礦井安全監控技術與系統探究

崔明浩

摘? 要：在煤炭生產過程中，礦井安全是最為主要的部分，要通過科學合理的監控技術與系統，全面對煤炭內部進行監測，及時發現安全隱患，保證煤炭生產安全進行。隨著技術設備全面創新，礦井開采也向大型化、機械化、智能化方向發展，進一步提高了煤炭生產開采效率，礦井安全監控技術與系統則是智能化發展的重要方向。文章主要通過對礦井安全監控技術與系統的基本組成和原理進行分析，對目前存在的問題進行探討，進一步提出了未來發展趨勢，為礦井高效生產保駕護航。

關鍵詞：礦井開采;安全監控;系統;高效

中圖分類號：TD712 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）35-0127-02

Abstract： In the process of coal production， mine safety is the most important part. It is necessary to comprehensively monitor the internal coal through scientific and reasonable monitoring technology and system， so as to find the hidden dangers in time and ensure the safety of coal production. With the comprehensive innovation of technology and equipment， mine mining is also developing in the direction of large-scale， mechanization and intelligence， which further improves the efficiency of coal production and mining. Mine safety monitoring technology and system is an important direction of intelligent development. This paper mainly analyzes the basic composition and principle of the mine safety monitoring technology and system， discusses the existing problems， and further puts forward the future development trend to protect the efficient production of the mine.

Keywords： mine mining; safety monitoring; system; high efficiency

引言

煤炭生產過程中，面臨許多不安全隱患，如果不能及時發現，則會危及到生產的安全。在煤炭生產過程中，通過礦井安全監控技術與系統的安裝，能夠全面對瓦斯、煤塵、火災、水害及礦山壓力等礦山災害數據進行實時監測，并通過光纖系統向后臺傳輸，使信息數據能夠得到快速的分析預測，后臺的傳輸采集設備能夠全面顯示各種礦井監控數據，計算機通過對設定參數的對照，就能夠及時發現參數異常情況，只需要對上傳至相關系統的數據簡單進行數學代入分析，就能夠及時發現問題點，并提出指導生產的安全意見，全面保證煤炭生產的連續性。當前，技術在不斷進步與發展，隨著煤礦開采向機械化、智能化方向發展，礦井開采安全也得到了充分的重視，煤礦安全監察部門全面要求所有煤礦井下必須安裝安全監控系統，這樣才能有效保證開采安全，為開采保駕護航。可以說，煤礦井下的環境非常特殊，面對不同的地質結構和結構性變化，環境的特殊性及復雜性，很容易造成易燃易爆、瓦斯氣體、煤塵等的爆炸，在線路電磁干擾的情況下，如果開采的空間不足，則會出現問題，輕則出現損壞的情況，影響生產繼續進行，重則會導致安全生產責任事故，造成人員傷亡。在礦井全面安裝監控系統能夠對礦井情況全面了解，為礦井安全生產提供有效保障。

1 礦井安全監控技術與系統的功能

1.1 保障生產安全

礦井生產是重中之重，是煤炭開采工作中的頭等大事，要全面保證生產的安全，才能實現穩定和經濟效益。可以說，煤炭的生產能力能夠有效衡量礦井盈利指標，那么，沒有安全則不能保證質量與進度，更談不上創造效益。當前，為了保證礦井生產安全，采取了各種有效措施，全面保證了生產的安全。對巷道圍巖進行監測，全面對位移、應變情況進行監測，是來自頂板離層、液壓支架阻力、工面沖擊壓、巖爆等礦井災害做好全面預測。煤炭生產中，瓦斯事故情況較多，要全面做好對瓦斯涌出量的監測，對各種數據進行監測，及時預警，對巷道隅角等通風不暢位置加強監測，避免局部瓦斯積聚引發爆炸。煤炭生產過程中，會產生大量的粉塵、煤塵，要充分做好濃度監測，保證井下作業安全。對礦井環境溫度、溫差、煙霧等情況進行監測，控制井下風門，調節風壓避免出現火災事故。對于水災多發區域安裝探測設備，能夠及時發現水災問題，保證巷道圍巖安全，及時查看時間涌水量及圍巖壓力，對突水性災害做好預防。監測系統還要對風壓、風量、其他有害氣體等進行監測，全面保證生產安全。

1.2 保障運輸安全

礦井生產過程較為系統，只有全面保證各生產環節的安全，才能保證生產安全。立井是礦井的重要部分，通過鋼絲繩及斜井工作面對煤炭進行向上運輸，但是，運輸設備皮帶在長期的惡劣環境下工作，如果不能及時檢修，很容易出現損傷的情況，如果不能及時更換，則會給運輸帶來隱患，導致運輸安全事故。在提升設備上安裝相關監測儀器，就能夠及時發現存在的問題，再以數據為依據，全面做好設備安全分析，通過弱磁監測技術就能夠對皮帶及鋼絲繩損傷進行良好的監測，并對問題進行快速預報。

1.3 保障供電安全

煤炭開采設備越來越自動化，當前，機械化開采已成為礦井開采主要方法，通過電力引領，全面保證了機械設備的可靠運轉，電力對煤炭生產非常重要。根據不同的機械設備，對電能的需求也不同，在礦井中有很多電源，而礦井下的環境又存在高壓、高危、復雜等特點，存在施工用電隱患，很多電氣設備都使用的是防爆型，全面做好了防爆措施，通過監測能夠及時發現電力運行的情況，全面建立礦井供電系統安全監測系統，能夠從根本上實現對礦井用電電壓及電流的監測，防范未然，保證了供電安全。

