如何建設好煤礦瓦斯監測監控系統

羅廷義

【摘 要】近年來，我縣的采礦業在迅速發展，煤炭的持續漲價，讓很多企業賺了個缽滿盆盈。有些人只顧掙錢，只抓生產，把“安全”兩字拋在腦后，導致煤礦爆炸事故頻發。國家對于煤礦瓦斯災害的治理制定了一系列重大方針，其中“先抽后采、監測監控、以風定產”瓦斯治理十二字方針尤為重要。

【關鍵詞】安全;建設;防治瓦斯;監控系統

瓦斯監控，那是防范于未然。當井下的瓦斯監控系統報警時，煤炭企業需要做的第一件事情就是拿出應急預案，比如讓井下員工迅速撤離，比如打開備用通風口，甚至是關閉某個巷道等。所謂的瓦斯監控只是一種手段和方法，最終目的是為了減少事故的發生。而在這個生態鏈中，一旦發現瓦斯超標，采取應急措施才是真正避免重大損失的最后一步。

1、彝良縣瓦斯監控系統現狀

信息傳遞，短一米也是災難。煤礦安全監測監控系統監測的是什么？是在地下幾百里甚至幾千里的深度瓦斯是否超標，是否有明火、自燃等安全隱患。但要讓礦井監控室的人了解這些指標，甚至讓上一級的集團公司和主管部門對此了如指掌，就有難度了，傳輸問題首當其沖，信息傳輸半徑即使只短了一米，也會造成無法挽回的災難。比如將瓦斯濃度監測頭監測到的數據從井下傳到井上，再從井上傳遞到監控站進行監控和分析，最后將處理意見傳回井下，該用什么方法？很多地方甚至連電話線都沒有，怎么解決？

目前使用的安全監控系統多為2007年以前安裝，部分系統的性能指標已不能滿足新的安全規范要求，煤礦安全監控設備的安全使用壽命基本為3～5年，而瓦斯監測類設備的安全使用壽命多為1～2年。在新一輪轉型升級后，大部分煤礦規模由3萬噸/年提升了15萬噸/年以上，部分煤礦直接提能到30萬噸/年;因此，必須按新的初步設計和安全專篇裝備煤礦瓦斯監測監控系統。據此分析，截至2018年底，全縣在建、在產礦井更新改造以及基建礦井新配備安全監控系統的市場需求總量達15套以上。

2、目前煤礦瓦斯監控系統存在的主要問題

2.1 主通訊傳輸速率仍然偏低，系統響應時間長

由于煤礦井下環境惡劣、巷道距離長，多年來在系統傳輸速率上始終沒有大的突破。為了保證長距離可靠傳輸，大部分系統采用2400 bps或4800bps傳輸速率。一些采用9600 bps傳輸速率的系統，為達到超過15 km傳輸距離的要求，需要增加中繼器，而中繼器往往會被認為是通訊可靠性的瓶頸。

部分廠家在傳輸鏈路中增加礦用光端機，采用光纖傳輸方式實現高速率遠距離信號傳輸，提高了信號傳輸的可靠性，尤其是在抗雷擊性能方面有極大的優勢。

2.2 關鍵傳感器技術仍需提高

眾多廠商的參與使產品功能更完善、性能也得到提升。尤其是監控分站功能方面，除安全生產行業標準目錄（AQ）要求的功能外，部分產品具有液晶漢字顯示界面、RS485智能通訊口等。在分站處理能力方面，采用了ARM處理器、雙CPU等技術，使分站的處理能力大大增強。但是，在傳感器性能方面，由于甲烷熱催化敏感元件技術水平限制，使得甲烷傳感器在壽命、穩定性和耐用性上仍然沒有得到本質性改善，在這一點上與國外技術也存在較大差距。雖然近年來紅外甲烷傳感器開始在部分煤礦投入使用，但從檢測原理上決定了它抗惡劣環境的能力有限。

