煤矿安全监控系统融合升级的设计及智能化建设展望

煤矿安全监控系统融合升级的设计及智能化建设展望

任春华 曹雄兵

新疆维吾尔自治区煤矿矿用安全产品检验中心 新疆 乌鲁木齐

摘要：我国的煤矿有着复杂的地质条件，主要是以井工煤矿为主，煤矿的数量和产量都很高，很容易引发和造成灾难。矿井企业的未来发展方向是信息化和数字化。物联网技术有助于建设数字式煤矿，而且有助于实现全球感官环境，实现移动目标，协调控制、操作和管理，最终改进企业生产、经营和决策。本文基于煤矿安全监控系统融合升级的设计及智能化建设展望展开论述。

关键词：煤矿安全监控系统；融合升级的设计；智能化建设展望

引言

随着矿井信息化建设的加快，井下干扰增多，因而需要对安全监控系统进行升级改造。根据国家安全监督管理总局要求，煤矿安全监控系统要进行全面升级，实现全数字化、可视化传输，具有自诊断、预警功能，数据融合，能够实现1张图、1个表、方便监管。监控系统设备应具备抗干扰能力，使运行更加稳定可靠。为了提高煤炭企业的安全生产，所以煤矿安全监控系统融合升级是必要的。

1安全监控系统概况

矿井开采过程中安全监控系统的工作质量直接影响着矿井施工的安全性，其作为目前最常用的矿井开采管理措施，能够有效的对矿井内部的瓦斯、一氧化碳、风速、烟雾、温度等相关数据进行收集，同时针对开采过程中的施工设备的相关情况开展管控工作，借助计算机的功能分析、整理并处理所有参数。确保相关工作者能够及时获取各项数据，并为各项工作的开展提供有效的数据支持。开展有效的数据研究工作，能够在一定程度上为安全事故的防护工作奠定基础，可以科学的确保预警、断电与关闭工作的进行，有助于预先制定预防措施，避免安全问题出现。当出现安全问题时，可以立即制定逃生或者抢救计划，确保为后续工作提供有效的数据支持。

2现有煤矿监测监控系统存在的问题

虽然许多学者对煤矿安全监测监控系统进行了大量研究，并取得了一些成果，但是由于我国煤矿井下特殊的环境与自身技术的限制，使得大部分的煤矿安全监测监控系统面临着复杂的情况，使用与维护存在很大的障碍与阻力，目前存在的主要问题有:1)我国的煤矿安全监测监控装置存在很大的不足，不同的监测监控仪器和系统的生产厂家对自己的产品有不同的技术要求，当两个不同的装置配合使用时，会造成数据混乱，不利于煤矿的安全生产。2)国内很多厂家生产的煤矿安全监测监控仪器与系统质量参差不齐，而且国内的载体元件使用寿命低，故障率高，如果使用国外生产的装置与系统的费用过高，不利于提高煤矿企业的效益。3)矿井的现场情况复杂，而且随着煤炭开采深度的加深，井下环境会变得更加复杂，因此，信号传递过程很不稳定，不利于实时监控，也可能导致煤矿安全监测监控系统的损坏。4)从事煤矿安全监测监控的相关技术人员还比较少，当煤矿井下的监测监控系统出现问题，不能有效进行维护，技术水平不够熟练，造成经济损失。

3简述数字化煤矿

“数字化煤矿”是计算机和各种网络技术的组合，这些技术可以自动控制井下设备，并在网络平台上均匀提供井下环境信息和电器状况信息。物联网的核心就是网络，新的煤矿安全监控系统的特点是数字化、网络、模块化。煤矿数字化的实施取决于为煤矿建立一个完整的四维地理信息系统，从而能够建立一个三维煤矿地质模型，一个二维电子矿井地图，以及数字化地面物理模型。以可见和透明的方式管理煤矿的隧道。关于煤炭生产设施和生产进展的实时数据，传感器及监视和监视技术被用于动态监视生产过程工作建造数字化煤矿可以创造一个更加安全和舒适的工作环境。这有助于控制整个生产过程管理。同时，虚拟设备的集成能够实时控制实地业务，大大提高煤炭生产的效率。提高企业的活力和竞争力、提高生产安全性，煤炭生产数字信息系统可以为煤矿企业提供技术支持。在煤炭工业中使用这两种功能可以为煤炭生产提供必要的支持，并对生产进行实时监测和管理。还能预防突发自然灾害及相关事故并获得智慧化生产，促进我国采矿业的可持续发展。

