信息化煤矿安全监控系统的构建探析 孔凡朋

发表时间:2019/11/11   来源:《基层建设》2019年第23期   作者:孔凡朋
[导读] 摘要:目前我国经济建设发展迅速,矿企为我国发展做出了很大贡献。
        山东东山古城煤矿有限公司  山东济宁  212106
        摘要:目前我国经济建设发展迅速,矿企为我国发展做出了很大贡献。为更好地保障煤矿安全生产,基于煤矿安全监控系统现状,研究了信息化煤矿安全监控系统的构建,阐述了信息化煤矿安全监控系统的概念与具体的系统构建框架,通过构建信息化煤矿安全监控系统,有助于实时了解煤矿生产情况,进而更好地保障矿井安全生产。
        关键词:信息化煤矿;安全监控系统;构建
        引言
        煤炭是我国的基础能源和重要原料,煤炭工业是关系国家经济命脉和能源安全的重要基础产业。“十二五”时期,煤炭安全取得了长足进步,但发展过程不平衡、不协调等问题依然突出,安全生产形势依然严峻。煤矿地质条件复杂、水、瓦斯、地压等灾害频发,百万吨死亡率远高于先进国家,煤矿安全风险加剧。“十三五”煤炭工业规划明确指出,坚持以人为本、生命至上理念,健全安全生产长效机制,深化煤矿灾害防治,全面提升煤矿安全保障能力。随着我国科技水平的不断提高,利用物联网、大数据等技术,推进煤矿安全监控系统升级改造,构建煤矿作业场所的事故预防及应急处置系统,成为改善我国煤矿安全现状的一项重要措施,建立信息化煤矿安全监控系统成为煤矿安全与科技信息发展相互协调的必然产物。
        1信息融合技术简介
        信息融合技术是一种通过对数据进行感知和综合的过程,类似于人类通过感官对事物进行感知、综合分析和判断的过程。具体而言,信息融合技术首先需要借助信息化手段对获得的若干传感器数据按照一定的逻辑关系进行信息提取和综合分析,再通过最后的分析结果进行相关决策和判断。通过上述定义可以发现,信息融合技术需要将若干传感器作为基础,并按照工作中的目标任务对传感器信息进行协调管理,通过构建一定条件下的传感器模型进行传感器数据的状态统一、选择剔除、分类综合工作,最终达到对数据对象进行判断决策的目的。就信息融合的方法而言,主要包括加权法、参数法、识别法和人工智能法等,这些方法具有自身的优劣势和使用情境,因此相关企业在进行应用时也需要按照特定环境和领域进行个别选择或者多个组合,以满足实际的应用需求。根据数据的抽象程度,信息融合技术主要分为三个层次,即数据级融合、特征级融合、决策级融合。煤矿企业在煤矿安全监管中应用信息融合技术时,也要关注到这三个层次,根据自身的情况进行合理选择。
        2煤矿安全监测系统现状
        根据相应的安全规定,任何煤矿生产都必须建立有效的安全监控体系,实时监测煤矿生产中的安全隐患,同时作出针对性的紧急处理方案。在2010年,我国已经建立了全覆盖的煤矿安全监控系统,可以对生产的各个环节进行有效的监控。但目前对系统职能的认知较为匮乏,也不存在完善的信息技术,没有作出系统的规划及职能限定,此外,相关部门也未建立有效的约束机制,不具备统一的软件标准,导致监控系统无法发挥自身的功能,无法真正融入到安全生产及生产规划的环节中,没有相应的传输平台来进行数据的传输及管理,无法建立起有效的网络系统来融合及共享信息,导致监控系统流于形式,无法使管理与监控形成一体化。
        3信息化煤矿安全监测系统的构建
        3.1采用先进传感器技术及设备
        要求采用低功耗激光传感器、自诊断型传感器和多参数传感器,根据矿井类型对上述传感器配置位置和安装数量进行详细规定。比如“省属低瓦斯矿井至少2个采煤工作面回风隅角、工作面、回风巷和4个掘进工作面及回风流安装使用低功耗激光甲烷传感器。核定能力120万t/a及以上的市县属低瓦斯矿井至少2个采煤工作面回风隅角、工作面、回风巷和4个掘进工作面及回风流安装使用低功耗激光甲烷传感器。核定能力120万t/a以下的市县属低瓦斯矿井至少1个采煤工作面回风隅角、工作面、回风巷和2个掘进工作面及回风流安装使用低功耗激光甲烷传感器。矿井安装使用的多参数传感器应不少于2台”等等。