2 礦井安全監控系統組成

2.1 數據采集監測系統

礦井生產存在許多安全隱患，要對不同環節進行數據分析，才能保證生產安全。那么，在礦井安全監控系統監測的時候，要全面提取的數據主要有：瓦斯濃度、頂底板巷道兩幫位移、電流電壓數據、巷道圍巖應變等各種數據，通過在各部位安裝傳感器，全面采集各部位的數據，再通過光纖向地面中心站進行傳輸，后臺計算機就會收集到各種數據，監測分站對所收集的數據做好簡單的分析預測，再通過其他的網絡接口，由環網設備傳送到終端，對全站情況進行合理的分析預測，保證礦井生產安全。

2.2 人員定位系統

礦井生產離不開人員，各工種人員分散到不同的生產單元，要通過監測設備，對礦井下的人員做好定位，定位的系統包括：無線信號塔、井下基站、網絡接口、環網設備、定位終端等，通過系統設定，對井下每個人做好頻道參數設置，對于人員的活動區域做好監測，保證人員安全。如果出現問題，則會通過無線信號將頻道參數發給網絡接口，環網將頻道參數轉碼發送到定位終端，這樣就能夠在定位終端顯示人員的活動情況，及時做好人員的監測。

2.3 視頻監控系統

視頻監控系統是重要的部分，由地面監控系統及井下監控系統兩大塊構成，全面保證了各部位的視頻監測，及時掌握現場情況。地面監控系統對來自于地面的情況進行綜合監測，使地面作業更為安全，保證了生產的連續性，整體操作起來較為簡便。井下監控系統是一個復雜的系統，其工作的條件艱苦，視頻監控系統包括防爆攝像機、網絡接口、環網設備以及監視設備終端，對地下傳來的地網絡接口傳輸，到達監控終端全面做好預判，及時做出安全警報。

3 礦井安全監測技術

3.1 紅外傳感監測瓦斯技術

當前，對礦井生產的監測技術較多樣，其中，紅外傳感技術就是其中最為主要的監測技術，通過紅外線吸收光譜能夠對礦井瓦斯濃度進行監測，技術有應用范圍廣泛，通過雙波長和單光源做好調制，能夠對大范圍的物象進行監測，保證了精度，目前技術看，監測范圍0.00%～10.00%，誤差低于0.06%，25秒就能夠得到相關的測量數據。該技術與安全監控系統的有機結合，能夠全面對安全隱患進行自動報警、自動斷電。

3.2 互聯網技術

網絡的快速發展，推動了各項技術進步，隨著傳輸及處理技術越來越成熟，數據應用也更加普遍，當前，傳輸處理速度及信息的可靠性大大提升，以太網技術是互聯網技術核心內容，以太網在煤炭監測技術中得到了良好的運用，具有很大的實用性，能夠快速準確對各種信息進行傳遞，傳輸速度達10G，信息的精準度避免了錯誤預警概率。

4 當前存在的問題及未來發展趨勢

4.1 目前存在的問題

礦井安全監控技術及系統對于礦井生產有著巨大的促進作用，在各大礦區得到廣泛應用，但系統也存在一些不容忽視的問題。一是智能傳感器性能差。傳感器是礦井安全監測技術及系統的主力構件，性能好壞決定了影像的清晰程度和數據的精準度，一些傳感器存在壽命短、不精確、受干擾的問題，影響了監測效果。二是通信協議不規范。當前，市場化條件下，井下傳感器及安全監測程序生產廠商多，沒有形成統一的產品格式，一些軟件產品無法形成兼容設計，通信協議也不統一，造成了不同廠商產品軟件層次互不兼容的情況，給監測帶來了困擾。三是系統智能化不夠。當前，系統還沒有形成高智能，其性能還存在問題，礦井安全監測系統發展不快，一些數據采集、處理及研判還缺少高級處理能力，新算法和程序沒有在系統中全面應用。四是井下人員素質有待提升。智能化設備應用到礦井生產中，由于缺乏相關的技術維護人員，不能很好地發揮設備作用，比如說，傳感器安裝位置往往存在誤差，不能及時做出數據收集和傳輸。

4.2 發展趨勢

未來發展過程中，隨著計算機技術及工業電子技術的全面創新與發展，更多的高新設備得到了應用，在礦井安全監控技術及系統中，將會呈現更加良好的監測質量，系統將會基于開放式互聯模型主站-分站集散式結構進行開發利用，進一步提升專家決策能力，使系統軟件更加兼容，有效提高了分站、傳感器、斷電儀、電源不同單元的性能，礦井安全監控技術及系統可靠性會增強，有效降低礦井生產安全風險。

5 結束語

煤炭是重要的能源，要全面保證礦井生產安全，才能維護好企業經濟效益。通過安全監控系統為礦井避險，只有全面提高互聯網、設備、人員的相互關聯，才能更好地發揮礦井安全監控系統功能，保證礦井生產連續性、穩定性。

參考文獻：

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