矿井安全生产中监测监控系统的应用和发展

王雯

摘要：本文简单叙述了我国矿井安全监测监控的现状及问题，并提出了解决问题的方法和今后的发展方向。

关键词：瓦斯；监测监控技术；防治；发展与应用

中图分类号：TD712文献标识码： A

摘要:

多年以前,矿井瓦斯气体监测只能依靠人工监测来进行，瓦斯监测设备也十分的落后，利用的设备是日本二十年代研制的光干涉原理瓦斯检测仪，工人必须要手持瓦斯监测仪在现场人工操作监测瓦斯。这种仪器容易受到环境温度、压力、视觉等因素影响而造成测量误差，且又不能连续检查瓦斯，在瓦斯监测过程中非常容易出现漏洞，无法正常监测井下施工现场的瓦斯浓度，这时的监测技术就是一人加一检测仪器而已。

一、矿井瓦斯监测监控系统的应用

煤矿安全监控系统是指利用信息管理、计算机网络等技术对矿井甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、风速、风压、温度、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主要通风机开停等实施远程动态监控管理，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等功能的系统。煤矿安全监控系统技术的运用则实现了安全监测控制多方位多层次管理，增强了管理严密性以及时效性，使得监控信息掌握更为准确直观快捷以及方便，同时为安全生产提供了保障。

矿井瓦斯监测监控系统主要是在数字化的采掘工程平面图上对采煤工作面和掘进工作面的适时位置进行活化处理，根据其推进度按时更新，系统将根据其更新的适时位置线对推进前方影响区域内瓦斯情况进行分析、评价、预测、预报、预警。通风系统以采掘工程平面图为基准，新建添加各种通风设施，设计有设施说明牌、设施监测表，对通风设施监测数据进行定性、定量分析、评价的监测表，实现对通风系统设施管理的预测、预报、预警，根据授权进行签名评价、消警、处理，消除安全隐患及导航系统报警信号。

二、目前国内外矿井监测系统的发展状况

目前世界各国有各自的瓦斯检测系统，如法国的TF200 波兰的DAN640以及英国的MINO等系统，其中最具有综合监控特点和代表性的是美国的MSA公司生产的监控系统和德国BEBRO的PROMO系统，但是这两种系统没能做到数据的及时上传，因此也就不能实现智能化的监控，只能单纯地进行井下检测。我国的检测技术使用比较晚，在八十年代初从国外的一些发达国家引进了一系列的安全检测系统，在引进系统的同时进行消化和吸收并且结合了我国实际煤矿开采情况和自身条件由辽宁煤炭科学院和重庆煤炭科学院等中多煤炭科学研究院共同研制出了KJ2、KJ4、KJ38、KJ66、KJ75 、JS、KJ10、KJ13、KJ19等一系列有关有害气体的检测系统，在我国这种煤矿检测技术已经做到了大量的应用，但是很大一部分还是采用传统的模拟数据传输方式，只是将气体的浓度转化为电磁脉冲的大小，很容易受到矿井下的电磁设备和矿产的干扰，从而造成了检测结果的不准确，导致误报的情况发生。

在我国的煤矿安全生产检测系统方面，计算机的硬件采购和软件投入不成比例，开采方只是单纯注重硬件的质量而忽视了软件的更新，没能及时做到实际水平的提高。而且，我国的安全检测行业没有统一的通信协议，这就使得各个系统处于了各自相对封闭的状态，系统之间就无法实现系统资源共享和信息交流，更难以实现更高级别的互联网联动管理和监控。所以煤矿的瓦斯监控系统不仅只局限于中心站和分站的信息交流和共享，还应该从研发环境和工作方式进行统一性的有效危险判别和同步分析的决策软件，同时信息要做到网络化发展，按照统一的数据格式进行监控，通过提高各个系统的兼容性和制定相关的专业技术标准，促进矿井瓦斯安全行业的发展和推广。同时要开发和研制更加有效的瓦斯传感器并且加强对安全工作人员的工作培训以及提高检测系统的工作和维护水平等。只有做到这些才能真正实现煤矿生产的安全作业，保证施工单位和开采工作人员的生命财产安全

