煤礦監測監控系統存在的問題及改造研究

張勇

摘 ? 要：安全第一、預防為主、綜合治理是我國安全生產方針，體現了以人為本的安全生產思想。煤礦監測監控設備作為煤礦安全生產的重要組成部分，其工作效率能夠直接影響到井下作業人員的生命安全，發現煤礦監測監控設備存在問題并加以改進具有顯著的必要性。本文提出當前我國煤礦監測監控系統中存在的一些問題，并給出改進建議。

關鍵詞：煤礦 ?監測監控系統 ?問題 ?改造

中圖分類號：TD76 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）02（c）-0157-02

煤炭是我國的重要能源，與工業生產與人民生活息息相關，煤礦的安全生產一直以來都是我國安全生產部門的重點關注對象。煤礦監測監控系統為煤礦的安全生產提供了良好的保證。

1 ?煤礦監測監控系統存在的問題

1.1 監測設備抵抗干擾能力弱

煤礦監測設備是具有較高精細化程度的電子設備，并且由于煤礦礦井的作業面狹窄，電氣設備較多，因此及其微小的電磁信號也會對監測設備產生較大的影響，降低其監測精度甚至導致其失靈。煤礦監測監控設備的輸出信號一般在毫安、毫伏數量級，煤礦井下能夠產生強電磁輻射的設備隨處可見，一些設備甚至能夠產生百伏、甚至千伏的脈沖干擾;同時，為節省空間井下電纜布置時通常會將電氣設備所使用的交流電電纜與監測設備使用的信號電纜并行布置，因此，監測設備的信號往往會受到其他設備的干擾。

1.2 監測設備覆蓋率低

監測對象方面，一般來說，煤礦礦井內的空氣成分構成十分復雜，現有監測設備的重點監測對象十分單一且有一定的局限性。現有的常用監測設備主要監測對象為甲烷和一氧化碳，但除此之外，煤礦礦井內存在的有毒有害氣體還包括二氧化硫、二氧化氮、硫化氫以及氨氣等，這些氣體同樣會對井下作業人員的身體健康產生一定的傷害。監測地點方面，現有煤礦監測設備的監測點一般只設置在離散點等重點區域，基本上未能實現井下全區域覆蓋。

1.3 監控設備智能化程度低，現有數據利用率低

目前，我國大多數煤礦使用的監測監控設備多數為單一組分監測設備，也就是每臺設備只能監測井下空氣中的某一種成分。而此類設備同時存在非智能化、獨立化的劣勢，對于每臺設備的監測結果，需要人工記錄、統一分析，這樣便延遲了監測結果公布的時間，壓縮了發出預警的時間，提升井下作業的風險。

通常，負責煤礦監測監控的人員會將監測數據進行歸檔留存，以作為日后工作的參考性數據。但是，由于煤礦礦井內環境的復雜性，監測數據多數只作為井下安全監控的參考依據，除此之外再無其他用途，這樣便造成了監測數據的浪費，降低了監測監控工作的價值。

1.4 現有規范標準不完備，兼容率低

目前，煤礦監測監控設備種類繁多，除與安全生產密切相關的安全監測系統、煤與瓦斯突出預警系統、瓦斯抽采監測系統等外，還有人員定位系統、產量檢測系統、供電監測系統、語音廣播系統、視頻監控系統等，可以說，隨著科技手段的不斷進步，電子監測監控設備已經能夠覆蓋至煤礦生產的方方面面。美中不足的是，由于各種監測監控設備涵蓋的專業領域差異，以及生產廠家的不同，各種監測系統間的兼容性較差，各系統間數據格式與接口不統一，因此為礦井內作業環境的綜合分析造成了阻礙。

規范標準方面，我國尚未出臺具有較高綜合程度的煤礦一體化監測系統數據互通標準，這也導致了廠家在生產監測設備時沒有統一的依據進行參照。

2 ?煤礦監測監控系統的技術改造措施

2.1 研發新型傳感設備

傳感器是監測設備的“眼睛”，用于原始數據的采集。以甲烷傳感器為例，當前，我國大多數煤礦所使用的傳感器為載體催化甲烷傳感器，其具有監測濃度低、壽命短、易受潮等缺點。為克服傳統傳感器的諸多缺點，近年來，科研機構開發了光譜傳感器、紅外線傳感器、激光傳感器等具有較高科技水平的傳感器，此類傳感器普遍具有測量精度高、使用范圍廣、抗干擾程度高等特點，如果能夠普遍適用于礦井內，能夠進一步提升監測效率。

采用單一空氣組分監測設備不僅會降低監測效率，同時提升了設備采購與安裝成本，因此，開發能夠監測多種空氣組分的傳感器不僅能夠提升空氣中有害組分的監測效率，也能降低生產成本，提高投產比。

2.2 加強設備抗干擾能力

煤礦中強弱電設備之間的相互干擾是一個十分復雜的問題，其解決方法主要有強弱電系統分離和改變傳輸方式兩種。

通過計算監測設備受干擾的電磁輻射極限強度，合理設置監測系統與大功率電氣設備之間的位置關系，形成各設備之間信號互不干擾的布局形式，極大程度地降低監測設備受到的電磁輻射干擾。或在監測設備與信號傳輸電纜外部增設防輻射保護層，增強弱電設備自身的抗電磁干擾能力。

使用光纖或無線傳輸形式代替傳統的信號方式，也能夠有效避免數據傳輸過程種受到電磁輻射的干擾。同時，使用光纖傳輸，可以很大程度上增加數據的傳輸距離，并且增加線纜布局的自由程度。

2.3 提升系統智能化，實現不同平臺間數據互通

信息化、智能化、統一化是當今社會科技發展的總體方向，為提升煤礦監測監控的效率，有必要將信息化、智能化、統一化的思路引進煤礦監測監控設備的研發中。首先，統一各監測系統之間的數據接口與傳輸方式，為建立統一監控平臺打下基礎;其次，建立起統一的監測網絡與控制中心，在各監測系統之間建立起統一的數據網絡，將監測信息統一匯總至控制中心，并由控制中心統一進行指揮、調度;最后，需要不斷提升監測監控系統的智能化程度，利用先進的信息技術和計算機技術，對采集的數據進行智能化分析，進而提升人工分析的效率，降低人工分析的錯誤率。

與此同時，屬地煤礦監管部門和煤礦監察部門應建立區域性煤礦風險分析平臺。將各煤礦監測數據傳入煤礦風險分析平臺，凡是涉及煤礦監管監察職能和煤礦礦級領導下載該平臺APP，實時監測轄區內各煤礦的安全數據，以便做到危險源的早發現、早預警、避免礦難發生。

2.4 加快標準化進程

為實現煤礦監測監控的統一化，煤礦監察、監管部門要加快煤礦監測監控的標準化建設。在加快煤礦監測系統數字化、智能化的同時，為各系統設備的生產廠家提供統一信息化格式和數據接口標準，以便促進各監測系統之間的數據流通，以及便于數據的統一收集、統一分析，綜合判斷礦井內各種因素所產生的影響。

3 ?結語

改進煤礦監測監控系統存在的缺陷不僅要從技術手段出發，更重要的是，煤礦安全管理人員需要具有先進的科學意識與先進思路。憑借科學的不斷進步、計算機技術的不斷發展，提升煤礦監測監控設備的智能化、統一化、數字化、網絡化程度，建立更加可靠的煤礦監測監控系統。

參考文獻

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