网络技术在煤矿安全监测监控中的应用

网络技术在煤矿安全监测监控中的应用

陈卓

陕西华彬雅店煤业有限公司 陕西 咸阳 713500

摘要：社会经济的发展，促进了我国网络技术的发展，并在煤矿安全监测监控中得到了广泛的应用。如何有效将物联网应用模式和技术融合在煤矿开采中，成为当前很多煤矿企业需要考虑的问题。煤矿安全监控系统正在不断深入煤矿安全管理中，近年来朝着智能化、数字化、网络化和集成化的方向发展。打造智能化、多元化的煤矿安全监测系统，探索科技创新与系统升级发展方向，是实现煤矿本质安全水平提升的关键点。本文首先分析煤矿安全监控系统存在问题，其次探讨网络技术在煤矿安全监测监控中的应用，从而提升煤矿行业的安全性。

关键词：网络技术；煤矿安全；监测监控；应用

引言

国家政策强调将智能化技术和煤炭产业融合发展，以促进煤矿智能化水平的提升，推动煤炭工业的高质量发展。针对煤矿安全监测，国家提出了安全监测监控方针，通过应用网络技术，改造煤矿监测监控系统，实现矿井作业安全性，形成良性循环态势。通过结合网络技术和煤矿安全生产，有效监测矿井下的有害气体，监控周边环境的变化，实时监测煤矿的安全情况，将监测到的数据传输到监控中心，从而为生产决策提供相应的参考，提升煤矿安全性能。

1煤矿安全监控系统存在问题

现如今，国内煤矿安全监控系统集成计算机技术、网络通信技术、传感器技术等于一体，实现井下的综合化管理，保障煤矿安全、高效的生产。目前，国内煤矿采用的安全监控系统主要包括:KJ95X型、KJ90X型与KJ31X型安全监控系统。监控系统的构成主要包括地面监控主机、网络交换机、监控分站、多系统融合服务器与传感器设备等。地面安全主机由主机与备用机组成，通过地面环网交换机与井下交换机组成以太网传输网络，实现井下数据高效、远距离传输。安全监控分站要从实际出发，具备ＲS485通信接口，可与终端数据采集设备实现信号传输，并对采集数据进行处理。安全监控系统采用多系统融合技术，对人员定位系统、应急广播系统等进行综合数据分析，发动系统联合报警功能，确保井下发生事故时及时为井下工人提供紧急避险，为救援人员提供技术支持[1]。目前，虽然监控系统对煤矿的安全生产起到了重要作用，但是监控系统对数据的处理分析较为粗糙，智能化程度较低，系统只能对单一的数据进行分析处理，缺乏综合的处理与判断，而灾害事故通常是由一系列问题导致。因此，提高监控系统的数据处理能力，加强煤矿安全的综合评估与预警体系的完善具有重要的意义。

2网络技术在煤矿安全监测监控中的应用

2.1平台设计

综合自动化平台是应用现代化信息和自动化技术，构建集监测、控制、管理于一体的开放式分布控制系统，具有生产管理监控功能，该系统的建设为各安全生产子系统搭建了一个统一监控平台，在平台上，通过人机界面实现实时监测。各服务器、各安全生产监控子系统全部部署在控制网内，可以大大节省线缆路由的投入，也避免了井下线缆敷设过多导致的维护难等问题。系统硬件服务器使用控制网虚拟化资源，具有较好的扩展性、先进性，具有海量历史数据查询与储存的能力；系统软件平台使用三维力控软件组态设计，能够减少接口的数量，降低系统的升级、维护成本。

2.2建立动态监测模型

在煤矿监测监控系统中，建立动态监测模型是非常重要的一项措施，动态监测模型可以对煤矿的动态变化进行实时监测和预测。首先，多模式监测技术的应用。通过结合多种监测技术，如无线传感器网络、机器视觉、声波监测等，实现多维度、全方位的煤矿井下安全监测，减少监测盲区和漏洞，提高监测效果和精度。基于大数据的安全动态评估煤矿安全监测监控系统需要处理大量的数据，要求监控系统具有一定的数据管理能力，以保障煤矿生产的安全。煤矿安全生产动态评估是利用安全监测系统的现有成果，集成各类安全数据。其中，基础数据是矿井安全生产长期稳定状态，日常业务数据表达安全生产短期稳定状态，在线监测监控数据体现安全生产实时状态。根据矿井安全生产中的监测数据、隐患、三违等数据，将各类影响因素依据诊断指标体系进行详细诊断，对于评估出的问题，根据权重扣分，将安全生产中所有的问题，以及扣除的分数展示出来，充分利用分析结果，为矿井安全生产管理提供决策依据。针对设备的运行情况，采用相关性、统计法进行分析，挖掘数据的潜在价值，选择任意时间段，对一个或者多个测点的趋势进行分析，利用全局最优算法，对测点数据进行非线性曲线拟合，分析数据相关性。对于设备故障的分析，主要是利用数据集成方式，接入现有的设备温度、振动等相关数据，以柱状图等形式展示出来，为故障原因查找提供数据支撑，从而及时解决问题。最后，建立动态监测模型可以实现煤矿监测数据的智能化管理。通过建立数据分析平台，对煤矿监测数据进行分析和挖掘，提取有价值的信息，为煤矿安全管理和生产决策提供参考依据。同时，可以实现对监测数据的可视化展示和智能化管理，提高监测数据的利用效率和准确性