4煤矿安全监控系统进行定期更新与优化

煤矿安全监控多系统融合实现了信息综合管理和多系统、多网的互相融合，将设备监测、电力监控和人员定位共同融合到系统中，解决了信息传递单一问题，人员定位、应急广播、工业电视与煤矿安全监控系统共同联合。所以，多系统融合包括应急联动、多种系统信息融合、GIS与监控系统融合、井下多个系统及多网联合、地面多系统数据融合等。（1）使用数字化传感器。为了确保煤矿生产的顺利进行，并充分发挥安全监控系统的作用，可以为其配接多种制式的断电器、报警器、传感器等，以实现对煤矿各种环境参数进行实时监测，进而达到对相关设备的有效控制。实际上，在传统频率型传感器基础上，数字式智能传感器又增加了更远距离传输、心跳功能、支持热插拔、自动保护元件、自属性上报、遥控修改地址、传感元件故障自诊断等多种智能化功能，具有更稳定、更智能、更安全的特点；（2）自动断电、报警。用多CPU处理模式来取代现有的单CPU处理模式，这样不仅可以使传感器脉冲计数周期缩短，而且还可以借助计算机对井下传输的各类数据进行对比和分析。如果井下监控设备出现声光报警时，就需要维修作业人员做好撤离准备，并及时制定检修方案，避免各类事故的扩大化。同时，还可以根据瓦斯超限持续时间、瓦斯浓度大小、瓦斯超限范围等，来对不同的报警级别进行设定，以达到分级响应的效果。

5煤矿安全监控系统智能化建设展望

（1）利用物联网和互联网+技术实时预警，煤矿安全监控系统虽然实现多系统融合，但是只是地面的融合，井下各个系统设备仍独立工作，并未实现集中融合，未来可以利用物联网技术来实现。未来可以开发一款APP或利用微信小程序，结合短信平台，利用互联网+技术，就是利用APP或微信小程序实时查看安全监控系统的数据，并可以设置相应的权限。当井下设备运行出现异常或数据出现异常时，通过移动终端的声光、震动和短信的形式，来提醒相应权限的管理人员来进行实时预警。权限较高的管理人员还可以远程对调度人员和当班安全员进行远程安排部署，做到井上井下沟通，一有危险可以及时发现，及时安排处理。（2）云计算和大数据技术的应用，目前的煤矿安全监控系统数据存储量比较大，只能实现简单的数据分析、逻辑操作，无法对整个数据进行系统的分析和评估，也不能实现设备自调校和设备故障自检，无法做到智能化重大隐患的预警。未来应该将云计算和大数据技术应用到煤矿安全监控系统里，实现数据系统的分析和评估智能化等，对井下重大隐患进行预警。

结束语

伴随着煤炭资源的开采，我国浅部煤炭资源逐步枯竭，煤炭开采逐渐向深部延伸，煤矿自然灾害也慢慢增多。为了减少矿井灾害的发生，许多专家正在研究无人化智能精准的开采技术，而技术的关键就是监测监控技术。近年来，我国的煤矿安全监测监控技术取得了很大进步，不仅能够实时监测井下的各种参数，提高煤矿安全生产，而且当灾害事故发生或者即将发生时，能够进行预判，提高了安全管理的效率。本文通过对现有的煤矿安全监测监控系统进行分析，找出存在的问题，从而指出煤矿安全监测监控系统的发展趋势，为煤矿企业发展安全监测监控系统提供指导。

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