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煤矿安全监控系统研究现状及发展趋势分析秦波

发表时间：2021/7/2 来源：《中国科技信息》2021年8月作者：秦波

[导读] 在当前的煤矿作业中，十分重要的一点就是需要保证煤矿作业的安全性，而煤矿安全监控系统的应用对于这一目标的实现非常有利，因而需要对煤矿安全监控系统加强研究，以实现矿井安全监控系统的更好发展。

中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆市秦波 400039

摘要：在当前的煤矿作业中，十分重要的一点就是需要保证煤矿作业的安全性，而煤矿安全监控系统的应用对于这一目标的实现非常有利，因而需要对煤矿安全监控系统加强研究，以实现矿井安全监控系统的更好发展。文章主要针对煤矿安全监控系统研究现状及发展趋势进行分析研究。
关键词：煤矿安全；监控系统；现状；发展趋势
        近些年来，国家提出大力发展和建设现代新型矿山企业，搭建智能化煤炭生产矿井已成为今后煤矿企业的发展方向。传统的低生产力老旧矿山向新型智能化矿山转型，成为现代煤矿企业实现自动化、安全化、高效化生产的关键，是安全立矿、科技兴矿的必由之路。因此，煤矿管理者和技术工作者必须深刻认识到智能化矿山建设对煤矿企业生存发展的重要性，加强对煤矿安全监控系统的认识和应用。
        1煤矿安全监控系统介绍
        煤矿安全监控系统是建设安全、智能、高效型矿山企业的必要装备，这在煤矿安全管理章程中已有明确规定。煤矿安全监控系统主要由各种监控探头、信号传输装置、报警装置、显示与控制装置等几部分组成。各种监控探头，如瓦斯传感器、风速传感器、温度传感器等均布置在矿井生产一线易于出现事故隐患的部位；报警装置一般为声光报警，多布置在人员密集处和出入口通道；显示与控制系统则布置于中央控制室，通过控制室显示屏对现场的各种环境参数进行实时显示。该系统可对井下环境中的瓦斯、风速、粉尘等数据以及生产画面、设备运行情况等进行实时监控，当某项指标出现超限报警和其他异常情况时，系统便会通过信号传输装置将超限信号和相关数据传输至报警装置和控制画面。在发出声光报警的同时，由中控和调度人员及时通知领导和救援人员，紧急进行超限相关事故和灾害的处置，从而尽快将事故消除在隐患和萌芽状态，将事故灾害损失降至最低。本着对安全事故的提前预防、综合治理的基本思路，煤矿企业应在完善煤矿安全监控系统的基础上，围绕该系统建立一整套关于煤矿生产的事故灾害预防、应急处置和安全监控管理措施，实现煤矿安全生产管理的提档升级。
        2国内煤矿安全监测监控技术现状
        2.1安全监测技术标准化工作的完善
        《煤矿安全规程》中明确规定：“所有矿井必须装备矿井安全监测监控系统。矿井安全监测监控系统的安装、使用和维护必须符合本规程和相关规定的要求”。规范标准的出台，为提高煤矿安全监测监控系统的整体可靠性和安全性提供了重要的依据。
        2.2传输方式及容量的改变
        煤矿井下监测系统多采用了数字频带传输技术。随着煤矿监控系统内容和容量的增加，光纤传输系统逐步取代老旧的传输方式，极大地提高了运行速度和稳定性。
        2.3软件功能的增强
        借助互联网技术，可以实现监控信息共享，也可以实现处理管理信息功能。一旦井下发现险情，可以立即进行报警语音播报。
        2.4传感器研发的加强
        传感器的稳定性和可靠性是煤矿监测监控系统能否准确监测环境参数的关键技术。各种新型传感器纷纷被研制出来，例如二氧化碳传感器、采空区多点温度传感器等，积极地促进了煤矿监测监控系统的发展。
        3我国煤矿安全监测监控技术发展趋势
        3.1综合一体化监控系统
        针对单一监控对象进行系统开发是传统安全监控检测系统主要特点，因而造成硬件、软件不统一、信息无法共享等问题。若想实现矿井的全面监控，则必须投入大量的人力、物力、财力。因此，针对硬件不通用、软件不兼容、信息不共享，监测为主、控制为辅、预报功能差等问题，我国煤矿安全监测监控系统将朝着综合一体、硬件通用、软件兼容、监测与监控并举等方向发展。

