煤礦安全儀器儀表技術的現狀與發展

宮 翠

（沈陽煤業（集團）安全設備檢測檢驗有限公司，遼寧 沈陽 110103）

現代化煤礦系統除了配備有毒有害氣體在線監測傳感器之外，便攜式檢測儀器目前也得到普遍使用，這是對在線檢測系統的必要補充。許多礦井配備了便攜式甲烷、一氧化碳、二氧化硫等有毒有害氣體檢測儀。煤礦以安全為天，因此對這類安全儀器的準確度就提出了較高的可信度要求，如何保障儀器的準確和可靠，就需要煤礦生產企業建立完善系統的計量檢測檢驗體系。

1 煤礦安全儀器儀表的類型分析

現代化的煤礦安全生產，是無時無刻都離不開監測和檢測的，監控礦井的環境信息、危險氣體、器具器材、儀器設備等的工作狀態，每一個環節都至關重要，而煤礦用的各類安全設備儀器儀表就在其中發揮著根本性的作用，這些設備具有種類多、功能繁瑣、精密度高的特點。根據作用的特點以及所應用的形式大體分為便攜式和固定式（即傳感器）兩大類。根據測量的理論依據以及測量的內容又劃分成粉塵測量設備、溫度檢測設備、氣體監測設備、壓力監測設備以及監控器材的工作狀況的在線監控類儀表等。

2 煤礦安全儀器儀表的應用原則

1）確保儀表系統可靠且穩定。煤礦用安全儀表不僅具有系統特殊的特點，其功能也是比較獨特，因為要充分考慮到煤礦安全的重要性，所以在設計該系統時，第一要務考慮的就是安全性、可靠性和穩定性，這是設計研發必須遵循的根本原則。從組件選擇到軟件編程的每個環節力求做到精細、周密。在啟動和停止生產設備測量系統的階段以及執行和維護期間，必須能夠保證人員的健康安全和設備的環境安全。對于任何可能導致故障的不可抗力因素，安全工作系統必須給出正確的判斷和適當的指令，并且能夠在事故出現的第一時間進行阻止，以防止事故更加嚴重或波及范圍更大，并最大限度地減少損害和后期維護成本。2）安全性。安全性是煤礦安全儀表進行設計時所需要遵循的基本原則，在設計的過程中要切實保障人們的生命安全，始終堅持和貫徹以人為本的基本理論，這樣才能實現整體設計結構更加人性化，符合現代人們對于該儀表系統的要求。總而言之，在煤礦安全儀表設計的過程中，要遵循這三項基本的原則，同時結合實際的情況，對一些特殊的情況以及影響因素進行分析和研究以及預判，并有針對性地提出措施，此外還需要不斷提高有關人員的專業技能，這樣當人員在面臨突發設備故障時，才能更加冷靜，并快速地解決故障問題，讓安全儀表發揮其自身的安全防護價值，確保煤炭行業的成長和進步。3）對生產過程進行科學監測。安全儀表系統主要是由傳感器、邏輯運算器以及最終執行原件共同組成的，其中傳感器主要是負責監測任務，邏輯運算器主要負責控制工作，而最終執行原件則負責執行最后的指令。安全儀表系統可以對整個生產過程進行科學的監測，并且針對生產過程中存在的危險進行報警提示，操作者在收到通知之后，可以立刻對已經預定的程序進行執行，從而最大限度地避免安全事故的發生，最終事故所造成的危害也能夠有效降低。所以技術人員在設計安全儀表系統的過程當中，需要將煤礦原料方面的變化有機結合起來，始終嚴格遵守繁雜的生產過程質量以及其他方面的要求，保證安全儀表系統的規范性和科學性。并且還要將安全儀表系統在煤礦生產裝置當中的應用作為最終依據，進行科學合理的設計，從而最大限度地保證煉化過程當中的安全性以及通暢性，確保設備能夠正常的運作，并且提高操作人員的生命健康安全保障，進一步對風險事故進行科學有效地控制，最大程度地提高企業的經濟效益。

