郝春蘭

0 引言

隨著現代機械的發(fā)展，許多先進的礦山機電設備取代了以往的采礦方式，逐漸在礦山現代化改革中形成了新的采礦模式。礦山機電設備的應用大大提高了采礦效率和質量，但也帶來了諸多問題。目前國內由于安全生產問題而引發(fā)的事故屢見不鮮，礦山機電設備的安全監(jiān)控已成為改善礦山生產環(huán)境過程中的一個迫切需要解決的實際問題。

1 國內礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)研究和應用現狀

雖然近幾年國內采礦業(yè)的發(fā)展十分迅速，但是安全問題一直是影響采礦人員生命安全和制約企業(yè)發(fā)展的重要因素。國內礦山企業(yè)礦山機電設備的安全監(jiān)控系統(tǒng)使用率較低，未能大面積普及，一些使用礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)的企業(yè)也存在許多問題，不能適應當前的安全生產需要。我國礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)的研究起步較晚，曾先后從工業(yè)發(fā)達國家引入較為成熟的礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)在采礦業(yè)中應用［1］。但是由于國內實際情況與發(fā)達國家不同，這些安全監(jiān)控系統(tǒng)也就難以發(fā)揮應有的作用。20世紀80年代末，我國已經開始研制自己的礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)，通過借鑒國外系統(tǒng)的成功經驗，已經取得了一些成績，尤其是隨著國內科技的發(fā)展和通信技術的進步，已經制造出較為成熟的礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)，開始大范圍推廣［2］。目前，國內已經應用的礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)有很多種，但是在使用和維護過程中都需要較高的技術支持，消耗的資源也較大。一般的礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)的主機和井下的監(jiān)控站都需要24 h不停運轉，需要有足夠的工作人員進行操作，還需有至少1名專業(yè)技術人員維護和校正，就算是小型的礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)也需要數名專職人員進行操控，每天消耗的資源許多小型企業(yè)根本無法承受，而且專業(yè)技術人員培養(yǎng)也較為困難，這也就導致了礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)普及比較困難［3］。因此，研發(fā)成本低、消耗少、對技術要求不高、維護方便簡單、性能可靠的礦井礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)勢在必行。

2 礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)的設備選型

礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)的性能是決定生產環(huán)境安全性的一個重要因素，因此在設備的選型上需要進行縝密的考慮。近幾年，計算機技術發(fā)展迅速，計算機和總線在礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)中的應用使得礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)的性能大大提高。其中，最常見的主要有2種形式：一種是以計算機為地面主機核心，使用公共線連接到井下分站，由分站通過專用電纜連接每個傳感器（圖1）。該方法缺點很明顯，就是線路鋪設繁復，給日常維護帶來了不便；另一種是以計算機為地面主機核心，直接通過總線連接各個傳感器，線路鋪設十分方便，傳感器分布能隨總線的延伸而擴展，安裝和維護都十分方便（圖2）。但這種形式也有缺點，就是在傳感器較為集中的區(qū)域，難以形成有效的集中控制，需要增加分站，才能實現這一功能。

圖1 分站加公共線方式圖

圖2 總線方式圖

3 礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)選型

礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)的地面主機選擇最為簡單，只要配置功能較為全面以計算機為核心的現代化工控機即可。而在選擇井下分站的過程中需要按照相關的“礦井安全規(guī)程”要求結合井下實際情況進行選擇。井下分站需要在瓦斯超限時正常工作的同時要隔斷其他礦山機電設備電源，防止運轉時產生火花導致爆炸。因此，可以選擇適用范圍較廣的本安型分站，不僅能夠在瓦斯超限的情況下正常監(jiān)控，相比于隔爆型分站成本更低。另外，通信方式的選擇也尤為重要。目前大多數礦井采用的都是總線型系統(tǒng)，因此，可以采用不同的傳輸介質進行不同傳感器區(qū)域的雙向信息傳遞。當然，現場總線常采用統(tǒng)一的協(xié)議標準，能夠同時接入不同廠家的礦山機電設備，能夠使不同的設備相互訪問，最大限度地實現自動化。

