李鴻財(cái)

（山西靈石華苑煤業(yè)有限公司， 山西 靈石 031300）

1 概述

煤炭作為我國主要能源之一，它在一次能源比例中占據(jù)了70%。而煤炭行業(yè)作為一項(xiàng)高危的行業(yè)，地?zé)?、火?zāi)、水災(zāi)、煤塵以及瓦斯等都直接影響煤礦工業(yè)健康的發(fā)展。煤礦事故的頻繁發(fā)生，讓我們意識(shí)到科學(xué)管理、合格人才、可靠裝備以及先進(jìn)技術(shù)作為安全生產(chǎn)保證的重要性。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的運(yùn)用則實(shí)現(xiàn)了安全監(jiān)測控制多方位、多層次管理，增強(qiáng)了管理嚴(yán)密性以及時(shí)效性，使得監(jiān)控信息掌握更為準(zhǔn)確、直觀、快捷以及方便，同時(shí)為安全生產(chǎn)提供了保障。

2 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)管理探討

2.1 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)和工作原理分析

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通常由接線盒、電纜、網(wǎng)絡(luò)的接口、遠(yuǎn)程的終端、UPS的電源、、大屏幕、打印機(jī)、服務(wù)器、系統(tǒng)的軟件、顯示器（主機(jī)）、傳輸接口（主站）、電控箱（電源箱）、分站、執(zhí)行的機(jī)構(gòu)以及傳感器等部分構(gòu)成，具體結(jié)構(gòu)間圖1。

圖1 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)

第一，傳感器會(huì)把被測的物理量變化成電信號，電信號具備聲光報(bào)警與顯示功能，但是不排除部分傳感器不具備聲光報(bào)警與顯示功能。

第二，含有顯示設(shè)備與聲光報(bào)警執(zhí)行結(jié)構(gòu)把控制信號變化成了被控的物理量。

第三，分站接受傳感器傳來信號，同時(shí)根據(jù)先前預(yù)約復(fù)用方式，通過遠(yuǎn)距離給傳輸接口或主站傳送。與此同時(shí)，并接收傳輸接口或主站里多路復(fù)用的信號。對于分站來說，它具備邏輯的運(yùn)算、超限的判別以及線性校正等較為簡單數(shù)據(jù)處理的功能，可以對運(yùn)輸接口或主站傳輸信號以及傳感器所輸入信號處理，執(zhí)行控制機(jī)構(gòu)的工作。

第四，電源箱把交流電網(wǎng)其電源變化成了系統(tǒng)需要本質(zhì)安全的直流型電源，該電源同時(shí)具備能夠使電網(wǎng)在停電之后可以仍舊正常供電，且供電大于2小時(shí)蓄電池。

第五，分站通過遠(yuǎn)距離所發(fā)送信號，傳輸接口會(huì)接收，同時(shí)將信號傳輸?shù)街鳈C(jī)進(jìn)行處理。傳輸接口在接到主機(jī)信號之后，再運(yùn)送到相應(yīng)的分站。此外，傳輸?shù)慕涌谕瑫r(shí)具備控制分站接收與發(fā)送、自檢系統(tǒng)、調(diào)制和解調(diào)多路復(fù)用的信號等作用。

第六，主體通常選取的是多機(jī)或雙機(jī)備份、普通微型的計(jì)算機(jī)或者工控微型的計(jì)算機(jī)。主機(jī)它主要作用是聯(lián)網(wǎng)、控制輸出打印、控制輸出、人機(jī)的對話、聲光的報(bào)警、顯示、磁盤的存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、判別報(bào)警、校正、接收檢測的信號等。

2.2 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的作用

第一，通風(fēng)及瓦斯監(jiān)控，也就是監(jiān)測局部的通風(fēng)機(jī)停開（特別重要）、風(fēng)筒的狀態(tài)、風(fēng)門的狀態(tài)、饋電的狀態(tài)、風(fēng)壓、風(fēng)速以及甲烷的濃度等。一旦局部的通風(fēng)機(jī)掘進(jìn)巷道出現(xiàn)停風(fēng)狀況或出現(xiàn)停止運(yùn)行現(xiàn)象時(shí)或瓦斯出現(xiàn)超限時(shí)，相應(yīng)的煤礦其安全監(jiān)控的系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)切斷各自區(qū)域電源，同時(shí)閉鎖與報(bào)警，這一措施可以達(dá)到以下目的：（1）規(guī)避與降低了因電氣設(shè)備違章作業(yè)或失爆、或電氣設(shè)備出現(xiàn)故障的危險(xiǎn)溫度或電火花導(dǎo)致瓦斯爆炸的發(fā)生率；（2）規(guī)避與降低了運(yùn)、掘、采等設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)下因危險(xiǎn)溫度或摩擦碰撞出火花而導(dǎo)致的瓦斯爆炸的發(fā)生率；（3）可以提到提醒作用，督促生產(chǎn)的調(diào)度員、領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)把工作人員安置到安全位置；（4）督促生產(chǎn)的調(diào)度員、領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)處理好事故的安全隱患，提前預(yù)防瓦斯爆炸事故的發(fā)生。

