網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

楊占惠

（青海省安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)中心，青海西寧，810000）

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

楊占惠

（青海省安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)中心，青海西寧，810000）

隨著煤礦資源的不斷開(kāi)發(fā)，煤礦開(kāi)采過(guò)程中的安全隱患逐漸出現(xiàn)。近年來(lái)，煤礦資源開(kāi)發(fā)時(shí)有無(wú)數(shù)的礦工遇難，煤礦的安全問(wèn)題成了國(guó)家極為關(guān)注、重視的一個(gè)問(wèn)題。本文主要闡述了傳統(tǒng)煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，介紹了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用，體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；煤礦安全；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

0 引言

一直以來(lái)，礦難層出不窮，給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了威脅，人們不可能不進(jìn)行煤礦開(kāi)采工作，于是安全問(wèn)題就顯得尤為重要。隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，只顧利益不顧其它的生產(chǎn)觀念早已不被接受，而安全生產(chǎn)的觀念深入人心，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟使得安全生產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)，人們利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠獲得更好的發(fā)展。把網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，不僅能有效的收集、分析實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還能保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)煤礦開(kāi)發(fā)的安全性。

1 煤礦安全問(wèn)題概述

由于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的不完善、人們安全意識(shí)薄弱等導(dǎo)致我國(guó)的礦難頻頻發(fā)生，為了避免災(zāi)難，人們必須給予安全問(wèn)題足夠重視。然而，開(kāi)采煤礦時(shí)有很多不可預(yù)見(jiàn)的事情，人們無(wú)法提前掌握礦井下的信息，使得礦難事故難以避免。此外，我國(guó)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，煤礦的構(gòu)造更加多樣，在開(kāi)采過(guò)程中，機(jī)械化程度低，挖掘的設(shè)備落后，常常發(fā)生頂板事故。

其次，一些煤礦的儲(chǔ)煤條件相對(duì)較差，在煤礦開(kāi)采深度逐漸增加時(shí)，開(kāi)采的強(qiáng)度也不斷增強(qiáng)，事故發(fā)生系數(shù)增加。總之，我國(guó)的煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的弊端有待解決，急需更先進(jìn)的技術(shù)來(lái)保障煤礦開(kāi)采過(guò)程的安全。

2 煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中存在的問(wèn)題

2.1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能不全面

一般的安全監(jiān)測(cè)并不夠全面，一方面對(duì)于礦井內(nèi)部的各參數(shù)的監(jiān)測(cè)雖然做到了數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)，但是并不能夠?qū)崟r(shí)的對(duì)數(shù)據(jù)變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并不能及早的對(duì)礦井內(nèi)部環(huán)境數(shù)據(jù)變化提出應(yīng)對(duì)措施，使得礦井作業(yè)仍具有很大的安全風(fēng)險(xiǎn)。另一方面對(duì)于生產(chǎn)還做不到全方位的跟蹤與監(jiān)測(cè)，對(duì)于采礦過(guò)程中依然缺乏有效、及時(shí)的監(jiān)測(cè)手段，不能夠?qū)ιa(chǎn)中遇到的問(wèn)題及時(shí)的解決，往往造成巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失。

2.2 缺乏相應(yīng)地管理和維護(hù)

傳統(tǒng)的煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)缺乏專業(yè)的管理和維護(hù)，沒(méi)有對(duì)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)整體的框架，造成管理混亂，在遇到問(wèn)題時(shí)使局面混亂不堪，造成更大的損失。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也做不到及時(shí)的維護(hù)，對(duì)于傳統(tǒng)的傳輸方式，也就是使用信號(hào)電纜等作為連接的傳輸方式，雖然技術(shù)成熟但是架設(shè)電纜的成本和工作量極大，出了線路問(wèn)題并不能夠及時(shí)有效的解決。對(duì)于地下礦井的復(fù)雜情況，這樣的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)信號(hào)丟失、設(shè)備異常的問(wèn)題，并且很難去維護(hù)，造成系統(tǒng)對(duì)該區(qū)域無(wú)法正常監(jiān)測(cè)。

