對我國煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和研究

申請免費(fèi)試用、咨詢電話：400-8352-114

　0引言

　　我國煤炭資源豐富，但開采條件復(fù)雜，自然災(zāi)害嚴(yán)重，47%的礦井屬于高瓦斯或瓦斯突出礦井。在當(dāng)前煤炭市場需求旺盛的推動(dòng)下，部分煤礦存在突擊生產(chǎn)或盲目超產(chǎn)現(xiàn)象，造成近幾年礦井安全事故發(fā)生率居高不下。為保障煤礦的安全生產(chǎn)，除進(jìn)一步加強(qiáng)煤礦安全管理意識(shí)外，關(guān)鍵是建立煤礦井下安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，形成煤礦井上、井下可靠的安全預(yù)警機(jī)制和管理決策信息通道。所以當(dāng)前現(xiàn)代化礦井的生產(chǎn)不僅要解決煤礦生產(chǎn)過程中存在的安全問題、生產(chǎn)自動(dòng)化的問題、又要了解各種與生產(chǎn)經(jīng)營相關(guān)的信息。建立安全生產(chǎn)、調(diào)度和管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對井上、井下安全生產(chǎn)全面了解，靠及時(shí)準(zhǔn)確的信息指揮生產(chǎn)和防止各種事故的發(fā)生，已成為煤礦設(shè)計(jì)工作必須解決的問題。

　　1煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)涵和作用

　　礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是傳感器技術(shù)、信息傳輸技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、電氣防爆技術(shù)和控制技術(shù)等多種技術(shù)在礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控領(lǐng)域應(yīng)用的產(chǎn)物，對保障煤礦安全生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率和機(jī)電設(shè)備的利用率都具有十分重要的作用。礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)一般由三部分組成：①中心站（包括應(yīng)用軟件、計(jì)算機(jī)及外圍設(shè)備）；②信息傳輸裝置（包括傳輸接口、分站、傳輸線、接線盒等）；③傳感器和執(zhí)行裝置。具體來講，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是指對煤礦的瓦斯、風(fēng)速、一氧化碳、煙霧、溫度等環(huán)境參數(shù)和礦井生產(chǎn)、運(yùn)輸、提升、排水等環(huán)節(jié)的機(jī)電設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和控制，用計(jì)算機(jī)分析處理并取得數(shù)據(jù)的一種系統(tǒng)。安全監(jiān)控系統(tǒng)可以為各級(jí)生產(chǎn)指揮者和業(yè)務(wù)部門提供環(huán)境安全參數(shù)動(dòng)態(tài)信息，為指揮生產(chǎn)提供及時(shí)的現(xiàn)場資料和信息，便于提前采取防范措施。另外通過對被測參數(shù)的比較和分析，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警、斷電和閉鎖，便于制止事故的發(fā)生或擴(kuò)大；在發(fā)生事故的情況下，能及時(shí)指示最佳救災(zāi)和避災(zāi)路線，為搶救和疏散人員、器材，提供決策信息。

　　2安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)目前存在的問題

　　2.1傳感器質(zhì)量和性能差

　　與安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)配接的甲烷傳感器和CO傳感器已成為礦井瓦斯綜合治理和監(jiān)測煤炭自燃發(fā)火災(zāi)害預(yù)測的關(guān)鍵技術(shù)裝備，并越來越受到使用單位和研究人員的普遍重視。但在現(xiàn)場使用中，雖然系統(tǒng)主機(jī)、分站以及軟件已經(jīng)不斷進(jìn)行升級(jí)，但國產(chǎn)安全檢測用的傳感器幾乎全部采用載體催化元件，長期以來我國載體催化元件一直存在使用壽命短、工作穩(wěn)定性差和調(diào)校期頻繁、靈敏度漂移以及制作工藝水平低等缺點(diǎn)，嚴(yán)重制約著礦井有害氣體的正常檢測。另外《煤礦安全規(guī)程》中對甲烷傳感器的調(diào)校有嚴(yán)格的規(guī)定，調(diào)校工作需要專用器具和標(biāo)準(zhǔn)氣樣，對調(diào)校人員的技術(shù)水平有一定的要求。很多煤礦往往由于缺乏專業(yè)技術(shù)人員等原因而不能按時(shí)對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和調(diào)校，甚至從不調(diào)校，嚴(yán)重制約了礦井有害氣體的正常檢測。

　　2.2通信協(xié)議不規(guī)范，可集成性差

　　因?yàn)闆]有一個(gè)符合礦井電氣防爆等特殊要求的總線標(biāo)準(zhǔn)，所以現(xiàn)有生產(chǎn)廠家的監(jiān)控系統(tǒng)的通信協(xié)議幾乎都采用各自專用的，互不兼容。不同廠家產(chǎn)品之間缺乏互操作性、互換性，因此可集成性差，不易于系統(tǒng)功能擴(kuò)展。在使用中，個(gè)別系統(tǒng)雖經(jīng)多次升級(jí)改造，仍不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源的有效共享，形成了一個(gè)個(gè)獨(dú)立的“信息孤島”，嚴(yán)重阻礙了礦井安全生產(chǎn)管理水平的進(jìn)一步提高。

