矿井安全智能监控信息技术应用

赵国刚

(山西汾西矿业集团柳湾煤矿，山西 孝义 032303)

前言

信息技术是一门综合性较强，且复杂的技术。它需要联合计算机和通信两大技术，对数据进行采集、处理、显示等作用，这便是综合性的信息技术。受经济全球化影响，越来越多的煤矿企业利用信息技术操控煤矿设备，最后达到自动化、数字化等操控设备的目的[1]，保障信息传输的高速性、及时性、准确性。

一、我国矿井在安全生产方面存在的问题

煤业在我国工业生产与人民生活发挥着巨大作用，我们需要严格执行管理条例，用科学的技术手段去做好煤矿安全管理工作。就目前来说，我国大多数的煤矿存在着这样问题，比如煤矿地质环境复杂，施工不方便，安全隐患多，管理手段落后，应对冲击地压、瓦斯防治等特殊情况不及时等，这便造成安全管理技术落后，难以应对各种突发的煤矿安全事故。另外，矿井企业中在安全生产方面的专业人才少，同时对于技术、资源等管理方面也存在同样问题，因此矿井安全生产不能得到保障。

二、智能监控信息技术基本情况

智能监控信息技术是一门能够在矿井生产与设备管理方面达到自动化、智能化、信息化要求的综合性技术。因此，它适用于不同环境下的矿井煤矿生产。

1 系统组成

矿井安全中的智能监控信息技术通常是包括监控中心、传输层、现场采集控制三个部分。其中控制中心有监控主机、监控管理软件、录像，以及其他部分。而监控分站点传感器报警断电仪、摄像机，这是现场采集控制包含的内容。

2 工作原理

智能监控信息技术的工作原理是基于监控主机在矿井底下的分站点进行不断的信息交流与信息传输，将分站点在各个时间点采集的每个传感器的数据输送到主机，然后根据监控主机规定的参数设置报警的最大额度。这时，主机处理分站点输送来的数据，当这个数据超过规定的报警参数时，其监控主机与传感器会发出紧急报警，后者传感器上闪烁的报警指示灯会提示施工人员需要留意了，同时监控主机的屏幕上会出现矿井下报警传感器位置与时间，最后能极大可能的定位事故发生地。

3 系统特点

1)综合应用强

智能监控系统是一门综合性较强的应用系统，它功能强大，使得安全与生产监测控制、人员监测定位视频显示、安防报警相结合的三大功能得以实现，能及时并快速反应矿井下传输的信息，然后传送到井上监控中心最后及时的做好安全监测。此外，它和局域网网络相连接，便于操控信息技术。第三，这种系统下的网络设备一旦应用于煤矿生产中，能大大拓展系统应用技术与功能，从而降低大量的设备利用，减少设备成本。

2)传输网络效率快、简单可靠

在进行信息传递时，我们通常运用标准化的网络通信协议，将精准的信息实时传送，传输错误率不得超过8个点。目前我们以光纤为原材料建立的新网络，提高了信息传输效率，同时对抵抗其他不相关的问题有积极的影响，信息的快速传输在通常情况下不受雷电磁场的影响。网络使用权限范围极广，在通信的常规标准中，TCP/IP已经为计算机和局域网创造了良好的基础条件。只要可以支持以上网络，我们就可以将多媒体信号进行传输。此系统运用局域网的优势主要是所有的终端设备都可以将其信息资源在网络上实现共享。也给信息传递提供了便利。

3)分站独立性好、适应快

由于矿井下有监控的分站点传感器和开关控制单元构成的一个专门监测系统，所以受外界与人为两大因素影响，监控中心的主机和矿井底下的分站点不能及时传输信息。这时分站点为了减少干扰，独立工作，减少出现矿井生产中的安全隐患，分站的监控同样可以利用液晶显示各个系统中的工作现状和开关量的控制。如果监控中心的主机和定位器受总线等其他因素影响，难以传输信息，这时定位器与分站点监测发挥了巨大优势，其具有相同功能，不仅可以独立工作，而且能够正常接收、识别，以及记录接受的信号，从而保障够保证信息能够及时进行准确保存，还有传送。