2.3 工作人員專業(yè)水平不高

煤礦工作人員大多為文化知識(shí)水平較低的礦工，十分缺少高水平的知識(shí)分子。一般工作人員對(duì)于煤礦生產(chǎn)方面具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，但是安全卻是大多數(shù)人容易疏忽的一方面，工作人員在安全方面的專業(yè)知識(shí)水平都不高，對(duì)于一些安全方面的隱患難以發(fā)現(xiàn)，無(wú)法做出正確的防護(hù)應(yīng)急措施。對(duì)于傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，一般情況下工作人員也只是關(guān)注環(huán)境參數(shù)，并不注重安全檢測(cè)系統(tǒng)是否存在問(wèn)題，也不會(huì)去維護(hù)安全檢測(cè)系統(tǒng)，而且傳統(tǒng)安全檢測(cè)系統(tǒng)十分依賴專業(yè)的工作人員，若工作人員專業(yè)水平不高容易造成巨大的安全隱患。

3 網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成

3.1 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中心

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中心是指一整套獨(dú)立的、完整的信息處理中心。它主要包括系統(tǒng)服務(wù)器、WEB服務(wù)器、交換機(jī)、信息處理機(jī)、安全防護(hù)系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)等組成。系統(tǒng)服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心，主要承載著各種安全監(jiān)測(cè)軟件。WEB服務(wù)器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以實(shí)現(xiàn)在任何地點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。交換機(jī)的主要功能是實(shí)現(xiàn)各局域網(wǎng)的信息交換。信息處理機(jī)能夠?qū)⒉杉答伒男畔⑦M(jìn)行處理計(jì)算，發(fā)現(xiàn)是否具有安全隱患。安全防護(hù)系統(tǒng)主要是防護(hù)整個(gè)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安全，防止被破壞和惡意侵入。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)能夠儲(chǔ)存采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息，并且能夠自動(dòng)加以更新。

3.2 分站

分站在這里也可以理解為終端，它是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的最后的組成部分。它被分布在礦井現(xiàn)場(chǎng)中，主要接收來(lái)自網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中心的命令，因此單片機(jī)結(jié)構(gòu)完全滿足需要。它能夠?qū)崿F(xiàn)的功能主要有：分辨來(lái)自服務(wù)中心的信息，出現(xiàn)異常信息能夠及時(shí)發(fā)出警報(bào)；對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中心進(jìn)行信息反饋，保證分站的正常運(yùn)行，一旦出現(xiàn)分站異常，能夠及時(shí)修復(fù)。

3.3 數(shù)據(jù)傳感器

數(shù)據(jù)傳感器就相當(dāng)于動(dòng)物的觸角，它為網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集各種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息，并將這些信息以數(shù)據(jù)的形式傳遞到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中心的信息處理機(jī)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，一方面經(jīng)過(guò)信息處理機(jī)的處理分析，另一方面儲(chǔ)存在動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中。采集不同的信息也需要不同的傳感器，一般采礦井中所需要采集的信息主要是甲烷含量與溫度、一氧化碳、二氧化碳的含量、主要承重墻體或框架的壓力等等。

4 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用功能

4.1 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的采集

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠讓安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息化，具有快速便捷的特點(diǎn)，面對(duì)突發(fā)狀況能夠快速做出反應(yīng)，并且能夠提前防范和作出處理措施。信息化的標(biāo)志就是動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的采集，能夠讓需要檢測(cè)的信息數(shù)據(jù)化，對(duì)于煤礦開(kāi)采來(lái)說(shuō)，可以對(duì)礦井下的一氧化碳、二氧化碳的氣體體積含量、甲烷含量與溫度、承重壓力等等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

4.2 儲(chǔ)存和管理數(shù)據(jù)

信息數(shù)據(jù)的采集之后，雖然會(huì)實(shí)時(shí)的處理與做出應(yīng)對(duì)措施，但也必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存與管理，安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅僅是實(shí)時(shí)的，還必須是長(zhǎng)期的。我們通過(guò)對(duì)以往保存數(shù)據(jù)的總體分析可以總結(jié)出一些煤炭開(kāi)采過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)，也可以觀察風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)之前礦井內(nèi)部數(shù)據(jù)的整體變化，總結(jié)出風(fēng)險(xiǎn)預(yù)兆的經(jīng)驗(yàn)，完善安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的預(yù)警機(jī)制。