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        3.2优化监控系统的构架
        时分制主从式构架是当前监控系统主要采用的构架，这种构架系统的主机是地面中心站，井下监控分站由地面主机逐个巡检，若巡检过程中发现某个监控分站出现瓦斯超限现象，系统异地断电功能需要通过地面主机逐个向其他监控分站发送断电控制命令。这种传送构架必然会使系统的控制响应时间延长，因此要想提高监控系统的控制时间与稳定性，有必要深入研究煤矿安全监控系统的总体构架
        3.3数据传输与数据挖掘的研究
        应采用不变不传的设计理念来对监控系统传感器采集的环境参数数值进行设计，传输开关量信息时，可以采用只传输变化时刻与变化值的方式，要实时采集模拟量信息，在传输分站与地面中心站的信息时，可先压缩数据后再传输，为了更好地缩短监控系统的响应时间与避免主机巡检分站时把数据漏掉现象的发生，当分站出现复位、报警、断电控制等事件时，分站应主动把这些事件向中心站传递，要进一步挖掘监控系统的采集数据，对数值变化情况进行对比，这样可以很好地提前预防可能发生的瓦斯超限危害。
        3.4三维可视化矿井模型
        技术人员利用GIS技术和3D技术将井下数据进行适当的处理，将井下环境以立体的形式展现出来，能够使井上人员更加直观地了解井下情况，为人员开展工作提供参考。三维可视化矿井模型包括了井下环境的各个细节，能够为井下排水设备及通风设备的安装提供数据支撑，确保设备安装的科学性，减少不必要的麻烦，避免人力、财力的浪费。除此之外，三维可视化矿井模型能够在发生安全事故时降低救援工作的难度，减少救援人员的工作量，确保救援工作的高效有序开展，最大限度地保障员工的生命安全。
        3.5配套设备兼容性
        目前，煤矿安全监控系统普遍地应用于煤矿生产中，而且正在进行进一步的改造。同时，现在正在采用的监控设备出自很多生产企业，所以若想让煤矿监控系统可以提供最好的生产安全保障，那么所采用的监控设备就一定要具有加强的兼容性。
        3.6井下员工定位系统的准确性
        井下员工定位系统在使用过程中会受到井下环境的影响，进而导致信息传递效果较差，井下员工定位系统并不能发挥出自身应有的作用。新形势下，井下员工定位系统愈加注重对信息传播技术的革新，在一定程度上提高了信息传播的效率和质量，井下员工定位系统的准确性大幅提升，为井上人员了解和管理井下员工提供了极大的便利。
        3.7多个后备电池的有效应用
        当前监控系统要求后备电源的供电时长应在2h以上，但由于后备电源的长期使用，其最大工作时长通常都达不到这个标准，因此有必要研究采用多个电池来给监控系统供电，尽量延长监控系统的自身供电时长，另外由于煤矿井下环境一般比较恶劣，很容易破坏监控系统的井下线路，一旦监控系统的井下线路遭到破坏，井下监控分站与地面终端客户之间的数据传输将无法实现，井下的现场信息也就不能及时反馈到地面主机系统，这必将严重影响到矿井的安全生产，因此为了更好地保障煤矿系统的安全生产，监控分站就需要具备“断线续传”功能。
        结语：
        在煤矿作业过程中，为能够使其安全性得到更理想的保障，煤矿安全监控系统有着十分重要的作用及意义，可使煤矿安全得到有力保障。因此，相关工作人员需要对煤矿安全监控系统提高认识，并且需要充分把握其发展趋势，为煤矿安全监控系统的有效应用提供更好的基础与保障，实现其更理想的发展，使煤矿安全生产需求得到满足。
参考文献：
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[3]王晓光.我国煤矿安全监测监控系统现状及发展趋势[J].内蒙古煤炭经济，2017(01):3-4.
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