三、智能监控信息技术在矿井中的应用

智能监控信息技术主要应用五大部分，即瓦斯安全监测、矿井通风、矿井矿压检测等几个方面。

1)运用于瓦斯安全检测系统

瓦斯的安全问题是煤矿施工的重点。由于我国通信技术与电子信息技术的发展，瓦斯安全监测方法在不断改进，但无论如何改进，其基本原理与功能没有发生太大变化。瓦斯的安全监测系统通常是由传感器、分站点、监控中心和相应的传输设备这几个部分组成。它们之间的关系是相互作用，不可或缺，从而才能发挥信息的采集、传输等作用。

传感器分很多，诸如一氧化碳传感器、温度传感器，以及其他，它们是矿井生产中不可或缺的配件。在矿井下分站先采集每个传感器的信息，然后把信号处理的信息输送到监控主机上。与此同时，分站点收到指令，进行安全报警。

2)应用于矿井通风网络监控系统

矿井通风监测系统的结构相比于安全监测系统的结构，都是差不多的。其工作原理主要是利用计算机仿真、信息等技术，结合通风网络安全、动态系统模拟技术，从而增强矿井在作业时通风网络的安全性与稳定性。其组成部分是传感器、分站点、传输设备以及地面的控制。通过增强矿井通风网络设备的安全性，很大程度上有利于矿井环境下瓦斯安全。另外，它能够应对矿井事故中的风流变化或者灾难，意义重大。

3)适用于矿井矿压监测系统

矿井矿压监测系统的重要组成部分主要是地面控制中心，由矿压传感器，传输等设备，在矿井实施过程中所遇到压力能够实时做出判断。把液压支架上的发生的压力信号及时传递给矿压传感器，是信息传递的重要过程。在矿井的每一个采区我们都要建议一个监测点，通过这种方式，我们可以把各个采区的具体情况实时输送到地面监控中心。在矿井其他分站的监测点，可通过把多个矿压传感器相结合，这样更有利于实时传输信息。传输设备的主要组成部分主要是调制解调器和通讯电缆，可以对信号传输的多媒体起到一定的作用。

各个分站点通过矿压传感器传送来的相关信息都会被送到地面控制中心的电脑上，基于检测参考数有最大值，假设超出其负荷值，各个监测点及传感器会及时报警并进入到紧急处理的状态以警示相关工作人员应当注意人身安全。随着地面控制中心的计算机越来越智能未来化，它可以将重要的信息数据进行实时储存并将其相比较，所以我们可以实时查阅其中各项资料，以判断过往数据是否准确。

4)应用于井下安全考勤系统

井下安全考勤系统的组成部分相对简单，考勤系统主要通过计算机中心和底下的支线通讯相互衔接，重点监测出入井的考勤点。现阶段通常应用的安全考勤系统分为两大类，一是利用矿灯灯头打卡的考勤系统，此系统在井内外均设立了考勤点，可以对安全考勤的问题进行实时监测。二是金属片打卡的安全考勤系统，此系统是在地面上建立出入井的考勤点。以上两种类型在本质上有很大差异。

5)试验中的专家智能系统

就当前应用情况来说，监控信息技术在某些方面存在限制，难以发挥高层次、精细化的管理功能。而且在很多时候，其信息技术是属于各个相关部内以及单位，因为从实际操作过程与利用上看，大量的系统在进行安全监测和信息处理工作时，功能还是相对简单，难以达到高标准管理的要求，尤其在安全预测决策方面存在限制。因此，我们把此项技术应用到专家智能系统。这项系统是以专家信息数据库和数据资源采集为基础资源的智能决策系统，能够大大提高煤矿企业管理水平。但此项系统受各种技术的限制，仍处于试验阶段，尚未投入使用。