无线传感器网络在煤矿井下环境监测中的应用

潘 瑞

(山西宁武大运华盛老窑沟煤业有限公司，山西 忻州 036700)

引 言

煤矿井下的生产安全主要取决于矿井的环境条件，通风、温度、湿度、粉尘和瓦斯气体是影响煤矿井下环境状况的主要因素。煤矿开采作业与各种有毒易燃气体的产生有着内在的联系，如，硫化氢(H2S)、二氧化碳(CO2)、硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)等[1-2]。煤矿地下开采的其他主要危害是煤炭自燃引起的矿井火灾，以及瓦斯爆炸、煤尘爆炸等隐患。

近年来，由于近地表的煤层资源迅速枯竭，为了开采埋深较深的煤层，地下开采活动正在向地球深层移动。由于通风不良产生大量的湿热气体，有毒有害气体以及与煤伴生的大量瓦斯气体与煤尘，埋深较深的矿井环境条件恶劣。因此，煤矿为满足日益增长的煤炭生产需求而采用的高水平机械化设备的使用条件进一步恶化。由此便产生了持续监测复杂危险的煤矿环境确保矿工工作环境安全健康的需求。为缓解这一问题，发达国家采用了在线监测系统，对煤矿井下的环境状况进行实时跟踪。因此，无线传感器网络在煤矿井下工作环境连续监测成为一项重要技术，该技术可以通过在矿井下适当位置部署传感器节点来收集环境数据，并监测矿井中可能发生的火灾、爆炸、冒顶等危害并提供警报[3]。

基于以上观点，本文对近年来无线传感器网络在煤矿监测中的应用进行了系统性总结，并总结现有研究的局限性，为未来无线传感器网络在煤矿井下环境监测提出建议，为该系统的进一步研究提供参考。……