监测监控技术在煤矿安全生产中的应用

监测监控技术在煤矿安全生产中的应用

张鹏

枣庄矿山机电设备安全检测中心有限公司    山东省枣庄市 277011

摘要：煤矿监测监控技术的应用对于生产安全性的作用与价值不言而喻，在煤矿生产期间，影响安全生产的因素可谓是多种多样。针对这些危险因素如果仅仅只是应用人工监控，必然会留下监控死角，而且还将会增加人工的工作量，但是应用现代化的监测监控技术则可以有效的规避相关问题，提高监控的质量和效率，保证生产的安全性。

关键词：监测监控技术；煤矿安全生产；应用

中图分类号: 文献标识码：A

引言

煤矿生产过程中，监测监控技术是不可或缺的，借助现代化的监测监控技术可以及时的发现煤矿生产环节存在的问题和不足，保证煤矿工作人员的安全性。文章主要对煤矿安全生产中的监测监控技术应用问题进行了分析和论述，希望能够更好的发挥相关技术的作用优势，推动煤矿企业的安全发展。

1 煤矿生产过程中运用视频监控技术的重要作用

视频监控系统在煤矿安全生产过程中扮演着“关键先生”的角色。实际工作过程中，视频监控系统采用“一通三防”模式布置，从系统结构方面来看可以将该系统分为井下部分与地面部分两个模块，其中井下系统的作用是借助信息化手段对各种视频监控数据进行采集与整理，将视频信息转化为数字信号传送至地面监控室，地面监控室中的工作人员运用专业软件，对数字信号进行加工与整理，借助这种方式对井下情况进行实时监督。借助这种方式确保矿井下工作人员的安全。很多煤矿井下情况十分复杂，无论是对于煤炭开采技术还是采煤设备，都有着很高的要求。借助数字化视频监控系统，监控室工作人员能够对井下空间的瓦斯含量、粉尘含量、CO 浓度等数据进行实时监控，若发现某一项指标出现异常，该系统会自动发送警报，提醒相关工作人员及时处理安全隐患，确保煤矿工人的生命安全。

2 视频监控技术发展历程

（1）点对点监控 ：最初的视频监控系统主要是利用摄像机和监视器（电视），采用一对一连接方式，这是闭环监控系统发展的初始阶段 ；（2）切换控制电路 ：伴随着技术的快速发展，视频切换器、变焦镜头和云台在煤矿安全生产中逐步得到普及，多台摄像机共享一台显示器。受到技术条件限制，这种监控系统只是单一的硬件电路组合，切换和视频控制是相对独立的 ；（3）微处理系统 ：微处理器的逐渐普及，使得闭路电视系统实现了控制与切换的统一 ；（4）多媒体监控 ：相关工作人员使用计算机传输所有视频，并使用视频采集卡在计算机上进行采集以供观看。控制和切换主机仍然是传统的单

片机主机，借助串口与微机进行连接，借助这种方式实现对于监控系统的控制。尽管该系统有着人性化的人机界面，但实际上其并非真正意义上的多媒体视频监控系统，计算机仅充当外部显示器 ；（5）网络监控系统 ：借助互联网技术组建数字化监控网络，能够在一定范围内形成局域网，在有限范围内实现实时监控，或者通过连接无线通信网络，组建移动监控系统。

3 煤矿视频监控系统构成

伴随着科学技术的不断进步，煤矿视频监控系统也在不断革新，技术已经十分成熟，能够确保该系统持续稳定工作。这种背景下，数字化视频监控系统在煤矿生产中得到了广泛应用。就目前视频监控系统发展来看，广泛应用于煤矿安全生产中的数字化视频监控系统，可以分为两类 ：

（1）以单片机为基础，利用 PC 机进行视频转换的多媒体监控系统。该系统采用基于单片机的矩阵切换装置，使分散的硬件视频监控模块小型化。例如，前端控制和视频切换功能在一台机器上集成。实际工作中，依靠 PC 图像控制模块，可以实现视频矩阵的自由切换，让负责监控的工作人员能够依据实际情况灵活切换监控画面，对井下生产状况进行全方位了解。

