安全监测监控系统在整合矿井中的应用研究王二云

安全监测监控系统在整合矿井中的应用研究王二云

王二云

陕西涌鑫矿业有限责任公司陕西榆林719407

摘要：加强对矿井安全检测监控系统的研究对煤矿的安全生产具有重要作用，随着人们对于矿业生产安全需求的不断提高，矿井的安全检测监控需融合现代化技术，采取更为高效的技术手段，切实改善井下作业环境，并能对井下作业的生产情况进行实时监控，进一步推动煤矿矿井的维护与管理逐渐走向标准化和规范化。

关键词：安全监测；监控系统；矿井；应用

1矿井监测监控系统的特点

1.1电气防爆

矿井安全检测监控系统全面执行新的防爆标准，监控标准均符合煤矿安全规程。

1.2操作方便可靠

矿井监测监控软件选用适应目前市场主流操作系统平台，操作简单、功能强大、界面美观并具有语音报警等功能，它特有的软件容错纠错技术又提高了系统的可靠性。

1.3无地线传输

矿井监测监控系统采用的是差分平衡式无地线传输方式，不仅保证了数据的传输质量，而且符合工业标准，具有超强的抗干扰能力。

1.4性价比高

在分站的设计中接传感器时能不区分开关量及模拟量，同时分站还能适应频率电压和电流等多种信号的限制，减少了设备的种类，提高了设备的利用率，使用起来也十分灵活，性价比较高。

1.5适应井下恶劣工作环境

煤矿井下除了有易燃易爆性气体，还有腐蚀性气体，矿尘大、潮湿、有淋水、空间狭小。我国研制的安全监测监控系统在矿井的生产方面积累了丰富的经验，特殊的设计能经得起井下恶劣环境的考验。

2项目概况

安山煤矿为低瓦斯矿井开采煤层属易燃煤层，位于陕北侏罗纪煤田庙哈孤矿区，矿井设计规模120吨/年，井田面积53.82平方公里,地质储量2.24亿吨，可采储量1.16亿吨，服务年限69年。目前安山煤矿正在使用KJ382型安全监控系统一套，该系统采用RS485现场总线传输方式。配套使用的各类传感器采用频率或电流信号输出。

3安全监测监控系统存在的问题

3.1系统采用单根电缆与井下分站通讯，不符合《煤矿安全规程》第四百八十九条的规定“矿井安全监控系统主干线缆应分设两条，从不同的井筒或者一个井筒保持一定间距的不同位置进入井下”。

3.2系统主干网采用总线方式传输，与《安全监控系统升级改造技术方案》第3.7条规定不符，“系统主干网应采用工业以太网”。

3.3各类传感器与分站采用频率或电流信号传输数据，不符合《安全监控系统升级改造技术方案》第3.1条的规定“在分站至中心站数字化传输的基础上，将传感器（模拟量）至分站升级为数字传输，实现安全监控系统的数字化，促进智能传感器发展”。

3.4系统KJ382未通过抗电磁干扰能力实验，且未取得抗干扰实验相关的安标认证，不符合《安全监控系统升级改造技术方案》第3.2条的规定“安全监控系统及组成设备采用抗干扰（EMC）技术设计，通过以下试验：地面设备3级静电抗扰度试验，评价等级为A；2级电磁辐射抗扰度试验，评价等级为A；2级脉冲群抗扰度试验，评价等级为A；交流电源端口3级、直流电源与信号端口2级浪涌（冲击）抗扰度试验，评价等级为B”。

3.5监控分站本安电源供电距离在2km以内，不符合《安全监控系统升级改造技术方案》第3.11条06款的规定，“分站的最大远程本安供电距离（在设计工况条件下）实行分级管理”。

3.6在用监控分站备用电源仅能维持断电后正常供电时间2h，不符合《安全监控系统升级改造技术方案》第3.11条03款的规定，“备用电源能维持断电后正常供电时间由2h提升到4h，更换电池要求由仅能维持1h时必须更换，提高到仅能维持2h时必须更换”。

3.7安全监控系统无应急联动功能，与《安全监控系统升级改造技术方案》第3.10条不符，“在瓦斯超限、断电等需要立即撤人的紧急情况下，可自动与应急广播、通信、人员定位等系统的应急联动”。

