郭愛蓮

（太原理工大學(xué) 電氣與動力工程學(xué)院，山西 太原 030024）

計算機(jī)技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

郭愛蓮

（太原理工大學(xué) 電氣與動力工程學(xué)院，山西 太原 030024）

本文以煤礦安全生產(chǎn)中的自動檢測系統(tǒng)、綜合調(diào)度信息系統(tǒng)以及監(jiān)測系統(tǒng)為例，探討了計算機(jī)技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用。

煤礦安全生產(chǎn)；自動檢測系統(tǒng)；綜合調(diào)度信息系統(tǒng)；監(jiān)測系統(tǒng)。

安全問題一直困擾著我國煤礦企業(yè)的健康發(fā)展，頻發(fā)的重特大事故、居高不下的百萬噸死亡率已經(jīng)成為影響我國煤炭企業(yè)形象的罪魁禍?zhǔn)住０踩a(chǎn)問題已經(jīng)通過產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)的傳導(dǎo)與放大對我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展產(chǎn)生了不利影響。將計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于煤礦安全生產(chǎn)中可以在技術(shù)層面上保證煤炭生產(chǎn)的安全性。

1 煤礦安全生產(chǎn)自動檢測系統(tǒng)

煤礦安全生產(chǎn)自動檢測系統(tǒng)主要有以下幾部分構(gòu)成：中心站點、井下分站、傳感器群、通信接口、終端設(shè)備。具體而言，第一，中心站點主要發(fā)揮著控制中心的作用，首先實時監(jiān)控煤礦的生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)過程、運行狀態(tài)、生產(chǎn)人員等，其次要根據(jù)各種指令的實時響應(yīng)進(jìn)行及時操控。第二，井下分站是中心站的分支系統(tǒng)，它遍布于煤礦的各個分區(qū)，將分區(qū)收集到的情況及時有效地反饋到中心站，而且井下分站均為智能化操作系統(tǒng)，可以實現(xiàn)無人化值班。除此之外，井下分站設(shè)備具有易查易修的優(yōu)勢，在出現(xiàn)故障時，可以及時進(jìn)行相關(guān)的調(diào)整和修理。第三，傳感器群是煤礦安全生產(chǎn)自動檢測系統(tǒng)的“感覺神經(jīng)”，發(fā)揮著有效傳遞各種安全參數(shù)的重要作用，在系統(tǒng)中的作用非常重要。傳感器群必須質(zhì)量可靠、運行穩(wěn)定。目前主要的傳感器類型有模擬量傳感器和光纖傳感器，其中后者具有較低的能量損失率和較好的抗干擾能力，但是造價較高。

2 煤礦安全生產(chǎn)綜合調(diào)度信息系統(tǒng)

安全生產(chǎn)綜合調(diào)度信息系統(tǒng)在煤炭企業(yè)整體信息化體系中起著中間層的作用——在長期計劃的指導(dǎo)下，根據(jù)底層控制系統(tǒng)（DCS）采集的與生產(chǎn)過程有關(guān)的實時數(shù)據(jù)，對短期生產(chǎn)作業(yè)的計劃調(diào)度、監(jiān)控，對資源配置和生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化，并對企業(yè)管理層的訂單完成狀態(tài)、煤炭運銷狀態(tài)、煤質(zhì)情況進(jìn)行反饋，形成與企業(yè)生產(chǎn)計劃對應(yīng)的績效匯報，對企業(yè)生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)中使用設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行反饋，優(yōu)化配置。這樣安全生產(chǎn)綜合調(diào)度信息系統(tǒng)就實現(xiàn)了與經(jīng)營管理、控制系統(tǒng)的協(xié)作。

煤礦安全生產(chǎn)綜合調(diào)度信息系統(tǒng)主要具有以下功能：第一，相關(guān)規(guī)章執(zhí)行情況的有效管理。對生產(chǎn)單位實現(xiàn)遠(yuǎn)程的基本信息管理與安全生產(chǎn)信息管理，實現(xiàn)對安全生產(chǎn)事故隱患的排查、報警和調(diào)度，公布執(zhí)法信息，查看和預(yù)覽詳細(xì)信息，實現(xiàn)企業(yè)各部門之間的數(shù)據(jù)共享。第二，工作調(diào)度的有效管理。管理內(nèi)容主要包括煤礦生產(chǎn)的經(jīng)營狀況管理、安全生產(chǎn)管理、生產(chǎn)隱患的及時排查、應(yīng)急指揮預(yù)案的制定、圖表臺賬等，能夠?qū)γ旱V生產(chǎn)單位的生產(chǎn)狀態(tài)和產(chǎn)能情況進(jìn)行實時地掌握和動態(tài)更新，實現(xiàn)生產(chǎn)全過程的監(jiān)督，同時利用現(xiàn)有信息對生產(chǎn)情況進(jìn)行統(tǒng)籌調(diào)度與綜合管理。第三，煤礦設(shè)備的有效管理。能夠有效實現(xiàn)對設(shè)備臺賬、設(shè)備租賃、設(shè)備采購、設(shè)備點檢的相關(guān)管理；并構(gòu)建設(shè)備信息的電子檔案，詳細(xì)記錄煤礦各種設(shè)備的狀態(tài)信息，例如我們通過該電子檔案可以詳細(xì)了解設(shè)備的轉(zhuǎn)移、變動、調(diào)撥、報廢、檢驗、修理、技術(shù)參數(shù)、健康狀態(tài)、運行位置、運行狀況等各項信息，同時能夠在線對設(shè)備的運行狀態(tài)進(jìn)行檢測和管理。第四，生產(chǎn)計劃的有效管理。主要對煤礦的生產(chǎn)接續(xù)計劃以及生產(chǎn)設(shè)備的配套計劃實施科學(xué)有效管理。簡單說來就是全流程、全環(huán)節(jié)的接續(xù)計劃管理，并實現(xiàn)與大項目的修理計劃、購置計劃、設(shè)備配套計劃進(jìn)行聯(lián)動編制，利用設(shè)備配套知識庫，實現(xiàn)綜、連采設(shè)備配套計劃的快速、自動完成。第五，企業(yè)級的綜合調(diào)度管理。為企業(yè)的不同用戶提供協(xié)同辦公的平臺支持，允許用戶單點登錄、跨數(shù)據(jù)搜索等，為煤礦的安全管理提供便捷的信息服務(wù)。

