煤矿通风安全仪器仪表校准分析

煤矿通风安全仪器仪表校准分析

李峰

身份证号：37030319780105393X

摘要：随着经济水平的提升，煤矿主通风装置是保障煤矿正常生产和井下工人生命安全的重要设备。近几年由于通风系统管理不良、瓦斯浓度过高引起的煤矿安全事故占比约60%，因此，设计并优化煤矿主通风装置具有重要的意义。随着煤矿智能化进程的不断推进，煤矿主通风装置需具备实时监测运行状态参数、评估主通风健康状态的功能，保证煤矿通风安全生产。随着自动化、智能化等现代化技术在煤矿开采领域中的进一步发展，传统人工监测的方式势必不能满足智能煤矿建设的需要，因此，亟需一种更具智能化的煤矿通风监测系统。

关键词：煤矿通风安全；仪器仪表；校准分析

引言

目前，煤炭作为国家能源保障系统的重要基础，在目前形势下，煤炭依然是国家经济主要支柱，对我国今后发展具有重大意义，所以在推动煤矿下安全工作进程中，必须始终关注煤矿企业安全问题。近年来，我国煤矿企业发生大量安全事故，对企业安全管理工作造成极大冲击的同时，也对相关工作人员人身财产构成极大威胁。例如，煤矿中常有大规模瓦斯泄漏，其主要原因便是通风不良，如果不及时通风，瓦斯密度就会急剧增加，若瓦斯密度超出一定临界点，便会产生剧烈爆炸。因此，在煤矿通风安全设施中，做好煤矿通风安全仪器仪表设备校准工作具有重要现实意义。

1煤矿通风安全监测监控系统的运行原理

在实际作业过程中，煤矿通风安全监测监控系统的工作原理具体如下：1)该系统的监测主机可以不间断地与各分站通信，当分站收到传感器信号后，会对接收的信号进行自动监测和处理；2)该系统的各分站时刻“坚守自己的岗位”，一旦监测主机收到询问，分站汇总各个测点信号统一传送至监测主机；3)利用该系统对井下设备进行操控时，监测主机可以通过控制命令将各个分站的监测信号传回分站，最后再利用分站的远程开关控制井下设备；4)该系统的监测主机可以对接收到的实时信号进行处理并存盘，最终在各类外设场所显示。

2煤矿通风仪器仪表校准重要性

煤矿通风设备能对煤矿安全进行预先监控，其监控精度与煤矿生产安全性有着直接关联，而采用精密安全通风设备对煤矿安全运行有着至关重要的作用。煤矿通风安全设备的监测结果，对煤矿能否正常开工、能否正常进行通风等决策有着关键支撑作用。另外，煤矿生产条件较为恶劣，必须经常采用安全通风设备，在频繁使用下，便会对安全通风设备准确性造成一定影响，在长时间超负荷工作状态下，通风安全设备的测试结果可能会出现较大误差，从而引发安全隐患。因此，企业需定期对煤矿通风安全设备开展定期校准工作，保证其精度能够满足煤矿安全要求，为煤矿开采安全工作提供可靠保障。

3通风智能监测

结合采集到的数据，有效处理各项数据，得到所需的监测结果，如报警信号、数据显示。监测系统的上机主要负责接收数据和发送指令，该系统主要是基于King SCADA软件，并利用编程技术设计矿井通风监测系统的显示界面，即利用CAN总线通信，将PLC采集到的全部监控信息传输到King SCADA中，将接收到的数据转化为变量，并使用King SCADA软件对其进行显示。之后，通过程序设定，即可得到想要的图像，并对其进行动态实时显示。此外，还可以利用King SCADA软件向各模块发出命令，以实现各模块的功能。在具体监测过程中，将通风设备的操作参数显示在对应的工业显示器上，一般要求对其执行程序，从内存中读出数据，并将其转化为对应的显示信号。在此程序中，使用了不同的传送协议，或使用不同的信号通信标准。在某些情况下，还必须从收集到的数据中提取异常信息，这就要求处理某些情况下的数据。为提升故障诊断的效能，建立一个专门的故障数据库，直接将所抽取的特征信号与数据库中的信号比较，判定是否存在通风异常的情况。在某些不正常的条件下，如气体浓度和一氧化碳浓度超过了正常值，则有必要报警，这要求设置风险状况下的指数，对比监测到的各项参数与其阈值，即可对报警状态作出判定。