（2）以 PC 机为基础，采用多媒体管控技术对矩阵视频

信号进行切换与控制。该监控系统借助串口，将报警系统与监控系统相连。依靠该系统内嵌的软件程序，实现对于矩阵视频信号的自由切换、联动报警等功能。此外，由于该系统具有优越的开放性，因此在实际工作中，能够根据煤矿安全生产实际需求，将不同系统与频监控系统相连，比如瓦斯安全监控系统、井下作业安全参数监控系统等，实现不同监控系统的集成，提升监控效率。

4安全监测监控系统概述

安全监测监控系统就是指在煤矿安全开采的过程中通过各种模拟量及开关量传感器对井下生产环境进行实时监测，将监测到井下大巷及作业地点的风速、瓦斯、温度、一氧化碳等数据信息传输到地面监测监控中心，便于工作人员能够有效的掌握井下的各种情况，在突发事件发生前给出预警信号，有效预防安全事故的发生。目前我国煤矿企业常用的安全监测监控系统的基本都是监测中心站、安全监控分站、各种传感器及断电器等组成。在作业现场连续作业过程中，目前的设备出现了作业稳定性低、安全监测参数不准确、不完整等问题。在煤矿安全生产视频监控系统发展初期，大部分煤

矿都使用闭路电视监控系统。这种监控系统的优势在于原理简单、适用性强，因此一经出现就得到了广泛应用。但随着技术水平的不断提升，这种传统的视频监控系统的弊端逐渐暴露出来 ：一方面，该系统信号传输是以铜线作为媒介，当视频信号传输距离超过 1km 时，视频信号会出现明显的衰耗，降低视频信号使用价值。另一方面，这种传统的视频监控系统无法实现联网，只能通过单一的点对点方式实现对井下作业空间的实时监控，因此其布线的工程量很大，安装成本以及后期运维管理成本较高。此外，这种传统的视频监控系统储存资料的方式较为落后，不仅要耗费大量的储存介质，而且调阅查询视频的流程较为繁琐，效率不高。

5煤矿安全监控系统应用的必要性

煤炭开采的工作环境是非常恶劣的，且煤炭开采大多都是井下作业这就导致了容易出现各种意外事故，而这些意外事故的发生都会在一定程度上影响到煤矿的开采效率，严重的甚至会导致煤矿停工。这些事故的原因主要为以下几个方面：①随着煤矿的不断开采矿井内瓦斯、CO等各种有毒气体也会不断的产出，且在煤矿开采时粉尘的产出也是巨大的，这就导致了矿井恶劣的开采环境。②虽然井下作业都会配备矿用通风机，能够将大部分的有毒有害气体和粉尘排出，但有一些大型煤矿产生的有毒有害气体和粉尘较多，现有的通风系统无法快速有效地改善井下现场作业环境，有害气体长期积聚很容易会造成重大事故的发生。③地下煤矿开采和运输设备的规模都比较大，而这些大型设备往往都会自带一些监测监控设备，但是机器自带的这些系统往往无法满足井下监测的具体需求，存在着一定的缺陷。因为不同的机器自带的系统是互相独立的，无法将监测得到的信息汇总起来，如果井下设备发生了故障，因为系统的局限性井上的操作人员无法在第一时间得到相应的信息，无法了解故障的发生点和整台机器的运行状态，这就严重的减缓了井下作业的效率，给设备的运行造成了一定的困扰。由以上分析得出，我们应当建立一个完整的实时的动态的监测监控体系，时时刻刻对井下的作业环境和井下设备的运行情况进行监测，并收集相应的数据信息为以后煤矿整体的数据一体化提供数据支持。

6煤矿监测监控系统的应用

6.1系统监控综合化现如今，随着科技的不断发展和进步，我国煤矿监控监测系统所配备的各项软硬件设备可谓是日趋先进，自动化技术在监控系统中的应用早已不再是新鲜事。借助自动化监控技术可以将地面与采矿系统完美的结合在一起，这样煤矿安全管理人员可以随时随地的检查井下的各项生产情况是否按照规定要求执行，了解生产工作中存在的问题和不足，查看各个系统是否正常运行。

