煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控升級改造的優(yōu)勢及未來發(fā)展方向

徐國政（中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司，重慶400039）

0 引言

雖然我國的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控監(jiān)測技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比還存在較大的差距，但是其具有很大的發(fā)展空間，針對于此就需要我們煤礦技術(shù)人員通過不懈努力進(jìn)行不斷地改進(jìn)和完善，將先進(jìn)的操作理念融入其中，使其發(fā)揮出更大的作用。

1 安全監(jiān)控系統(tǒng)概況

礦井開采過程中安全監(jiān)控系統(tǒng)的工作質(zhì)量直接影響著礦井施工的安全性，其作為目前最常用的礦井開采管理措施，能夠有效的對礦井內(nèi)部的瓦斯、一氧化碳、風(fēng)速、煙霧、溫度等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，同時(shí)針對開采過程中的施工設(shè)備的相關(guān)情況開展管控工作，借助計(jì)算機(jī)的功能分析、整理并處理所有參數(shù)。確保相關(guān)工作者能夠及時(shí)獲取各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并為各項(xiàng)工作的開展提供有效的數(shù)據(jù)支持。

開展有效的數(shù)據(jù)研究工作，能夠在一定程度上為安全事故的防護(hù)工作奠定基礎(chǔ)，可以科學(xué)的確保預(yù)警、斷電與關(guān)閉工作的進(jìn)行，有助于預(yù)先制定預(yù)防措施，避免安全問題出現(xiàn)。當(dāng)出現(xiàn)安全問題時(shí)，可以立即制定逃生或者搶救計(jì)劃，確保為后續(xù)工作提供有效的數(shù)據(jù)支持。

2 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

安全監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、牢靠性較低：目前大部分監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的通信模式為主、從輪詢，其巡檢用時(shí)較長，信息傳輸速度慢，若是礦井內(nèi)部出現(xiàn)瞬間預(yù)警，經(jīng)常因?yàn)檠矙z用時(shí)問題造成無法記載。致使礦井內(nèi)部儀器不能協(xié)作運(yùn)行，無法實(shí)現(xiàn)斷電操作。

系統(tǒng)抵御電磁波能力較弱：礦井內(nèi)部施工范圍較小，施工設(shè)施距離較近，電磁波環(huán)境相對復(fù)雜，致使監(jiān)控系統(tǒng)會被其他交強(qiáng)的電磁波影響，目前投入使用的監(jiān)控系統(tǒng)大多抵御電磁波影響的能力均較弱，無法良好的達(dá)到有關(guān)要求。所以，往往會出現(xiàn)信息不準(zhǔn)確的問題，甚至?xí)斐上到y(tǒng)無法正常運(yùn)行。

系統(tǒng)智能化水平低、缺少新技術(shù)、新產(chǎn)品、新功能：現(xiàn)有主流監(jiān)控系統(tǒng)只具備簡單的監(jiān)測、閉鎖功能，傳感器功能單一，不具備類型自識別、故障自診斷等智能功能。井下的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)普遍停留在上世紀(jì)90年代的水平，比如甲烷傳感器多采用催化燃燒式，穩(wěn)定周期短、頻繁標(biāo)校、監(jiān)測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

3 煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的升級改造

與傳統(tǒng)的礦井安全安全監(jiān)測系統(tǒng)比對，結(jié)果顯示升級后的系統(tǒng)安全性有大幅度提升，在一定程度上增加了系統(tǒng)的使用壽命。抵御外界影響的能力有所提升，確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。監(jiān)測層面相對寬泛，可以獲取到瓦斯等相關(guān)數(shù)據(jù)。若是出現(xiàn)突發(fā)狀況，能夠給予警示，并采取簡單措施。

在已有的礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上調(diào)整部署。按照相關(guān)單位出臺的有關(guān)管理方案，采用科學(xué)的技術(shù)優(yōu)化礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)。首要工作是針對獲得安全標(biāo)志認(rèn)證的傳感器裝置進(jìn)行改進(jìn)，規(guī)范其軟件的應(yīng)用格式。將傳感器的傳遞方式改進(jìn)為數(shù)字模式，通過采用RS485總線傳遞技術(shù)與CRC16技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，以此來保證信息傳輸?shù)陌踩?。推動了硬件設(shè)備的進(jìn)步，同時(shí)給予了系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)。在抵御電磁波影響發(fā)面，改進(jìn)后大大提升了抗干擾能力，并在有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域取得了驗(yàn)證。依據(jù)國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，抵御電磁波的能力獲得了國家的驗(yàn)證。安全監(jiān)控系統(tǒng)通過將太環(huán)網(wǎng)與總線相結(jié)合的方式，完成了多信息同時(shí)傳送的模式，其能夠?qū)⑿畔⒃谕粫r(shí)刻傳送到多個(gè)地點(diǎn)，有效的提升了信息傳送的時(shí)效性，同時(shí)在一定程度上減少了線路施工難度系數(shù)，使線路維護(hù)工作相對簡便。

通過優(yōu)化安全監(jiān)控系統(tǒng)的分站與傳感器等，使其能夠符合國家相關(guān)要求，以此來提高系統(tǒng)應(yīng)對各種工作環(huán)境的能力，進(jìn)而保證系統(tǒng)的良好運(yùn)轉(zhuǎn)。

