煤礦安全生產監控系統檢驗過程中相關問題的探討

石發強 孫健

【摘要】煤礦安全生產監控系統是煤礦安全生產的關鍵性設施設備，其生產和檢驗均應符合國家安全生產標準《煤礦安全生產監控系統通用技術要求》（AQ6201-2006）和《煤礦監控系統主要性能測試方法》（MT/T 772-1998）的規定，這兩部標準有效地指導了全國各安全生產檢測檢驗機構對煤礦安全生產監控系統的型式檢驗工作。基于提高煤礦安全生產監控系統的可靠性、穩定性、適用性為目的，通過檢驗過程中發現的一些問題提出看法供借鑒，以提高檢測檢驗結果的科學性和準確性，更好地為煤礦安全做好技術保障服務。

【關鍵詞】煤礦;安全生產;監控系統;檢驗

引言

煤礦安全生產監控系統是隨著電子技術、計算機技術、自動化技術發展而成的一門多學科綜合技術，包含了電子、信息、控制、網絡及計算機技術。一般由傳感器、執行器、信息采集和傳輸、計算機處理中心組成，對所需了解及掌握的環境和過程中的模擬量、開關量、控制量進行自動連續的監測并控制[1]。我國從20世紀80年代起，采用有選擇地從國外引進消化和國內自行攻關研究相結合的方法，逐步將監測監控技術應用于煤礦。經過30多年的發展，其技術已接近和達到世界先進水平，并在礦井裝備應用，對煤礦安全生產、信息管理、提高礦井經濟效益和改善作業環境起到了重大作用[2]。

為了保證煤礦安全生產監控系統的穩定、可靠，能真正發揮其功能，必須做好相關檢驗工作，從而保障煤炭高產、高效、安全生產。本文對煤礦安全生產監控系統檢驗過程中的幾點問題作簡要探討，希望能夠使同行能相互深入研究，為煤礦安全生產監控系統的檢驗起到一定的推動、參考作用。

1.復現被測量的測量方法不理想

在檢驗過程中為復現煤礦安全生產監控系統中某個被測量的定義值（或設計值），我們一般采用計量檢定（或校準）后的儀器在同一實驗室或不同實驗室，按照相同的執行標準要求，在檢驗條件滿足執行標準的情況下對某一被測量進行檢驗。然而，這種檢驗往往由于測量方法不理想，檢驗結果存在因測量方法不理想而引入的不確定度。

例如：無線電信號的失真度定義是在純電阻負載上信號的全部諧波電壓的有效值與基波電壓有效值之比的百分數。但失真度測量儀是采用基波抑制法，通過具有頻率選擇性的無源網絡（如：諧振電橋、文氏電橋、T型電橋等）抑制基波，由總的電壓有效值和抑制基波后的諧波電壓有效值計算出失真度，此類失真度測量儀所能測量的最低頻率為2Hz，這種方法未能測出基波電壓，因此測得的失真度值與定義的失真度不一致，由這種失真度測量儀測得的失真度存在著因復現被測量的測量方法不理想而引入的不確定度。

因此，在實際檢驗過程中，應深入研究有哪些因素可能會影響到檢驗結果，根據實際情況分析、解決對測量結果有影響的因素，提高檢驗結果的置信水平。

2.未對校準檢驗用設備做符合性判定

MT/T 772-1998《煤礦監控系統主要性能測試方法》中4.1條規定“測試儀器和設備的精確度應保證所測性能的精確度要求，其自身精確度至少應比被測指標高3倍”、“測試儀器和設備應按照計量法的有關規定進行計量檢定，并校準合格”[3]。校準是“在規定的條件下，為確定測量儀器或測量系統所指示的量值，或實物量具或參考物質所代表的量值，與對應的由測量標準所復現的量值之間關系的一組操作”[4]。因此校準證書只給出測量結果和相應的不確定度，不做符合性聲明，使用單位必須根據JJF1094-2002《測量儀器特性評定》對測量儀器進行符合性評定[5]。

評定示值誤差的測量不確定度（U95或k=2時的U）與被評定測量儀器的最大允許誤差的絕對值（MPEV）之比小于或等于1：3，即滿足：U95≤MPEV/3時，示值誤差評定的的測量不確定度對符合性評定的影響可以忽略不計（也就是合格評定誤判概率很小），此時判據為：

∣△∣≤ MPEV ?判為合格 ? ? ? （1）

∣△∣> MPEV ?判為不合格 ? ? （2）

當評定示值誤差的測量不確定度（U95或k=2時的U）與被評定測量儀器的最大允許誤差的絕對值（MPEV）之比不滿足：U95≤MPEV/3時，示值誤差評定的的測量不確定度對符合性評定的影響就必須進行考慮，此時判據為：

