体共享和整合，系统功能没有得到充分的利用，现场设备的故障报警、记录功能不强，对于设备的远程操控较为困难。例如，矿井的电气防爆设备，现有的生产厂家在监控系统的通信协议上，各有各的标准，不能相互兼容，产品之间缺乏互换性、集成性以及操作性，系统功能不能拓展，可维护性不高。管理维护监控系统的辅助手段，不能智能判断故障的类别、性质，与实际工作中要求迅速判断分站、传感器、电缆故障的要求不符，无法为维护人员迅速判定故障、解决故障提供帮助。

4 煤矿安全监测监控系统配置和安装要求

为了更好地进行安全监测监控工作，根据行业煤矿安全监控系统维护工作的相关指导意见，要求运用稳定性较强的设备。在相关设备取得新的煤矿安全标志证书之后，要采用统一显示格式的系统软件，按照安全标志证书的规定，进行系统的配置和安装。如甲烷、馈电、一氧化碳、温度、风门等传感器的安装，在位置、地点、数量等问题上都要符合规定要求。中心站的装备，要配备后备电源，确保系统保持24 h稳定运行[4]。

5 系统改造案例分析

某煤矿为了强化井下安全监测监控系统的功能，对原有的系统进行改造。改造时将系统传感器技术、计算机应用技术、信息传输技术、防爆控制技术等进行统一布设，形成了新的完整的矿井安全生产监测监控系统。

为了保障煤矿安全生产，将该安全监测监控系统改造分三个阶段实施，首先建立了中心站，由计算机、外围设备等组成，运用应用软件运行；其次设置了信息传输装置，包括传输接口、分站，内涵接线盒、传输线路等；最后设置了执行装置和传感器，对煤矿的一氧化碳、烟雾、温度等进行监测和监控，并要求对井下运输、排水等环节能进行控制。系统改造过程包括以下几个方面：

第一，进行煤矿安全监控和监测系统的安装和改造，依据国家安全监管总局发布的煤矿安全监控系统和检测仪器的使用管理规范，在无线传感器设备的数量和规模上进行了重新布置。首先取得了煤矿安全标志证书，改造的重点是采用了新的煤矿安全标志证书确认传感器等关联设备，采用统一格式的系统软件，将没有经过国家授权的相关设备，以及没有经过检测机构批准的设备予以去除[5]。中心站要求拥有了两套主机、一套使用，一套备用。包括风压设备、一氧化碳、烟雾、温度检测监控设备在数量、位置等安装到位之后，要确保系统能够实现24 h安全运行，其中瓦斯报警应采用声光报警技术。

第二，为了确保数据的精确，根据使用说明书的要求，对新装的安全监测监控设备要定时进行调校和维护，以提高新系统传感器的稳定性。利用甲烷传感器可以对数据跟踪误差和断电闭锁同时进行监测，可保证设备断电后安全可靠。当瓦斯出现了超限现象时，为了确保断电，先切断该区域内的供电电源，要求工作人员迅速撤离工作现场，然后进行自动闭锁，停止局部通风机运行，待瓦斯浓度降低到安全数值之后，方自动回复正常工作。自动监测系统可实现对被测参数的比较和分析工作，并可对风险进行提前预测，防止事故的发生[6]。

第三，为了实现井下安全自动化监测监控工作的运行，负责监测监控的技术人员，必须经过严格的培训和考试，在获得证书之后方能上岗。同时，要制定严格的监测监控管理规定、应急预案、危险处置预案等，严格落实24 h监控监测值班制度，防止由于责任心不强等造成的工作疏忽。

6 结语

建立完善可靠的安全监测监控系统是煤矿生产管理工作的重要组成部分，因此，必须将这项工作视为煤矿安全生产的重要保障来认真落实，使监测监控实时、准确，为煤矿安全决策提供科学、及时的相关数据。

[1]刘宝静.网络技术在煤矿安全监测监控中的应用[J].煤炭技术，2012，31（1）：126-127

[2]张卫丰.探讨网络技术在煤矿安全监测监控中的应用[J].建筑工程技术与设计，2016（19）：172.

[3]周彬.基于网络技术的煤矿安全监测监控[J].煤炭技术，2014，33（1）：136-137.

[4]徐晓丽.试分析基于Web的煤矿安全监测监控及管理系统软件实现[J].中国电子商务，2014（2）：39.

[5]梁博森.煤矿安全监测监控技术现状及发展趋势[J].内蒙古煤炭经济，2017（12）：71-72

[6]何云文.煤矿安全监测监控系统故障快速处理技巧[J].能源技术与管理，2016，41（5）：130-132.