基于風險防控視角分析煤礦瓦斯監測監控系統的設計

楊耀景

（山西省長治市煤炭安全信息調度中心,山西 長治 046000）

基于風險防控視角分析煤礦瓦斯監測監控系統的設計

楊耀景

（山西省長治市煤炭安全信息調度中心,山西 長治 046000）

摘要：井下瓦斯是威脅煤礦生產安全的重要因素之一，如果在生產建設過程中無法及時準確地監測監控瓦斯濃度，很有可能造成井下瓦斯積聚，嚴重時會發生瓦斯爆炸事故，給礦井安全帶來重大隱患，因此作為煤礦企業一定要對煤礦瓦斯進行風險防控。本文就從風險防控的視角，簡單分析了目前我國煤礦瓦斯監測監控系統設計中存在的缺陷以及改進的措施。

關鍵詞：煤礦瓦斯；風險防控視角；監測監控系統

在煤礦的生產過程中，瓦斯災害是影響安全生產發展最重要的因素之一，需要實時的檢測煤礦瓦斯濃度指標。為了更好的監測監控瓦斯，各煤礦企業均安裝了各種的瓦斯監測監控系統。瓦斯監測監控系統，首先由井下各個監測點對瓦斯進行進行檢測，后經網絡統一反饋給計算機終端，從而對各項指標進行監控，如果瓦斯或者其他有毒有害氣體的濃度超標，便會立即發出警報，工作人員和監控人員會及時的采取措施，這樣便能有效的控制煤礦安全事故發生，因此一個良好的瓦斯監測監控系統是煤礦安全生產的保證。

1　煤礦瓦斯監測監控系統的現狀

在科學技術不斷發展的今天，煤礦瓦斯監控系統的設計理念和用途均在不斷地進行創新，隨著網絡技術的不斷發展，地面單微機監控系統的應用也越來越廣泛，地面單微機系統是將所有的檢測設備進行聯網控制，通過對生產過程中的監控、環境的檢測、中心站的軟件的設計等這些系統結構進行整合，這樣煤礦監控系統技術的水平得到了有效提升。近年來國家經濟發展迅速，相應的煤礦的開采量和需求量也在逐漸增加，而在開采同時，我們發現煤礦瓦斯量在增加，雖然通過現有的瓦斯監控監控系統能夠在各個方位進行實時的監測，但是安全監測系統中一些配套的設備比如溫度的檢測、壓力檢測、通訊設備等卻幾乎沒有，與此同時，目前所使用的瓦斯檢測設備也出現諸如功能老化的情況，這大大影響了煤礦瓦斯監測監控系統的正常使用，因此煤礦礦井下瓦斯監測監控系統需要進行設計的改進和完善。

2　煤礦瓦斯監測監控系統

2.1煤礦瓦斯監測監控系統的設計

目前最新使用的瓦斯監控報警系統能夠在瓦斯超標的瞬間自動發出警報，同時還能將當時的畫面情況進行詳細的記錄。該系統不僅能夠實現對瓦斯的監控，同時還能夠對風速、溫度、一氧化碳、風門和饋電開關量等進行控制，最終實現瓦斯電、風電的閉鎖功能。監控人員可以通過計算機終端實現對井下的各種情況的監測監控工作，實時的掌握具體情況，做到風險的預防和控制。瓦斯監測監控系統的控制手段有兩種，分別是手動控制和自動控制。比如在生產的過程中突然出現停電的狀況，該監控系統的監控作業仍然可以繼續工作，工作的時間甚至超過2h以上，在此期間監控系統能夠收集所有設備中檢測到的瓦斯含量繼而進行準確的計算，這樣便能夠清楚的掌握井下的瓦斯濃度，以便采取相應的措施，除此之外監控系統還能夠將生產現場的情況準確的反映到監控人員的計算機終端，監控人員通過相關數據，能夠快速的找尋事故發生的原因，同時還能夠通過互聯網將監控數據同煤礦和集團總部等各個系統終端進行聯系，可以瞬時實現各個煤礦之間的聯系和監控。