3 煤礦安全儀器儀表技術應用與發展策略

1）防治水監測。在煤礦地測防治水工作中，設備儀器性能的優劣和工作狀態的良好與否對于整體的地測防治水工作開展和作用的發揮有著極其重要的價值。在實際的煤礦地測防治水工作的開展中，企業需要給予更多資金的支持，不斷更新設備儀器，同時做好相應的維護保養工作，使設備儀器能夠處于一個良好的狀態，促進工作順利開展。除此之外，專業人才在當今世界中無論任何一個行業和領域都是最為寶貴的資源之一，加強相關專業人才的建設，通過人才能力的提升帶動地測防治水工作的優化，有著極其顯著的作用。煤礦開采規模的擴大，使得當前煤礦中地測防治水技術和設備的應用方式已經出現了落后的問題。我國采煤地區分布廣泛，每一個地區的地理地質環境條件和人為因素施工條件等都有所不同，單一地地測防治水技術和設備應用已經遠遠不能幫助煤礦開采工作的進行。因此，健全地測防治水技術和設備的應用方式，有著顯而易見的重要意義價值。2）提高校準工作水平。由于社會的不斷發展和進步，計算機逐漸進入到普通人的日常生活之中，當下的煤礦通風安全儀器儀表等設備的進步方向就是綜合計算機的網絡，達到關于大量的數據的每時每刻的監測以及調整控制，使用計算機進行規劃全部的煤礦挖掘的進度。比如：于煤礦之內的瓦斯含量以及粉塵的含量接近了警戒數值的時候，計算機可以自主的實現風機增強進氣量，進而實現減少瓦斯含量以及粉塵的含量，減少安全事故造成的損失。對于計算機手段使用在通風安全儀器儀表內，同樣也可以察覺到通風安全儀器儀表自身狀況正常與否，也可以達到自主展開校準，給煤礦的生產降低支出，減少損失。3）確保儀表應予維護和拓展。煤礦行業對于安全性的要求較高。煤炭煉化的整個過程需要在高溫高壓易燃易爆的環境下進行，并且整個過程當中使用到的材料也屬于易燃易爆的揮發性氣體和液體，為了保證工作人員以及企業的安全，需要采取針對性的防護措施。為了及時對生產過程以及相關材料和設備的參數進行監控，大多數煤礦煉化系統都會使用到針對性的安全儀表，進一步監測各個設備的實時參數。所以應當加大對安全儀表系統的維護和拓展，定期對其進行維修和檢查，并且還要盡可能減少安全儀表的使用數量，便于工作人員進行檢修。4）提高管理人員的專業素質。在各項估算工作開展的時候都要采用科學化的方法，如果沒有選擇合適的計算方法，就會使得整個裝置出現問題。不僅僅是最終設計成果的呈現，在設計圖紙和方案上都會存在著一定的偏差，而這種偏差的出現和管理不科學，又有著很重要的聯系，所以要加強對管理人員專業素質提升的培訓工作。只有對整個過程進行科學化的管理工作，才可以提高整體的工作效率，讓人們可以更加快捷地得出相應的管理方案，切實保障整個儀表安全系統在操作過程中的安全性和穩定性，規范每一個工作人員的行為，讓每名人員都可以按照相應的標準進行操作，保障了整個系統的安全穩定運行。5）對傳感器冗余的科學計劃。至于冗余配置，它在儀表系統中占有重要地位，也是系統設計的主要內容，但是，冗余設計并不適合所有傳感器。SIL被認為是傳感器故障概率的基本要求。如果安全儀表系統中的傳感器符合此要求，則應選擇集成傳感器，以便安全儀表系統可以滿足設計要求。當傳感器不能滿足SIL要求時，此時應加強冗余傳感器的使用。但是，在使用冗余傳感器時，必須充分考慮系統的安全性，同時將阻塞效應和頻率放大作為合理使用邏輯結構的基礎，必須這樣做才能確保系統的完全適用性。考慮到這一點的同時，還必須確保對儀表系統的可靠保護，因此，在實踐中，應正確使用邏輯結構。

4 結語

綜上所述，煤礦是我們國家經濟的重要產業，煤礦企業只要增強關于生產個方面安全儀器儀表設備的管控以及精度校準，才能保證生產作業的安全穩定，切實保障煤礦工作人員生命安全，為煤礦開采創造更加和諧的環境和氛圍，促進我國煤礦產業的穩定發展。