        3.2强化应急管理,提建立健全各种信息安全管理制度
        在升级改造过程中,煤矿要制定应急预案,加强应急管理。相关厂家技术人员驻守煤矿,及时处理升级改造中出现的问题。煤矿有关领导要对系统高度重视,做好系统运行维护工作和系统数据上传工作。
        加强信息系统基础设施建设,包括标准化机房建设、网络优化、调度通信系统等,为各层级的系统融合和安全信息化整合提供基础条件。不断完善和升级现有系统设备和软硬件程序,确保平台安全、可靠、稳定运行。完善相关项目资料,形成真实、完整、有效的项目资料,这对后期维护工作帮助很大。
        加强人才储备和培训工作。引进和培养一支高水平、高素质的人才队伍,将其打造成本矿的技术骨干,更好地保证系统的稳定运行。还要采取多种形式提高专业人员的维修、操作技术,定期进行理论培训和实操培训并进行考核,调动自身的积极性,让技术人员真正做到懂原理、会设置、会使用和会维修。
        3.3完善报警断电等控制功能方面
        一是要求实现分级报警。根据瓦斯浓度大小、瓦斯超限持续时间、瓦斯超限范围等或两种及以上组合进行设置分级报警,发出不同等级声光报警,以更准确通知井下人员当前危险程度,级数不低于四级。同时,井上下报警要保持一致,语音报警器通过语音提示报警区域、报警参数、报警级别等信息,监控系统主机报警信息栏按颜色进行等级区分。提出各级的报警浓度、持续时间可根据煤矿实际情况设置,并给出了实现示例效果表。
        二是推行逻辑报警。根据巷道布置及瓦斯涌出等内在逻辑关系,实施逻辑报警,促进各类传感器的正确安装、设置、维护,监控系统的正常使用。要求根据《煤矿安全规程》相关规定,结合矿井实际设置具体逻辑关系,系统软件具备逻辑报警设置界面,且能同时配置不少于3组逻辑关系。如进风巷的瓦斯浓度高于回风巷的瓦斯浓度,有违正常逻辑,应报警。
        三是完善就地断电功能。加强馈电状态监测,推行区域断电。要求系统必须按照《煤矿安全规程》《煤矿安全监控系统通用技术要求AQ6201》提供完善的本地断电、异地断电、风电闭锁、瓦斯电闭锁、煤与瓦斯突出报警及断电闭锁功能,系统应使用性能可靠的馈电检测传感器,能实时显示当前馈电状态。要求根据瓦斯涌出、超限发展的态势,由局部断电延展到区域性断电。
        四是增加一氧化碳报警。结合山东煤矿实际,要求系统可根据一氧化碳浓度、超限持续时间、超限范围等,设置不同的报警级别,实施不同的分级响应,有效预警采空区自燃。
        3.4采用井下数据共享的融合方式
        使用不同系统传感器、执行器共用同一物理链路,各系统数据直接共享,即数据级融合。将现场采集的数据在分站内运行的不同系统业务间作共享处理,提供共享数据的输入、输出接口,处理多个系统业务资源的申请,根据资源大小及资源类型,分配存储空间、存储类型等。这种方式可以通过编制并运行融合应用,实现独立于各系统业务之外的综合数据应用,降低了煤矿企业的建设及维护成本。
        结语
        信息化煤矿安全监控系统可以有效的融合各个生产子系统,运用以太环网对其进行有效迅速的传输,同时集成生产环节中各个安全信息,并创建有效的中心数据库来深入的开发及融合信息,从而对安全监控信息进行有效地分析及实时地监管,促使煤矿建立起有效的预警及紧急联动的机制,以高效地控制各类安全隐患,从而实现煤矿的安全生产。该监控系统的建立可以使煤矿企业实现安全生产运营,为其实施有效的安全管理提供强有力的决策支撑。
        参考文献:
        [1]龙芃君.煤矿安全监控系统升级改造关键技术研究[J].低碳世界2018(12):88-90.
        [2]徐闯,何青松.基于多网融合及联动的煤矿安全监控系统设计[J].矿业安全与环保,2018(6):71-73.
 
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