∣△∣≤ MPEV- U95 ?判為合格 ? （3）

∣△∣> MPEV+ U95 ?判為不合格 （4）

式中：

∣△∣—— 被校準儀器設備示值誤差的絕對值;

MPEV—— 被校準儀器設備的最大允許誤差的絕對值;

如果用于檢驗的設備校準數據中有異常值，檢驗人員沒有進行符合性符合性評定或給出修正因子，必然會帶入檢驗結果中，一定會歪曲煤礦安全生產監控系統的測量數據，造成結果的誤判。

3.對所檢驗的指標理解不透

隨著電子、信息、網絡及計算機技術的發展，煤礦安全生產監控系統的結構和工作原理也日趨復雜，在對煤礦安全生產監控系統的檢驗過程中，除了憑借先進的檢驗儀器設備外，還要有分析和判斷能力，因此，作為檢驗人員，必須具備較為專業的技術能力，并且還要具有嚴肅認真的工作態度和責任心。若檢驗人員對產品的原理、執行標準理解不透，掌握不夠準確，就會使檢驗結果嚴重偏離實際值。

例如：在煤礦安全生產監控系統中要求對備用電源的過放電保護進行檢驗，然而有檢驗人員將過放電保護與放電截止保護等同為一個指標，認為備用電源放電至放電截止時，備用電源關斷輸出即為過放電保護;其實不然，這完全是兩個不同的指標，過放電保護是指備用電源關斷輸出后，電池的保護電路或相關的電路（負載）是否繼續在消耗備用電源（電池）的能量，防止電池電動勢消失，電壓不能恢復，使電池報廢[6]，在電網停電后，煤礦安全生產監控系統不能繼續工作。

其它的指標如：甲烷傳感器的顯示值穩定性與基本誤差，前者是在標定過程中進行的測試，后者是在標定后進行的測試，顯示值穩定性考核的是顯示值跳動的字數，沒有正負數，基本誤差考核的是誤差值，有正負之分;催化燃燒式甲烷傳感器必須采用空氣中甲烷標準物質進行檢測，而不能用氮氣中甲烷標準物質進行檢測，因為燃燒必須具有氧氣;礦用隔爆兼本安電源的源效應是在源電壓階躍的條件下檢測，而輸出負載效應、輸出電壓偏離值是在源電壓波動的條件下進行檢測。

為能提供可信度、可靠高的檢驗數據，各檢驗機構應建立檢驗人員培訓、考核制度，只有培訓、考核合格者方可具有上崗操作的資格，同時檢驗人員還應多參與一些與工作有關的學習和培訓，從中獲取新的知識和技術不斷豐富自己，并且在這一過程中應盡可能多的了解國家最新頒布的標準及法律法規等，以便在進行檢驗工作時可參照執行。此外，檢驗部門的質量考核小組應對檢驗人員進行定期或不定期的考核，核查檢驗質量，保障檢驗的可靠性。

4.結束語

提高煤礦安全生產監控系統檢驗質量并非一朝一夕能夠完成的，這是一項任重而道遠的工作。隨著電子、信息、網絡及計算機技術的發展，煤礦安全生產監控系統的結構和工作原理也日趨復雜，檢驗工作勢必會更加困難，這就需要檢驗人員應認真做好每一次的檢驗工作，并采取合理的方法和有效地控制措施，確保檢驗質量，同時管理人員應做好檢驗過程的監督和管理工作，以此來保證檢驗環節的準確性。只有通過各方面的攜手努力，才能真正提高煤礦安全生產監控系統的檢驗質量。

參考文獻

[1]徐三民，石發強等.礦山安全計量技術[M].北京：中國計量出版社，2007.

[2]廖斌琛.淮南礦區安全監控技術裝備實踐與思考[J].礦業安全與環保，2004，31（2）：52-54.

[3]MT/T 772-1998，煤礦監控系統主要性能測試方法[S].北京：中國煤炭工業出版社，1998.

[4]JJF 1001-1998.通用計量術語及定義[S].北京：中國計量出版社，2004.

[5]JJF1094-2002，測量儀器特性評定[S].北京：中國計量出版社，2003.

[6]石發強.電壓精度和溫度對鎳氫電池組的影響[J].微型機與應用，2013，32（20）：60-62.

基金項目：重慶市基礎與前沿研究計劃杰青項目（cstc2013jcyjjq90001） 。

作者簡介：石發強（1979—），男，重慶人，副研究員，中國電子學會電磁兼容分會會員，現供職于中煤科工集團重慶研究院有限公司，主要從事礦山安全生產監測監控系統、儀器儀表的科研工作。