煤礦安全生產(chǎn)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)研究

崔夢(mèng)秋

摘要：煤礦是我國(guó)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，煤礦開采工作的安全對(duì)煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著非常重要的作用。傳統(tǒng)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的需要，如果沒有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)則無(wú)法及時(shí)進(jìn)行安全預(yù)警并做出相應(yīng)的決策。所以，相關(guān)單位需要深入研究基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的煤礦生產(chǎn)安全自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)而有效提高煤礦產(chǎn)業(yè)的安全生產(chǎn)水平和生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：煤礦；安全生產(chǎn)；自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)；研究

引言

煤礦生產(chǎn)中瓦斯、水、火、沖擊地壓等突發(fā)性自然災(zāi)害事故較多，且危害性大、波及范圍廣。由于礦井環(huán)境惡劣、地形復(fù)雜等特點(diǎn)，礦井中的電話安裝點(diǎn)和持有井下手機(jī)的人有限，再加上廣播系統(tǒng)不能全覆蓋，因此無(wú)法及時(shí)通知到每名井下作業(yè)人員，進(jìn)而造成人員通知不及時(shí)，貽誤脫險(xiǎn)時(shí)機(jī)，造成較大事故危害。所以，研究煤礦安全生產(chǎn)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于煤礦企業(yè)安全、穩(wěn)定生產(chǎn)來(lái)說十分重要。

1煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的重要作用

1.1是煤礦安全生產(chǎn)的重要保證

煤礦安全生產(chǎn)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效保證礦井生產(chǎn)工作的安全性，主要體現(xiàn)在兩點(diǎn)：一是瓦斯檢測(cè)的不間斷性，即實(shí)現(xiàn)了煤礦井下各地點(diǎn)的瓦斯氣體濃度24h不間斷監(jiān)測(cè)及報(bào)警的功能，是傳統(tǒng)人工檢查瓦斯無(wú)法實(shí)現(xiàn)的；二是斷電的及時(shí)可靠性，即實(shí)現(xiàn)了井下采掘工作面及回風(fēng)區(qū)域非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備在瓦斯超限或風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)后自動(dòng)斷電閉鎖的功能。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的使用極大的減少了瓦斯事故的發(fā)生，很好地將瓦斯事故消除在隱患發(fā)生之前。

1.2是煤礦高產(chǎn)、高效的重要手段

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通過采掘工作面瓦斯歷史曲線圖的曲線變化分布情況分析出“煤礦采掘進(jìn)度、地質(zhì)構(gòu)造與瓦斯涌出量的關(guān)系及規(guī)律”，便于煤礦管理人員預(yù)判瓦斯涌出情況，提前安排或修訂下一步的采掘計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)高產(chǎn)、高效。

1.3是監(jiān)管部門行政執(zhí)法的重要依據(jù)

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的電子信息產(chǎn)品，其監(jiān)測(cè)的各類數(shù)據(jù)曲線和報(bào)表能真實(shí)地反映出煤礦企業(yè)井下安全生產(chǎn)情況，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤礦超能力生產(chǎn)、違法私自組織生產(chǎn)、瓦斯檢查假檢漏檢、瓦斯超限無(wú)措施繼續(xù)作業(yè)、風(fēng)量不足、風(fēng)機(jī)不能自動(dòng)切換等重大安全隱患行為，能為監(jiān)管執(zhí)法部門提供重要的執(zhí)法參考依據(jù)。

2互聯(lián)網(wǎng)與煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)

2.1煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

現(xiàn)有的煤礦安全監(jiān)測(cè)體系不完善，不能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行監(jiān)管。目前，大部分煤礦監(jiān)控系統(tǒng)使用的是有線局域網(wǎng)以及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的方式，大部分系統(tǒng)都不能使信息得到共享，只能在部門內(nèi)部進(jìn)行信息的共享，而安全管理人員依然不能及時(shí)看到信息，對(duì)存在的相關(guān)隱患進(jìn)行管理，并采取相應(yīng)的措施，相關(guān)的管理人員只能在監(jiān)管場(chǎng)所內(nèi)對(duì)信息進(jìn)行查詢，但一旦離開了監(jiān)管場(chǎng)所，就無(wú)法及時(shí)得到這些監(jiān)管的信息，當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)事件時(shí)，就不能及時(shí)的做出相應(yīng)的決策。

2.2互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控中的應(yīng)用

通過將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的信息傳遞和資源共享等方面，可以使煤礦安全管理人員對(duì)煤礦生產(chǎn)工作進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，管理人員可以隨時(shí)查看礦井下的生產(chǎn)環(huán)境，進(jìn)而及時(shí)的發(fā)現(xiàn)安全隱患，并做出相應(yīng)的決策。此外，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還能及時(shí)的發(fā)布危險(xiǎn)預(yù)警信息，并且及時(shí)對(duì)安全隱患作出處理。

3煤礦安全生產(chǎn)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)方案

3.1平臺(tái)總體設(shè)計(jì)

安全自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)充分利用了礦井中已經(jīng)建設(shè)完成的有線通信、無(wú)線通信、井下應(yīng)急廣播系統(tǒng)、安全檢測(cè)監(jiān)控等系統(tǒng)，采用多重系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)融合的方式進(jìn)行連接和設(shè)計(jì)。煤礦安全生產(chǎn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要是通過數(shù)字程序?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，主要控制內(nèi)容包括：有線電話控制、無(wú)線通信控制、井下擴(kuò)音廣播控制等，進(jìn)而在礦井出現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)對(duì)井下人員進(jìn)行指揮和營(yíng)救。