　　2.3診斷功能有待加強(qiáng)，系統(tǒng)的可維護(hù)性低

　　現(xiàn)場設(shè)備在線故障診斷、報(bào)警、記錄功能不強(qiáng)，現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定困難，影響系統(tǒng)的可維護(hù)性。作為管理維護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)的輔助手段，部分系統(tǒng)只能對系統(tǒng)的通訊狀況診斷，不能詳細(xì)地判斷故障的性質(zhì)和故障點(diǎn)。但實(shí)際工作中要求能迅速判斷出分站、傳感器或電纜故障之間，或短路報(bào)警與真實(shí)超限之間的區(qū)別，為維護(hù)人員提供故障的類型和方位，以便于迅速處理故障地點(diǎn)。

　　2.4現(xiàn)場管理和維護(hù)水平欠缺

　　盡管我國各省市煤炭管理部門都強(qiáng)制性要求各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，而且近幾年再次加大了對礦井安全生產(chǎn)的管理力度，但一些地方國有煤礦，特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)小煤礦，多數(shù)由于缺乏專業(yè)技術(shù)人員而不能正常使用和維護(hù)已裝備的系統(tǒng)，甚至對系統(tǒng)配接的傳感器根本不進(jìn)行調(diào)校。另外，在大多國有煤礦還存在著監(jiān)測監(jiān)控方面的管理制度不夠健全、對已經(jīng)存在的監(jiān)測監(jiān)控管理制度執(zhí)行不嚴(yán)、對監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)督管理不到位等問題，嚴(yán)重地制約著安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

　　3提高安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)良好運(yùn)行的措施

　　3.1研究和開發(fā)出高品質(zhì)的傳感器

　　國產(chǎn)安全檢測用甲烷傳感器幾乎全部采用載體催化元件，嚴(yán)重制約著礦井瓦斯的正常檢測，與國外同類傳感器比較差距較大。所以國家科研院所應(yīng)加大科研投入力度，進(jìn)一步提高傳感器應(yīng)用的可靠性。

　　3.2規(guī)范監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一通信協(xié)議

　　通信協(xié)議不規(guī)范將造成設(shè)備重復(fù)購置、系統(tǒng)補(bǔ)套受制于人和不能隨意進(jìn)行軟硬件升級(jí)改造等后果。為了改變標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的局面，國家出臺(tái)了很多規(guī)范性規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)對監(jiān)控系統(tǒng)及信息傳輸協(xié)議等進(jìn)行規(guī)范，如《礦井安全監(jiān)控新標(biāo)準(zhǔn)、新規(guī)程匯編及礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選型手冊》等。建議各監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一通信協(xié)議，統(tǒng)一采用SQL數(shù)據(jù)庫，采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，這樣可以很方便對系統(tǒng)進(jìn)行維修、補(bǔ)套、升級(jí)，也可以很方便的建立礦、公司（礦務(wù)局）兩級(jí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，并與上級(jí)監(jiān)管系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源共享。

　　3.3加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，完善管理制度

　　監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)要求非常嚴(yán)格，所以在日常監(jiān)測管理工作中采取多種形式提高維修人員的維修技術(shù)和操作水平，每月應(yīng)組織理論和實(shí)踐的學(xué)習(xí)，對新調(diào)入的安全監(jiān)測員，重點(diǎn)加強(qiáng)對其基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和培養(yǎng)，合理利用售后服務(wù)和兄弟礦井相互指導(dǎo)的便利條件，確保礦井監(jiān)測系統(tǒng)維護(hù)的順利進(jìn)行。另外要建立細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓芾碇贫龋皶r(shí)完善有關(guān)監(jiān)測監(jiān)控管理的規(guī)定和制度，有效提高相互監(jiān)督、相互預(yù)警的能力。

　　3.4發(fā)展專家診斷、專家決策系統(tǒng)軟件

　　科研院所應(yīng)開發(fā)專家診斷、專家決策系統(tǒng)軟件。專家診斷應(yīng)具有對故障的智能分析、判斷功能，改變系統(tǒng)自檢功能單一、簡單的情況。在發(fā)生事故的情況下，能正確指示最佳救災(zāi)和避災(zāi)路線，為搶救和疏散人員、器材提供決策。

　　4結(jié)束語

　　隨著現(xiàn)代通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，高性能的煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在我國有著廣闊的前景。安全監(jiān)測系統(tǒng)是生產(chǎn)、安全及管理方面的一個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，通過本系統(tǒng)可以使管理層快速、及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)，提高決策的科學(xué)性，從而避免或減少因決策失誤而造成的安全事故和財(cái)產(chǎn)損失。