6.2系统平台的调度及显示

煤矿生产期间所应用到的生产设备多种多样，如提升机、皮带机以及掘进机等等，多项设备同时作业的情况也比较常见，在煤矿生产工作执行期间管理人员可能需要同时向多个系统发出指令，才能保证各个设备彼此之间协同配合。生产调度室的监控软件此时就可以发挥自身的监控作用，可以为管理人员提供一系列的煤炭生产分析数据，进而帮助管理人员做出更加科学合理的决策，保证其发出指令的正确性，以便有效的预防各类事故的发生，保证煤矿矿生产的安全性和效率。

6.3人员定位系统的应用

煤矿开采期间，所需要的工作人员众多，工作人员所处的环境相对来说是比较恶劣的，如果对于井下煤矿工作人员的定位不够准确及时，那么在煤矿事故发生之后，对采矿人员的搜救难度就将会增加，安全事故影响将会扩大。人员定位系统主要是采矿人员携带输入了个人身份信息的定位器，在生产线中安装定位基站，并向地面监控中心实时反应操作员所在的位置。系统可以借助定位器所反馈的信息，实时监控井下工作人员的各项情况，了解工作人员所处的位置、人数等基本信息，这样在危险事故发生时，可以第一时间给工作人员以预警，使其能够安全撤离危险区域或者是逃生。当然，人员定位系统对于技术的要求相对来说也比较高，其融合了传感器技术、远距离识别技术以及通信技术。该系统的应用不仅可以对采矿人员的日常工作行为进行评估，同时在事故发生之后，只要定位器没有被损坏，其也可以为搜救工作的开展提供有效的帮助。

6.4监控系统子系统

监控系统的子系统包含有安全监控系统、采矿压力系统以及束管监控系统。安全监控系统应用的主要目的就是为了保证各项采矿工作的安全性，其可以对机电设备的实时工作状况进行监测和分析，判断这些设备是否处于正常运行状态，有无安全隐患存在，而且其还可以对机械和设备等运行情况进行预测和分析，这样既可以降低事故的发生率，同时还可以减少设备故障损失率，可谓是一举多得。采矿压力系统应用则是为了对煤矿开采期间的各项压力进行监测和分析，在煤矿生产活动之前期间，由于外力作用的影响，因此围岩形状以及所承受的压力处于不断变化的状态，其可能会导致顶棚落下，进而引发安全事故。采矿压力系统的应用可以实时对煤矿内部压力状况进行分析，然后采取有效的措施进行监督管理和分析，进而保证相关工作的有序实施，及时的规避安全事故。束管监控系统的应用目的则是为了对采矿活动实施期间的各种易燃易爆气体以及瓦斯等进行监测分析，避免这些有害的气体超过阈值，对生产工作产生不良的影响。

7煤矿监测监控技术为例发展趋势

当前基本上我国大部分煤矿都已经应用了现代化的监测监控技术，但是这些技术在应用以及技术推广过程中实际上还存在有各种各样的缺陷，为了更好的发挥相关技术的作用优势，未来监测监控技术可能会朝着几个方向发展：①煤矿安全监测与监控系统设备将会逐渐一体化，彼此通用，这样安全监控监测的范围将会不断被拓宽，煤矿的安全生产也将会得到更好的保证。②煤矿安全监控系统将会不断优化，如可以通过改善地下光纤环网传输的方式，将网络接口与地面设备彼此连接在一起，然后对每个站点进行有效的监督和管理，这样可以快速及时的保证井下工作人员处于相对安全的环境中，当然在此操作过程中必须要充分的评估煤矿的实际生产环境，而且对于设备的性能提高了较高的要求，因此相关技术要想得到有效的推广及应用也并非一朝一夕能够做好的事情。③执行多方向监控。煤矿安全监控设备具有比较高的适用性，同时其应用形式也比较简单，只要能够收集相应的数据信息做好基础处理工作即可，但是相关监控设备却无法实现煤矿的多边监控。所以说，未来还应当重点发展好多边监控技术，扩大安全监控范围。

结语

综上所述，监测监控技术在煤矿生产工作中应用，可以及时的对矿井下瓦斯、一氧化碳、风速、烟气、温湿度以及其他环境参数进行分析，将监测期间所收集到的各项数据上传到后台管理系统之中，对数据进行分析，判断煤矿生产是否安全可靠，是否存在问题和缺陷，然后及时的采取措施予以应对，进而保证生产的安全性。

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