3.8监控系统不具备多网、多系统融合功能，与《安全监控系统升级改造技术方案》第3.6条不符，“实现井下有线和无线传输网络的有机融合、监测监控与GIS技术的有机融合。多系统的融合可以采用地面方式，也可以采用井下方式。鼓励新安装的安全监控系统采用井下融合方式。在地面统一平台上必须融合的系统：环境监测、人员定位、应急广播，如有供电监控系统，也应融入。其它可考虑融合的系统：视频监测、无线通信、设备监测、车辆监测等”。

4安全监测监控系统应用措施

4.1提高煤矿生产安全监控系统的智能化水平

突发灾害、生产设备故障是影响煤矿安全与生产的2个主要因素，及时应对突发灾害、对生产设备进行实时诊断监控是煤矿监控系统研究的重点方向，在监测灾害的同时，将现代的预测理论（灰色理论、混沌理论等）与专家决策智能模块引入监控系统，之形成有状态监测、灾害预报与处理、决策支持功能的智能系统，更加有效地防止灾害的发生。

4.2建立矿井通风事故隐患信息管理系统

矿井通风事故隐患信息管理系统主要包括以下五个方面的内容：。矿井通风系统状况评估，评估全矿通风事故隐患，主要包括通风阻力、稳定性分析、有效风量、通风系统的设计、分区通风等。矿井通风设施评估，主要包括质量检查、可靠性检查。通风措施评估，主要包括全矿反风的效果、可靠性分析，下行通风应用效果等。通风系统特殊问题的分析评估，例如微风或无风、角联巷道、串联风、循环风等引发灾变的可能性分析。评估抗灾能力和矿井通风系统防灾体系总体稳定性，通风事故隐患管理系统能够协助技术人员从通风角度全面查找各种事故的隐患，能够提高矿井总体抗灾能力与通风能力。

4.3制定煤矿通风安全监测监控标准。

制定煤矿企业监控系统设计方案，对不规范的通信协议与传输设备物理层协议进行规范，解决重复购置问题。为避免系统不兼容现象，建议煤矿安全监测监控系统对软件技术与信息通信技术的使用方面广泛运用组态软件技术。组态软件是通用型的监控软件，不需要任何语言与编程。利用软件本身的工具便可自动生成通信，控制，储存，显示等多种功能的应用软件。具有通用性，实用性以及维护方便等优点，从而有效避免不同监控设备之间系统不兼容现象；

4.4建立通风安全数据库

目前煤矿企业都开始向现代化管理方向发展，而通风安全数据库作为矿井通风安全管理的重要标志，其将计算机技术有效的应用到通风系统中业，通过对通风系统模拟分析，从而为煤矿通风管理现代化提供必要的依据，通风安全数据库的主要内容是不仅需要做好通风系统的管理，而且还要完成通风报表，另外还要做好防火、防尘和瓦斯管理等若干工作。

4.5加强煤矿监测系统安全

当保护区与中心站的范围内，加装安全栅，利用安全栅缓解并吸收线路上的雷电能量，通过安全栅把雷电的瞬间电压电流限制在安全值之内，能有效的避免因雷电造成设备损坏。

4.6加强安全检测人员的培训工作，提高监控人员综合素质

煤矿监测系统覆盖了计算机知识，网络知识，机器设备，软硬件技术以及各种传感器与系统的升级改造等各个专业知识。因此加强监湡控制系统人员的综合能力培训是煤矿监测系统正常运行的保障。

结语

监控系统最主要的功能就是环境参数监测和适时自动执行断电，以甲烷传感器为例，环境监测就是监测现场瓦斯浓度情况，瓦斯浓度一旦达到或者超过传感器的报警设定值，甲烷传感器就会发出声光报警，以提醒现场作业人员及时撤离采取措施进行处理。当瓦斯浓度达到或者超过传感器的断电值时，瓦斯传感器就会向分站发送信号，分站就会立即给断电器下发一断电信号，此刻断电器执行此命令断去被控开关的电源。瓦斯爆炸的三个条件：瓦斯浓度、引火温度和氧气浓度，而监控系统就是针对其中的瓦斯浓度和引火温度研发的，电容易产生电火花，断电就是杜绝在瓦斯浓度高的情况下有电火花的产生。

参考文献

[1]丰尚安.加强小型煤矿安全监控系统的探讨[J].煤矿安全，2009（12）.

[2]寇健利.中小型煤矿瓦斯监测系统的配置及更新[J].山西煤炭，2010（3）.

[3]抚顺煤科分院测控技术公司.煤矿安全仪器测控通信技术的研究与贡献[J].煤矿安全，2008（9）.