关于煤矿瓦斯监控系统的探究

关于煤矿瓦斯监控系统的探究

李飞

陕西陕煤澄合矿业有限公司西卓煤矿 陕西省合阳县715300

摘要：煤矿智能化具有安全、高效和操作简单的优势，是煤炭行业的发展方向。本文主要对煤矿瓦斯监控系统进行研究，详情如下。

关键词：煤矿；瓦斯；监控系统

引言

我国煤炭资源丰富，但人均占有量较低且自动化起步较晚。煤炭资源作为保障我国能源供应的基础能源，不断增加的煤炭需求量正在逐渐推动煤矿企业向着更大规模、更深层次的地下进行开采，相应也增大了安全事故发生的概率。随着我国科技水平与自动化技术的不断发展，智能化设备的应用在一定程度上降低了煤矿企业因通风问题所引发的安全事故。

1瓦斯报警系统应用现状

在当前的煤矿开采工作中,瓦斯监控报警系统的应用在改善我国矿井开采安全状况、保障人员人身安全等方面发挥了极为重要的作用。早在2007年,为了降低瓦斯事故出现的可能性,国家就要求所有的煤矿矿井都要在开采前安装瓦斯监控系统,这一情况的出现给我国瓦斯报警系统的发展提供了有效的支持。但对我国煤矿瓦斯监控报警系统的具体应用情况调查分析后可以发现,虽然国有煤矿中超过5200处的矿井安装了瓦斯监控设备,但大部分瓦斯监控设备已经较为老旧,存在维护不善、带伤运行等问题;而私有煤矿中瓦斯监控报警系统的安装率不超过50%,这给煤炭资源的安全开采带来了极大的隐患。近年来,随着人们对煤矿开采安全问题关注,煤矿瓦斯监控报警系统迎来了新一轮的更新换代与安装。

2煤矿瓦斯监控系统

2.1瓦斯监控报警系统

在实际应用过程中,传感器可以通过热催化的方式实现瓦斯气体的探测。具体来说,瓦斯传感器内部含有催化元件,如果探头气室内并不存在瓦斯气体,那么瓦斯传感器的电桥将保持平衡,此时不会输出电信号;若探头气室内存在瓦斯气体,那么受热催化反应的影响,电桥将失去平衡,输出电信号,输出的电信号大小与气体浓度之间成正比例关系。需要注意的是,由于传感器输出的监测信号数值相对较小,单位为mV,这种情况不利于后续设备检测与操作,因此设计人员需要先将电信号输入到仪表放大器中进行放大处理,再对电信号进行A/D转换,以便微处理器将运算后的数据通过射频模块进行无线传输。在瓦斯监控报警系统工作过程中,载体催化元件传输的电信号相对较小,仅用这一大小的电信号进行信号通信,往往无法满足信号传输对于通信距离的要求。现阶段为切实解决上述问题,设计者可以通过对电信号进行放大的方式,增加信号的传输距离。在基于无线通信的瓦斯监控报警系统设计过程中,设计者可以在cc2430的基础上增加cc2591功率放大器,从而达到优化无线传感器网络通信功能的目的。为了实现对矿井内部瓦斯浓度的实时监控,在构建基于无线通信的瓦斯监控报警系统时,设计者可以用模糊PID对主控芯片cc2430进行控制,并用P0_1输出所需波形,以此控制电路电磁阀的开闭。在电磁阀控制电路工作过程中,若矿井内的瓦斯气体浓度超过安全生产范围,那么电磁阀将关闭,抽排泵开始工作,将矿井内的瓦斯气体排出矿井。当矿井内的瓦斯气体浓度低于安全生产范围时,电磁阀打开,抽排泵停止工作。

2.2煤矿瓦斯抽采管道安全防护装置控制系统

用可编程系统的来设计的控制系统根据功能分为在线监测、控制和故障诊断模块。其中主要负责数据收集与传送的采集和监测模块在采集完数据后在将其输送，这些信息被输送到控制和诊断模块时，该模块对这些数据进行分析随后给出诊断结果；随后控制模块在对其进一步的加以分析，产生下一步指令；紧接着再由诊断模块进一步分析故障信息，随后产生警报。因为阻爆装置的开关所采用的是由液压控制的开关，所以要在设备中积蓄压力，从而来保障整个液压系统能够正常运转；而且在阻爆装置启动后下一步就要借助转速传感器去检测阀门有没有准确的关闭。而负责对火情状况进行检测的火焰传感器则需要全程监控随后在把数据进行进一步的传递，由于其起着连接上下的作用所以其是防护系统起着核心作用。而抑爆装置则要借助压力传感器来对压力值进行监测，从而保证其能够喷撒完全从而达到抑爆效果。而装有水位控制系统的泄爆装置，则要借助各种与之相关的各种传感器对其进行监控并补充水位。这些数据在传至采集模块时对信息进行进一步的筛选随后在将有用信息传递给下一模块。

2.3先进的数据处理技术

一些简单的数据处理算法难以满足煤矿生产中出现的复杂状况。为了提高安全监控的有效性，应该采用先进的数据处理技术。先进的数据处理技术的优势如下：a)采用大数据技术对实时监测的各项指标进行分析，进而做出较为准确的判断。通过采用大数据技术对数据进行全方位的统计分析，不仅可以提高数据的利用率，还可以挖掘更多潜在的规律。b)采用智能算法对数据进行处理。在实际生产中，有时难以较为准确地给定各项参数的安全值或是有些指标缓慢超过安全值，通过智能化算法可以更早地对安全隐患做出判断。此外，为了适应先进的数据处理技术，应该更换性能更好的服务器，并增大数据存储器的容量。

2.4高性能预警技术

目前，煤矿安全监控系统的智能化仅仅停留在初级阶段，对于一些状况还需要进行人工处理。也就是说，监控系统的作用仅仅是对危险情况进行预报，并不能进行处理。为此，在未来还需要在监控系统中加入高性能预警技术。通过加入一些AI处理，使系统不仅能对出现的紧急情况发出预警，还能做出一些处理，从而避免煤矿安全事故的发生。例如在视频监控系统中，采用计算机视觉技术识别工人的行为，一旦工人出现重大违规行为，立即发出警报，并通知工人立即纠正行为；在监测到巷道中的瓦斯浓度过高时，能根据以往的经验进行紧急处理，自动增加巷道的风量，使瓦斯浓度降到安全水平。综上所述，在未来，煤矿安全监控系统不仅仅要对安全状况进行监测，还要对安全状况进行智能化控制，从而保证煤矿安全监控系统发挥最大的作用。

结语

随着矿井开采从机械化、自动化向智能化的转变，信息化是大势所趋，也是煤矿行业的重大技术进步和发展方向。在新的时代环境下，要从以往的教训中吸取经验，检讨以前的不足之处，在当前的基础上，不断提升智能化技术，推进矿井设备智能化应用。采用智能化采矿技术，可有效地减少煤矿事故发生频率，保证煤矿的生产运行，并保证矿井的运行质量。在坚持高效、绿色、无污染的前提下，继续进行技术革新，对煤矿设备智能化开发技术进行持续的完善。

参考文献

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