3 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)

3.1 瓦斯氣體監(jiān)測技術(shù)

瓦斯氣體監(jiān)測技術(shù)充分利用了計算機(jī)技術(shù)中的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（主要包括傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)、自動控制技術(shù)、微電子技術(shù)以及嵌入式系統(tǒng)等）。瓦斯氣體監(jiān)測技術(shù)可以實現(xiàn)對監(jiān)測對象（瓦斯）的實時數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸，并利用遠(yuǎn)程服務(wù)器的高性能處理器對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，并將處理結(jié)果（瓦斯?jié)舛仁欠癯蕖⒐ぷ鳝h(huán)境是否安全、作業(yè)建議等）通過無線傳輸技術(shù)發(fā)送到終端用戶，為一線員工提高有益的參考，最終實現(xiàn)安全生產(chǎn)信息的實時監(jiān)視和控制。該技術(shù)使用的多功能無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點技術(shù)具有高性能、高可靠性、低功耗以及長傳輸距離的特點，并且充分滿足井下作業(yè)特殊功能需求、完美支持多通路傳感器的系統(tǒng)集成。需要注意的是，傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的硬件設(shè)計方面，其系統(tǒng)架構(gòu)、每單元部分功能、節(jié)點應(yīng)具有低功耗、可重構(gòu)和高穩(wěn)定性等特點；依照節(jié)點的

特性對嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行裁減優(yōu)化，利用最小

CPU占用率對節(jié)點進(jìn)行全面控制。

3.2 井下人員定位技術(shù)

井下作業(yè)環(huán)境復(fù)雜、人員流動性大，如果發(fā)生事故且井下人員不能迅速升井自救的話，及時確定井下人員數(shù)量及其具體位置則成為有效開展?fàn)I救計劃的重要參考依據(jù)。井下人員定位技術(shù)可以有效提供人員數(shù)量及其具體位置方面的數(shù)據(jù)支持，該技術(shù)利用集中定位方式，由管理中心進(jìn)行定位。井下人員定位技術(shù)實現(xiàn)定位的流程如下：布設(shè)網(wǎng)關(guān)和參考節(jié)點，保持網(wǎng)關(guān)之間的距離，再布設(shè)一些位置已知的參考節(jié)點保證每個移動節(jié)點至少要處于多個參考節(jié)點的射頻信號覆蓋范圍之內(nèi)。首先進(jìn)行移動節(jié)點的相對定位來確定移動節(jié)點相對于參考節(jié)點的位置；而后，移動節(jié)點把得到的相對于參考節(jié)點的位置值傳送到網(wǎng)關(guān)，加上自己的位置信息傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)管理中心，管理中心的計算機(jī)根據(jù)移動節(jié)點的位置和網(wǎng)關(guān)的位置就可以確定該移動節(jié)點在井下的絕對位置，便于實現(xiàn)移動節(jié)點的精確定位。

4 結(jié)束語

在信息化時代，將計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于煤礦的安全生產(chǎn)過程中，不僅是積極落實“科技興礦”戰(zhàn)略的要求，也是順應(yīng)時代發(fā)展的客觀需求。本文以煤礦安全生產(chǎn)中的自動檢測系統(tǒng)、綜合調(diào)度信息系統(tǒng)以及監(jiān)測系統(tǒng)為主要研究對象，比較詳細(xì)地探討了計算機(jī)技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)的具體應(yīng)用?？傮w看來，計算機(jī)在保證煤礦安全生產(chǎn)方面發(fā)揮著非常重大的作用。

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App lication of Com puter Technology in W ork Safety in M ines

GUO Ai-lian

(College of Electrical and Power Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi030024)

The paper takes the automatic testing system,comprehensive dispatch information system and monitoring system in mines as example to discuss the application of computer technology in work safety.

work safety in mines;automatic testing system;comprehensive dispatch information system;monitoring system

TD67

A

1672-5050（2011）09-0070-03

2011-04-30

郭愛蓮（1965—），女，山西交城人，本科，高級實驗師，從事電工新技術(shù)研究工作。

徐樹文