2.2煤炭瓦斯傳感器的設計

在瓦斯監控系統中，主要的檢測內容就是氣體，因此為了更加有利于檢測，檢測到的氣體物理量應該實時的轉化成電子信號，然后可以遠距離的傳輸到電腦監控系統，而在這個過程中傳感器的作用不容忽視。在瓦斯監控系統中，傳感器主要組件是提供電能的電源、再者就是敏感轉換元件。在整個瓦斯監控系統中的傳感器非常多，比如溫度傳感器、壓力傳感器、風速傳感器等等，而這些傳感器的主要作用是將工作現場的實際情況獲取之后進行分析，比如瓦斯等具有可燃性氣體的濃度超標或者其他有害氣體的濃度超標，傳感器便會立即自動生成報警信號，而終端在接受到數據信號之后對其進行準確的分析處理，便會根據分析的最終結果進行自動的處理，比如進行報警提示，嚴重者或者直接斷電。傳感器的設計使用有效的防范了生產風險，降低了事故的發生率，因此成為了各個煤礦監測監控系統中非常重要的組成部分。

2.3無線傳感器監控系統

有線監控系統有很多的弊端，比如井下線路的鋪設、設備的安裝等均非常的不便，而且其檢測的信號會時強時弱不夠穩定，因此無線傳感器系統逐漸受到了煤炭企業的追捧。在瓦斯監控平臺中應用無線傳感器系統可以隨時采集工作現場的所有情況，并且可以通過跳躍式的方式將信息傳輸到監控平臺的終端。無線傳感器通常包括傳感器節點、匯聚節點和管理節點。大量的傳感器節點隨機部署在監測區域內部或附近，能夠通過自組織方式組成網絡，各個傳感器節點監測到的數據沿著其他傳感器節點進行逐跳傳輸，經過多跳后路由到匯聚點，用戶通過管理節點，對傳感器網絡進行配置和管理，發布監測任務和收集監測信息。在礦井監測過程中，隨機分布的傳感器節點定期地將監測到的數據發送到井外匯聚點。匯聚點通過光纖和網絡數據傳入人工控制臺或自動控制臺。人工控制臺對數據進行分析處理，實時準確監測井下瓦斯環境指標，及時發布預警信息。

3　煤礦瓦斯監控系統的缺陷和解決方案

目前國內煤礦企業所使用的瓦斯監測監控系統大多都出現了老化過時的現象，這些設備在采集處理數據信息時往往會出現數據丟失和遺漏的情況，甚至在重要的時間段系統還會出現無法正常通訊的事故，在無線傳感器的使用過程中局限在地面上，因為目前的技術要求還無法實現完全在井下進行實時的監控操作，這些問題亟待解決。

針對這些瓦斯監控系統中普遍存在的問題，比如老化或者性能不夠穩定的檢測設備需要盡早的進行淘汰，與此同時需要不斷加強對煤礦地區監控系統的更新換代，在使用的過程中要注意定期的進行矯正，避免檢測數據和分析的數據出現失誤，造成安全事故的發生。

4　結束語

隨著科學技術的不斷發展，煤炭的開采技術、井下的各項監測監控設備也逐漸的得到功能和質量上的提升，這很大程度上增強了煤礦生產和建設的安全性和可靠性。隨著國內煤礦開采強度的增加，礦井瓦斯含量較高的礦井也在逐漸增多，為了更好的保障煤礦安全生產和發展，應該從瓦斯監控的風險預防和控制方面入手，不斷的對煤礦瓦斯監測監控系統進行設計改進，以保證礦井作業人員的安全，確保煤炭企業和社會經濟的健康穩定發展。

參考文獻：

[1]周英.煤礦瓦斯監控報警平臺的設計[J].煤炭技術,2012（09）.

[2]郭改文,許爽.煤礦瓦斯網絡監控系統研究[J].中州大學學報,2014（04）.

[3]張建兵.瓦斯監控系統在煤礦中的應用分析[J].內蒙古煤炭經濟,2014（11）.