3.2系統(tǒng)組成

井下安全監(jiān)控系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，主要由程控調(diào)度臺(tái)、程控交換機(jī)、SIP服務(wù)平臺(tái)（服務(wù)器+軟件）、自動(dòng)應(yīng)答平臺(tái)（服務(wù)器+軟件）、VOIP電話網(wǎng)關(guān)、程控免提電話等組成。地上控制系統(tǒng)主要是由三個(gè)平臺(tái)組成：程控調(diào)度平臺(tái)、SIP服務(wù)平臺(tái)和自動(dòng)應(yīng)答平臺(tái)。地上控制系統(tǒng)主要作用是將程序控制電話、井下移動(dòng)電話、井下擴(kuò)音電話以及其他井下通信設(shè)備進(jìn)行融合建設(shè)，進(jìn)而完成對(duì)井下安全控制系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和人員定位工作。地上控制系統(tǒng)的三個(gè)平臺(tái)功能如下：

程控調(diào)度臺(tái)：利用礦井原有的程序控制調(diào)度平臺(tái)，將相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行融合，進(jìn)而統(tǒng)一、集中地管理、指揮和調(diào)度礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)。程控調(diào)度平臺(tái)通過將無(wú)線通信、有線通信以及擴(kuò)音廣播進(jìn)行集成管理，實(shí)現(xiàn)了各種通信系統(tǒng)的互通和直呼，例如將人員定位系統(tǒng)和瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行電話連通，當(dāng)瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)，能夠通過電話連通系統(tǒng)，及時(shí)同時(shí)人員定位系統(tǒng)的管理人員，進(jìn)而對(duì)井下人員進(jìn)行調(diào)度、指揮，幫助井下工作人員快速逃生。

SIP服務(wù)平臺(tái)：該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了對(duì)程控電話系統(tǒng)、無(wú)線通信系統(tǒng)、擴(kuò)音廣播系統(tǒng)、VOIP電話系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，通過SIP服務(wù)器注冊(cè)到程控交換機(jī)可以對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行管理并使其相互連通。

自動(dòng)應(yīng)答平臺(tái)：主要包括自動(dòng)應(yīng)答服務(wù)器和自動(dòng)應(yīng)答管理軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)人員定位、瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的集成接入，程控調(diào)度平臺(tái)通過自動(dòng)應(yīng)答平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與此兩個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與綜合自動(dòng)化系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。

3.3實(shí)現(xiàn)功能

調(diào)度臺(tái)集中調(diào)度指揮：調(diào)度臺(tái)是整個(gè)礦井安全生產(chǎn)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的總控制中心，其能對(duì)各個(gè)安全監(jiān)控子系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)管和控制，并在礦井下出現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)通過觸摸屏按鈕或者撥打電話實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井下的工作人員進(jìn)行指揮和調(diào)度。

緊急呼叫：緊急呼叫功能是指礦井安全監(jiān)管人員在遇到緊急情況時(shí)，與某一區(qū)域內(nèi)的人員失去聯(lián)系后，可以通過緊急呼叫功能與該區(qū)域內(nèi)部的人員進(jìn)行聯(lián)系，對(duì)其進(jìn)行安全疏導(dǎo)和指揮。

安全監(jiān)測(cè)聯(lián)動(dòng)報(bào)警：當(dāng)某一地點(diǎn)出現(xiàn)瓦斯超限報(bào)警時(shí)，能自動(dòng)通知調(diào)度員報(bào)警信息，調(diào)度員可自動(dòng)或者人工通過該區(qū)域廣播系統(tǒng)擴(kuò)音廣播報(bào)警信息，通知人員撤離。

人員定位系統(tǒng)尋呼聯(lián)動(dòng)：從上向下調(diào)度員可通過程控調(diào)度臺(tái)的人員緊急呼叫或者一鍵呼按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)井下人員定位卡的呼叫，人員定位卡接收到呼叫時(shí)報(bào)警燈閃爍，提醒井下人員發(fā)生緊急情況，需馬上撤離；自下向上，井下人員可通過人員定位卡的呼叫按鈕向上呼叫時(shí)，自動(dòng)應(yīng)答平臺(tái)可通過程控電話向調(diào)度員進(jìn)行通知報(bào)警，調(diào)度員可根據(jù)情況通過相應(yīng)區(qū)域的擴(kuò)播系統(tǒng)進(jìn)行通知救援或者緊急廣播。

集控系統(tǒng)擴(kuò)音電話集成：可實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)內(nèi)主流集控?cái)U(kuò)播系統(tǒng)（的集成，實(shí)現(xiàn)井上下通話和擴(kuò)播覆蓋擴(kuò)展。

井下應(yīng)急廣播系統(tǒng)集成：可實(shí)現(xiàn)對(duì)井下已建設(shè)的音箱廣播系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)地面調(diào)度臺(tái)對(duì)井下音箱廣播系統(tǒng)的擴(kuò)播，增加擴(kuò)播覆蓋范圍。

綜合自動(dòng)化系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)：各自動(dòng)化、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可通過上位機(jī)控制界面實(shí)現(xiàn)對(duì)程控電話、無(wú)線電話、應(yīng)急擴(kuò)播電話、局部擴(kuò)播電話的直接呼叫、通話。

結(jié)語(yǔ)

相對(duì)煤炭開采的發(fā)展歷史，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)研究和使用時(shí)間非常短，因此，一些煤礦從業(yè)人員對(duì)其認(rèn)識(shí)不足，了解掌握不夠。文章重在提高煤礦企業(yè)對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)使用管理的認(rèn)識(shí)和了解，指導(dǎo)煤礦管理維護(hù)人員掌握管理要求和標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而使煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)在安全生產(chǎn)過程中發(fā)揮重要作用。

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