4煤矿通风安全监测监控系统存在的问题

4.1通风安全监测监控系统生产厂家有差距

现阶段煤矿监测监控所需要的设备应别具一格，因为对于不同的通风系统所使用的监测监控设备不同，也就造成了厂家生产的设备与系统不兼容的问题，导致系统无法安装至设备上。与此同时，还有很多生产厂家在生产设备的过程中存在问题，由于各厂家对生产设备的质量等问题把控不够严格，并且在系统参数的设置上也有一定的差异，无法达成一致的标准。

4.2通风安全监测监控系统的管理工作有待加强

随着中国工业不断发展，对煤炭资源的需求量也逐渐增加，同时推动了煤炭产业的发展。因此，保持煤矿通风安全监测监控系统的正常运转才是维护管理工作的重要手段。尽管如此，依然有许多管理人员并不重视安全管理工作，没有意识到煤矿井下安全工作的重要性，没有科学开展维护管理工作，导致管理制度不够完善，使系统监测效果较差。另外，通风安全监测监控系统安装有问题，限制了系统保护作用的发挥，导致安全隐患发生。

5煤矿通风安全仪器仪表校准设计

5.1硬件设计

称重传感器有多种类型，按其测量原理可分为：振动式、陀螺式、电容式、液压式、光电式、电磁式、有磁极变、电阻应变式八种类型，其中电阻应变式是应用最广泛的一种。电阻应变元件包括弹性元件、电阻应变元件、测量电路及传输线路四大类。其工作原理是：在弹性元件上粘贴有电阻应变片，当弹性元件受到外力的影响而变形时，其表面的应变片也随之变形；由此引起的阻值发生了变化，测量电路将实时地探测到该阻值，并将其转换为与外力成一定比例的模拟电信号。通过对仿真信号进行处理，能够将被测量对象的质量以数字形式显示在显示屏上。

5.2软件设计

TLC2543的工作流程可分为I/O循环和真实循环两个阶段。其中I/O循环根据所选择的输出数据的长度，通过外部的I/OCLOCK来限定。该装置进入I/O循环，并同时进行两种工作：在UOCLOCK的头8个脉冲上沿，从DATAINPUT端以MSB前导的形式向输入寄存器输入8bit的数据。第一个四个数字是模拟信道的地址，由11个模拟输入和3个内部自测量的电压被控制14信道的模拟多路器，把一条选通到取样保持电路，这个电路从第4I/OCLOCK脉冲的下缘开始取样选定的信号，直至最后I/OCLOCK脉冲的下缘。I/O循环中的时钟脉冲数量和输出数据长度（位数）由D3、D2位选择为8、12或16位。如果工作在12或16位，则在头8个时钟脉冲后，数据输入将失效。

5.3串口通信程序设计

利用微软VisualBasic6.0编写了上位通用计算机的串行通信软件，并利用汇编语言编制了智能化通风安全测量仪器的通信软件。因为在上位机中使用微软公司的MSComm控制来接收数据，所以比较容易，故不详细接受。这部分仅简单地介绍了单片机通信软件。

结语

在煤矿通风工作当中，安全仪器仪表有着不可或缺的重要地位，故而煤矿企业相关管理人员需加大对仪器仪表校准工作重视力度，确保仪器仪表自身作用在煤矿当中充分发挥。从而切实提升煤矿井下作业安全性，切实实现安全生产这一目标。此外，还应积极借鉴国内外先进技术，降低设备问题的发生概率，有效提高煤矿通风的安全性，减少生产成本的多次投入，并保证矿井内工作人员的人身安全。

参考文献

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