2.3 系統抗干擾能力有待提高

目前煤礦安全監控系統普遍存在抗干擾性弱的問題，最典型的現象就是“冒大數”，造成系統誤告警。干擾源主要來自傳感器本身和傳輸線路。在煤礦所使用的傳感器當中，最易受干擾的要屬CO傳感器。由于CO敏感元件為電化學原理，輸出信號很微弱，幾乎所有廠家選用的敏感元件靈敏度都不到0.1 tLA/ppm，很容易被干擾造成輸出信號異常。另外，傳感器輸出信號采用最多的200～1000 Hz頻率信號也是主要的干擾侵入點。

3、如何解決當前存在的問題

3.1 全面實現煤礦瓦斯監測監控系統安裝運行

已安裝瓦斯監測監控系統的煤礦，必須要與相關安裝廠商密切配合，搞好系統的維護、升級及相關設備尤其是瓦斯探頭的校驗檢測，并按《煤礦安全規程》及《煤礦監控系統及檢測儀器使用管理規范（AQ1029-2007）》規定等國家煤礦安全相關法規和技術要求，配齊配足相關設施設備，保證系統的正常運行。原安裝的系統已屬淘汰產品的，必須進行改造升級，不能改造升級的，應將其撤出，重新安裝合格產品。未安裝瓦斯監測監控系統的煤礦，必須及時與相關安裝廠商進行聯系，于某月某日前將瓦斯監測監控系統安裝調試完畢，并保證能正常運行。

3.2 全面實現與區級監控中心的穩定聯網

一是規范統一網絡接入方式。尚未實現與縣級監控中心聯網運行的煤礦，必須選擇中國電信光纖接入區級監控中心;已經實現聯網但未采用中國電信光纖接入方式的，在網絡服務協議到期后必須更換為中國電信光纖接入方式，確保網絡傳輸的穩定。二是配置不間斷電源，保證停電后設備能正常運行工作4小時以上。三是有專用的性能可靠的監控主機2臺（1臺工作，1臺備用），確保24小時不間斷運行。

3.3 提高數據應用水平、建立專家分析系統

煤礦安全監控系統對數據的分析只是簡單的閥值超限判斷，缺少對數據的深入發掘和綜合應用。雖然近年許多煤礦都在配備綜合信息平臺，但大都停留在數據信息匯總層面上，還達不到綜合應用的效果。對數據的深入分析挖掘方面，重慶梅安森科技在煤與瓦斯突出實時預警系統上的思路值得借鑒。

3.4 規范瓦斯監測監控設施設備的配備使用

一是配置不間斷電源，保證停電后設備能正常運行工作4小時以上;二是配置足額的甲烷、風速、溫度、負壓、饋電、一氧化碳、風門、風筒、設備開停等傳感器并調試安裝到位。三是所配置的設施設備的位置、數量和地點必須符合《煤礦監控系統及檢測儀器使用管理規范（AQ1029-2007）》的規定，同時隨巷道及工作面的變化，調整相應的設施設備。

4、結語

要達到 “監控有效”的基本要求：必須裝備齊全、數據準確、斷電可靠、處置迅速。系統的中心站、分站、傳感器等設備安裝設置要符合規定，系統運作不間斷，不漏報。傳感器必須按期調校，其報警值、斷電值、復電值要準確，監控中心能適時反映監控場所瓦斯的真實狀態。當瓦斯超限時，能夠及時切斷工作場所的電源，迫使停止采掘等生產活動;當瓦斯超限和各類異常現象出現時，能夠迅速做出反應，采取正確的應對措施，使事故得到有效控制。只有建設好瓦斯監控統，才能使管理層快速、及時、準確地獲取生產相關數據，提高決策的科學性，從而避免或減少因決策失誤而造成的安全事故和財產損失，確保礦井安全生產

參考文獻：

[1]龐海云：《監測監控系統建設》科技創新與應用;2014年第13期.

[2]《煤礦安全監控系統現狀與發展方向》，山東科大中天電子有限公司.

[3]許子寅.關于消除變頻對瓦斯監控系統干擾的探討[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2011（10）：176-177.

（作者單位：云南省昭通市彝良縣煤炭工業局）