三、矿井监测监控系统的特点

(1)电气防爆。矿井安全检测监控系统全面执行新的防爆标准，监控标准均符合煤矿安全规程。(2)操作方便可靠。矿井监测监控软件选用的是Windows的操作系统平台，操作简单、功能强大、界面美观并具有语音报警等功能，它特有的软件容错纠错技术又提高了系统的可靠性。(3)无地线传输。矿井监测监控系统采用的是差分平衡式无地线传输方式，不仅保证了数据的传输质量，而且符合工业标准，具有超强的抗干扰能力。(4)性价比高。在分站的设计中接传感器时能不区分开关量及模拟量，同时分站还能适应频率电压和电流等多种信号的限制，减少了设备的种类，提高了设备的利用率，使用起来也十分灵活，性价比较高。(5)适应井下恶劣工作环境。煤矿井下除了有易燃易爆性气体，还有腐蚀性气体，矿尘大、潮湿、有淋水、空间狭小。我国研制的安全监测监控系统在矿井的生产方面积累了丰富的经验，特殊的设计能经得起井下恶劣环境的考验。

四、我国矿井监测监控的发展方向

近年来，随着计算机网络技术的普及与应用，煤矿安全监控系统也日趋完善，实现了与互联网的连接，相关管理人员可以通过网络终端方便的查看井下安全监控数据，至此，煤矿安全监控技术形成了一套科学、规范的专业系统。随着计算机软硬件技术电子技术的飞速发展以及我国企业发展的自身需求，我国各个主要生产厂家以及科研单位在一直推出各类监测监控的系统，例如：KJ90NA/NB、KJ95N、KJ101NA、KJ333以及KJG2000等，同时还有WEBGISMSNM煤矿安全数字化与综合化的网络监测的管理体系，这些系统生产规模、企业的性质以及专业技术的服务能力和可靠性、稳定性、软硬件的功能等都基本反映出了煤矿其监测监控体系技术水准。

煤矿安全监控系统安装的报警断电的执行机构工作站以及传感器是采取连续工作的模式，它能随机监测瓦斯的含量，当瓦斯含量出现异常，就会声光报警且断电执行区域，预防事故的发生，同时随时定时把测量数据运输地面的调度室以及调度室中计算机内，这样调度人员就可以随时掌握哪里存在异常，并按照实际状况采取必要措施来解决隐患，例如觉得人员是否撤出、怎样撤出、调度风量的大小等，煤矿安全监控系统能保障煤矿的安全，在矿井减灾防灾上和增强生产效率上有着重要的作用。伴随着计算机的不断发展以及现场总线运用，我国煤矿安全监控系统巡检速度与运行的可靠性得到了很大提高，今后，我国煤矿安全监控系统会朝着更广覆盖面、采取微处理器制定统一专业技术的标准构建统一先进网络系统方向发展，以实现资源的共享和安全系数的大大提高。

五、结语

监控系统最主要的功能就是环境参数监测和适时自动执行断电，以甲烷传感器为例，环境监测就是监测现场瓦斯浓度情况，瓦斯浓度一旦达到或者超过传感器的报警设定值，甲烷传感器就会发出声光报警，以提醒现场作业人员及时撤离采取措施进行处理。当瓦斯浓度达到或者超过传感器的断电值时，瓦斯传感器就会向分站发送信号，分站就会立即给断电器下发一断电信号，此刻断电器执行此命令断去被控开关的电源。瓦斯爆炸的三个条件：瓦斯浓度、引火温度和氧气浓度，而监控系统就是针对其中的瓦斯浓度和引火温度研发的，电容易产生电火花，断电就是杜绝在瓦斯浓度高的情况下有电火花的产生。

参考文献：

[1]孔超．矿井安全监测监控系统现场安装使用管理与维护．煤矿开采，2006

[2]胡穗延．全矿井综合自动化控制系统．煤矿自动化，1998

[3]杨建全.矿井安全监测监控系统.煤炭生产与管理.2012