安全監(jiān)管系統(tǒng)具有無限傳感功效，在開展井下作業(yè)期間因受網(wǎng)絡(luò)條件約束，必須借助線路實(shí)現(xiàn)信息傳送，不過在開展地上工作期間，相對剪短的信息能夠通過無限方式進(jìn)行傳送。

改善系統(tǒng)預(yù)警功能，依據(jù)警示燈顏色對預(yù)警等級進(jìn)行劃分，可分為五個(gè)級別。通過對礦井內(nèi)部瓦斯數(shù)據(jù)的變動進(jìn)行處理，同時(shí)制作相關(guān)統(tǒng)計(jì)表，以此來直觀的了解瓦斯的相關(guān)信息，為后續(xù)工作提供有效的數(shù)據(jù)支持。依據(jù)瓦斯的分布情況制定有效的預(yù)防方案，確保礦井工作的順利開展，同時(shí)有效提升開采過程的安全性。針對并聯(lián)的相關(guān)設(shè)備系統(tǒng)擁有斷電功效，若是發(fā)生異常問題，小范圍內(nèi)可以自行斷電，確保不相連的線路與分站可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保證監(jiān)控工作能夠繼續(xù)進(jìn)行。依據(jù)各個(gè)煤礦內(nèi)部條件的差異，能夠自行設(shè)定預(yù)警裝置，以此來提高安全監(jiān)控系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與實(shí)用性。針對施工工作者與施工裝置隨時(shí)定為，若是出現(xiàn)安全事故，能夠結(jié)合錯(cuò)層面的信息，以此來保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，進(jìn)而制定施救方案。此措施在一定程度上保證了施工工作者的生命安全，確保在出現(xiàn)安全事故期間，能夠及時(shí)準(zhǔn)確的判定其方位，有效的縮短了搜救用時(shí)。

4 煤礦監(jiān)控技術(shù)發(fā)展方向

4.1 井下員工定位系統(tǒng)的準(zhǔn)確性

煤礦施工工人的定位系統(tǒng)在應(yīng)用期間經(jīng)常會因外部條件的干擾出現(xiàn)功能性問題，造成傳輸數(shù)據(jù)失準(zhǔn)，致使其使用效果不佳。在新的環(huán)境條件下，煤礦施工工人定位系統(tǒng)針對數(shù)據(jù)傳輸功能進(jìn)行了改進(jìn)，有效的提升了數(shù)據(jù)傳輸效果，在一定程度上確保了傳輸數(shù)據(jù)的精確度，確保礦井外部工作者能夠及時(shí)的獲取礦井內(nèi)部信息，方便了后續(xù)工作的開展。

4.2 三維可視化礦井模型

相關(guān)工作者通過采用GIS 技術(shù)與3D 技術(shù)可以有效的管理礦金內(nèi)部信息，借助模擬方式真實(shí)的展示礦井內(nèi)部結(jié)構(gòu)，確保其他工作者詳細(xì)的獲取到礦井的真實(shí)條件，有效的保證了后續(xù)工作的開展。三維可視化礦井模型囊括了礦井內(nèi)部所有結(jié)構(gòu)，有效的給予排水裝置與通風(fēng)裝置裝配過程有效的參考依據(jù)，避免裝配過程中出現(xiàn)其他問題，防止資源的損耗。此外，在出現(xiàn)安全問題期間利用三維可視化礦井模型可以使搶救工作更加容易，降低了搶救工作任務(wù)，有效的保證了搶救工作的進(jìn)行，在一定程度上保證了遇難者的人身安全。

4.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

之前，國內(nèi)的礦井施工單位對于施工設(shè)備配件的管理重視程度較低，不能有效的保證施工設(shè)備配件品質(zhì)，在一定程度上降低了監(jiān)控裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量。在樂基迅速發(fā)展的條件下，施工單位應(yīng)該積極改變管理理念，科學(xué)引用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，確保施工設(shè)備配件能夠得到智能化管理，保證每個(gè)建筑程序均具有科學(xué)性，有效的降低建筑人員的工作量，防止外界環(huán)境對施工設(shè)備配件的干擾，保證其質(zhì)量能夠滿足施工要求，從而保證施工裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.4 監(jiān)測數(shù)據(jù)的挖掘

施工單位需要提高對數(shù)據(jù)傳輸?shù)男问降年P(guān)注程度，在傳輸信息過程中將數(shù)據(jù)壓縮，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行?。同時(shí)單位內(nèi)部需要建立信息管理部門，通過研究信息查找信息漏洞，然后對其出現(xiàn)的原有展開探討，預(yù)先制定防護(hù)方式，縮小后續(xù)問題的嚴(yán)重程度。此外，云計(jì)算的出現(xiàn)使得有關(guān)要求達(dá)成一致，通過信息共享，在一定程度上提升了信息的應(yīng)用，確保單位后續(xù)工作有序可依，推動了單位的進(jìn)步。

5 結(jié)語

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)主要用于對井下環(huán)境參數(shù)和機(jī)電設(shè)備工作狀態(tài)的監(jiān)測，并具有超限報(bào)警、斷電、通知撤人等功能，是煤礦生產(chǎn)中最基本、最重要的安全保障。由于現(xiàn)有的大部分系統(tǒng)仍是基于AQ6201—2006《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求》研發(fā)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)要求，因此，對現(xiàn)有煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行升級改造。