第二，瓦斯抽放系統(tǒng)的監(jiān)控，（1）監(jiān)測抽放管路里閥門開度、溫度、壓力、流量、甲烷的濃度以及一氧化碳其濃度等各管道的參數(shù)；（2）對瓦斯抽放泵站室里甲烷的濃度以及井下臨時(shí)的抽放瓦斯泵站其下風(fēng)側(cè)的柵欄外的甲烷濃度環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測；（3）對抽放泵軸溫、抽放泵的真空度以及電機(jī)溫度等進(jìn)行監(jiān)測；（4）監(jiān)測冷卻水池的水位、水溫以及水壓與水量等供水的參數(shù)；（5）監(jiān)測功率因素、電壓、電流等供電的參數(shù)；（6）對供氣管道其供氣閥的開度、流量、甲烷的濃度、溫度、正壓等供氣的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測；（7）監(jiān)測密封的水溫、密封的水位、罐內(nèi)其甲烷的濃度、罐壓和罐高等儲(chǔ)氣罐的參數(shù)；（8）對瓦斯抽放供水、閥門、泵等狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測；（9）對瓦斯抽放純瓦斯量和混合量進(jìn)行監(jiān)測；（10）對瓦斯抽放閥門與泵進(jìn)行控制。

第三，監(jiān)控火災(zāi)，也就是監(jiān)測煙霧、壓差、溫度、氧氣的濃度以及二氧化碳和一氧化碳的濃度等，并控制好注氮、風(fēng)窗、風(fēng)門來達(dá)到均壓滅火目的。

第四，瓦斯的突出預(yù)警，對瓦斯的涌出量、煤巖體聲的發(fā)射等進(jìn)行監(jiān)測，并有效結(jié)合瓦斯的地質(zhì)信息，從而達(dá)到煤和瓦斯的突出預(yù)警目的。

第五，監(jiān)測和預(yù)警礦山壓力，預(yù)警頂板其大面積的來壓以及沖擊地壓等，監(jiān)測鉆孔的應(yīng)力、錨桿的拉力、頂板其離層的位移、巷道其頂?shù)装宓奈灰?、單體液壓和液壓支架支柱工作下縮量及阻力、聲發(fā)射等。

第六，事故調(diào)查與應(yīng)急救援中煤礦其安全監(jiān)控的系統(tǒng)也起著不可忽視作用，若煤礦井下出現(xiàn)瓦斯爆炸事故，系統(tǒng)監(jiān)測記錄就是事故火源、爆源以及事故時(shí)間確定的主要依據(jù)。

3 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)管理的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、電子技術(shù)的飛速發(fā)展以及我國企業(yè)發(fā)展的自身需求，我國各個(gè)主要生產(chǎn)廠家以及科研單位在一直退出各類監(jiān)測監(jiān)控的系統(tǒng)，例如：KJ90、KJ95、KJ101、KJF2000、KJ4/KJF2000以及KJG200 0等，同時(shí)還有WEBGIS、MSNM煤礦安全數(shù)字化與綜合化的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測的管理體系，這些系統(tǒng)生產(chǎn)規(guī)模、企業(yè)的性質(zhì)以及專業(yè)技術(shù)的服務(wù)能力和可靠性、穩(wěn)定性、軟硬件的功能等都基本反映出了煤礦其監(jiān)測監(jiān)控體系技術(shù)水準(zhǔn)。

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)安裝的報(bào)警斷電的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、工作站以及傳感器是采取連續(xù)工作的模式，它能隨機(jī)監(jiān)測瓦斯的含量，當(dāng)瓦斯含量出現(xiàn)異常，就會(huì)聲光報(bào)警且斷電執(zhí)行區(qū)域，預(yù)防事故的發(fā)生，同時(shí)隨時(shí)定時(shí)把測量數(shù)據(jù)運(yùn)輸黑地面的調(diào)度室以及調(diào)度室中計(jì)算機(jī)內(nèi)，這樣調(diào)度人員就可以隨時(shí)掌握哪里存在異常，并按照實(shí)際狀況采取必要措施來緩解隱患，例如覺得人員是否撤出、怎樣撤出、調(diào)度風(fēng)量的大小等，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)能保障煤礦的安全，在礦井減災(zāi)、防災(zāi)上和增強(qiáng)生產(chǎn)效率上有著重要的作用。伴隨著計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展以及現(xiàn)場總線運(yùn)用，我國煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)巡檢速度與運(yùn)行的可靠性得到了很大提高。今后，我國煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)朝著更廣覆蓋面、采取微處理器、制定統(tǒng)一專業(yè)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)、構(gòu)建統(tǒng)一先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方向發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)資源的共享和安全系數(shù)的大大提高。

綜上所述，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用有效轉(zhuǎn)變了安全現(xiàn)狀，降低了事故發(fā)生率，做到了從源頭預(yù)防，在煤礦的安全生產(chǎn)里發(fā)揮著不可或缺作用。作為系統(tǒng)管理人員，要嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，正確的安裝與使用，合理的管理與維護(hù)系統(tǒng)，規(guī)避和降低瓦斯爆炸事故發(fā)生率。

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