4.3 安全警報(bào)與防護(hù)機(jī)制

這里的安全報(bào)警與防護(hù)機(jī)制功能主要包括兩大部分。第一部分是對(duì)礦區(qū)安全的報(bào)警與防護(hù)，報(bào)警設(shè)置多級(jí)報(bào)警，視情況問(wèn)題的嚴(yán)重性會(huì)相應(yīng)地作出報(bào)警，并且系統(tǒng)會(huì)根據(jù)問(wèn)題情況和位置來(lái)為人員疏散迅速的指定安全的通道。防護(hù)機(jī)制在發(fā)出警報(bào)的同時(shí)會(huì)針對(duì)相應(yīng)的突發(fā)狀況作出正確的防護(hù)措施，比如進(jìn)行隔離和封閉、疏通或者安排進(jìn)入緊急避難場(chǎng)所。第二部分是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安全防護(hù)和警報(bào)，不僅是網(wǎng)絡(luò)防火墻，還有對(duì)整個(gè)硬件部分的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保證整個(gè)系統(tǒng)的暢通，并且在緊急情況下可以啟動(dòng)應(yīng)急備用措施。

5 結(jié)束語(yǔ)

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于能更好地將不同的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)建成網(wǎng)絡(luò)，不用下礦井就能清晰地掌握各大煤礦的生產(chǎn)情況，從而在遇到安全隱患時(shí)能夠及時(shí)反映出來(lái)，使問(wèn)題得到及時(shí)解決。因此，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在煤礦安全監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用保障了煤礦生產(chǎn)的安全，提高了煤礦開(kāi)采工作的效率和工作質(zhì)量，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

[1]孫暉.無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].河南科技,2013.

[2]周育輝,李軍民,蔣萍萍.無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù),2011.

[3]紀(jì)學(xué).網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2008.

貿(mào)澤開(kāi)售ON Semiconductor面向低功耗物聯(lián)網(wǎng)的Sigfox 連接產(chǎn)品

2017年10月17日，貿(mào)澤電子(Mouser Electronics) 即日起提供ON Semiconductor的Sigfox連接解決方案。ON Semiconductor的Sigfox兼容產(chǎn)品系列提供多種軟硬件開(kāi)發(fā)工具，可用于簡(jiǎn)化新的物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 應(yīng)用設(shè)計(jì)。

貿(mào)澤電子供應(yīng)的 ON Semiconductor Sigfox產(chǎn)品組合提供超低功耗連接設(shè)備和開(kāi)發(fā)套件，適用于需要傳輸少量數(shù)據(jù)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。AX-SFxx和AX-SFxx-API射頻 (RF) 收發(fā)器為適用于Sigfox網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的單芯片解決方案，具備上行和下行鏈路功能。此系列產(chǎn)品可在無(wú)線電配置區(qū)(RCZ) 1、2、3、4和7中工作，可通過(guò)AT命令 (AX-SFxx) 或AXSEM Sigfox庫(kù) (AX-SFxx-API)進(jìn)行控制。

借助ON Semiconductor Sigfox開(kāi)發(fā)套件，工程師可快速開(kāi)發(fā)采用Sigfox SoC解決方案的Sigfox連接應(yīng)用，并且此應(yīng)用包含為期兩年的Sigfox訂閱。這些套件中預(yù)編程了Sigfox協(xié)議棧以及基于AT命令、完整且便于使用的串行通信協(xié)議。這些套件還具有SMA連接器，可用隨附的鞭狀天線進(jìn)行傳導(dǎo)測(cè)量與輻射測(cè)量。

ON Semiconductor的Sigfox連接解決方案非常適合樓宇和家居自動(dòng)化、自動(dòng)抄表、控制與照明以及傳感器和資產(chǎn)跟蹤。

Application analysis of network technology in coal mine safety monitoring system

Yang Zhanhui
(Qinghai safety production science and Technology Center , Xining Qinghai, 810000)

With the continuous development of coal resources, the hidden dangers of coal mining process gradually appear In recent years, the development of coal resources, there are numerous miners were killed, the safety of coal has become a national concern, attention to a problem This paper mainly elaborates the existing problems of the traditional coal mine safety monitoring system, introduces the application of the network technology in the coal mine safety monitoring system, and embodies the advantages of the network technology

network technology; coal mine safety; monitoring system

楊占惠（1985--），男，籍貫青海互助縣，工程師，研究方向安全技術(shù)工程。