在選擇傳感器的過程中需要從經濟和性能2方面加以考慮。目前，國內礦井使用最多的是催化燃燒型傳感器。該傳感器價格十分便宜，使用時可節(jié)約大量成本，適合小型礦井選擇。但是該傳感器使用壽命較短，校正周期也較短，每1～2周都需要進行校正，而且傳感的范圍也較小。同時，這種傳感器需要激活，而且若空氣中硫化氫含量較高時容易受損，面對瓦斯?jié)舛润E然升高的情況難以作出準確的預警，可靠性較差，使用的范圍較小。而另一種紅外傳感器優(yōu)點很多，不僅使用壽命較長，第一次校正后無需再次校正，而且檢測范圍也較廣，預警精確可靠，在礦井中具有較高的應用價值。但是紅外傳感器價格要高一些，而且探頭也容易被礦井中灰塵影響，需定期清理或更換探頭的過濾器。一般的大中型礦井需要考慮這種傳感器。

對于礦山機電設備的斷電方式推薦選擇智能型傳感器斷電與井下中心分站控制斷電相結合的斷電方式。一方面，能夠通過智能型傳感器及時感應礦井中瓦斯含量，只能控制礦山機電設備電路斷開，檢測數據準確，反映速度快，安全性高。然后通過井下中心分站控制整個井下斷電，防止意外情況發(fā)生。這樣就實現了安全斷電的效果。

4 礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)的應用發(fā)展

為了提高礦山正常工作環(huán)境的安全性，礦山企業(yè)必須適應現代化發(fā)展的需求，采用礦山機電設備的安全監(jiān)控系統(tǒng)，對現有的工作環(huán)境進行改善?，F代化的礦山生產模式已經逐漸趨向于大型化和自動化，對礦山機電設備的安全監(jiān)控也就逐漸成為了井上井下信息溝通和安全管理的一個重要途徑。通過使用現代化通信設施，構建科學合理的礦山機電設備的安全監(jiān)控系統(tǒng)，通過重視礦山機電設備的安全監(jiān)控，減少由于機電設備安全隱患造成的不必要損失。在礦山企業(yè)設計、安裝和維護礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)的過程中，需要大規(guī)模應用現代科技手段，使用先進的技術來實現礦山機電設備的安全監(jiān)控以及降低成本的良好效果，這也是礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)應用的必然發(fā)展趨勢。從目前礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)的應用現狀來看，國內礦山企業(yè)需要對礦山機電設備的安全監(jiān)控系統(tǒng)中的信息交流工作加以重視。目前，許多礦山企業(yè)的礦山機電設備的安全監(jiān)控系統(tǒng)信息處理仍舊使用大量人工進行，這種方式不僅效率低，而且容易出現錯誤，每天礦山機電設備的安全監(jiān)控系統(tǒng)采集的大量信息難以得到有效處理，這就需要在現有的礦山機電設備的安全監(jiān)控系統(tǒng)中大力推進計算機技術的應用，研究計算機智能在礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)中的使用，開發(fā)出使用較為方便的軟件系統(tǒng)進行礦山機電設備的安全監(jiān)控。這也是改善國內礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)應用現狀的重要發(fā)展方向。當然，礦山機電設備的安全監(jiān)控系統(tǒng)的相關管理人員和技術人員的定期培訓也是必不可少的。技術人員是礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)的實際操控者和維護者，能夠對礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮正常的功能產生影響。而相關管理人員是對礦山機電設備的安全監(jiān)控信息作出決策的領導，只有對礦山機電設備的安全監(jiān)控系統(tǒng)有較為深入的了解才能正確指導礦山企業(yè)的礦山機電設備的安全監(jiān)控工作順利進行。樹立現代化的管理機制，是礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)在礦山企業(yè)安全工作中發(fā)揮重要作用的基礎。

5 結語

總之，針對于礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)的研究和應用需要結合企業(yè)實際情況，經過縝密的分析和選擇，設計和采用成本較低、維護和操控過程中消耗較少、對操作和維護人員技術要求不高、安裝和維護都方便簡單、性能可靠的礦井礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠為采礦工作提供一個安全的生產環(huán)境，還能節(jié)約成本，減少資源浪費，最終形成良性循環(huán)。相信不久的將來，礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)將會不斷的成熟和完善，在改善礦井安全環(huán)境方面將會發(fā)揮更大的效果。

［1］董哲，李冰.關于礦山機電設備安全監(jiān)控系統(tǒng)的研究.商業(yè)文化：下半月刊，2012，5（25）

［2］靳松魁.礦山井下安全監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實現.湖南大學，2009

［3］劉志強.煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)解決方案.山西科技，2007（1）