[2]随着人工智能技术的发展，智能化煤矿井下安全监测系统将成为未来的主要发展方向，能够实现自动化数据采集、处理和分析，从而提高监测的效率和准确性。同时，智能化系统还能够实现自主决策和控制，提高安全性。

2.3人员安全环境感知系统的完善

对当前煤矿企业中的人员定位系统和安全监测系统进行集成优化，确保可以对无人工作面、矿工周围环境、少人工作面进行监控和感知，同时也要对危险信息进行及时主动地广播预警，在实现感知系统和矿工完成双向信息传输下，确保煤矿开采的安全。在人员安全环境感知系统的完善中，可以建设综采综掘工作面、有轨车、无极绳绞车、无轨胶轮车、斜巷绞车和输送带等方面的无线视频监控系统和无线视频巡检系统，确保无线宽带监控系统应用模式的完整性、有效性。

2.4瓦斯浓度预测模型建立

监控系统作为井下生产安全保障，对瓦斯浓度的准确检测与报警十分关键。瓦斯爆炸事故是对煤矿安全生产威胁性最严重的事故，瓦斯爆炸风险的预测是煤矿安全问题中需要解决的重要难题。基于GＲNN神经网络结构，建立井下瓦斯浓度预测模型。神经网络模型的输入层神经元个数为3，分别代表被测点的温度、风速与甲烷浓度，输出层神经元个数为1，代表网络预测的瓦斯浓度。通过GＲNN神经网络建立瓦斯浓度预测模型，以样本数据及初始光滑因子为参数，以均方根误差为检验标准构建神经网络。通过优化算法不断重构网络，降低网络的输出误差，其中静态知识库为神经网络的结构参数与样本数据。

2.5改进系统性能

改进系统性能是以控制系统参数为基础，提高系统整体监测效率，完善监测监控系统功能。监测监控系统在运行过程中，严格控制系统巡视周期，如有必要，在30s内完成监测地点的停电，有效控制断电时间，在不同的地方断电时间不超过40s，时间太长会对整个系统造成不良影响。在给系统提供电力时，必须要有备用电源，一旦电路出现问题随时更换。其中，备用电源的材质、参数也必须符合相关标准，保证长期电力供应。线路覆盖半径要保证整个监测监控系统的覆盖范围，在此区域要注意线路安全与稳定，降低故障发生概率，改善监测和数据分析性能[3]。

2.6规范网络结构

目前，我国的煤矿监测监控系统各子系统相互独立，无法联动作业，而加入分层的网络化体系进行网络分级控制虽然增强了系统应用的灵活性，但是星型网络在优化过程中越来越复杂，需要保证数据传输稳定性前提下，实现两个节点的高效连接。

2.7互联网技术的应用

利用互联网技术实现监测数据的远程传输和管理，提高监测效率和精度，同时实现煤矿井下安全监测的远程指挥和控制，从而降低人员伤亡和煤矿事故的发生率。

结语

综上所述，煤矿安全监测监控至关重要，能够为煤矿安全生产提供保障。相关工作人员在当前的煤矿安全监测监控中，存在多项问题，为了充分发挥安全监测监控系统的作用，需要提高重视。网络技术在煤矿安全监测监控中的应用具有极大的优势，应用网络技术搭建智能生产管控平台、综合自动化平台，能够实现动态化数据采集，并有效储存各管理数据，通过对历史数据进行挖掘分析，加强安全风险监测预警，充分利用大数据进行动态评估，借助数据分析结果为安全生产管理提供决策依据，从而形成良性的发展态势，提高煤矿生产的安全性。

参考文献

[1]罗金伟.现代网络在煤矿安全监测监控中的应用探析[J].科技创新与应用，2021（8）：125-128.

[2]武磊.网络技术在煤矿安全监测监控中的应用探析[J].能源与节能，2020（4）：151-152.

[3]高穆.基于无线传感器网络的煤矿瓦斯监测系统探析[J].中国新技术新产品，2017（23）：32-33.