葛琦

（開灤集團(tuán)錢家營礦業(yè)分公司，河北唐山　063301）

探究煤礦安全監(jiān)控技術(shù)與系統(tǒng)

葛琦

（開灤集團(tuán)錢家營礦業(yè)分公司，河北唐山063301）

安全是煤礦生產(chǎn)的第一要求，煤礦安全監(jiān)控技術(shù)在煤礦安全管理中有著重要的意義，是保障煤礦開采與生產(chǎn)各環(huán)節(jié)安全的必要條件。隨著科技水平的不斷進(jìn)步，煤礦安全監(jiān)控技術(shù)也在得到不斷地優(yōu)化。本文闡述了監(jiān)控技術(shù)在煤礦安全管理中的重要職能，并對當(dāng)前的煤礦安全監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行了綜合的分析與探究。

煤礦安全監(jiān)控技術(shù)監(jiān)控系統(tǒng)探究

1　煤礦安全監(jiān)控技術(shù)與系統(tǒng)的職能

1.1生產(chǎn)

通過設(shè)置視頻監(jiān)控，管理者可以通過終端及時(shí)掌握礦井下的環(huán)境狀況與開采情況；通過設(shè)置安裝位置移動感應(yīng)器，掌握生產(chǎn)裝配運(yùn)行曲線，及時(shí)進(jìn)行當(dāng)其生產(chǎn)數(shù)量的總結(jié)。通過相應(yīng)的設(shè)備與檢測系統(tǒng)掌握井下煤礦位的變化，合理安排施工周期；在通風(fēng)設(shè)備上安置檢測設(shè)備，掌握風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況，保障作業(yè)人員的安全。也可以在礦井的頂板安置檢測設(shè)備，實(shí)時(shí)反映頂板的壓力數(shù)據(jù)，預(yù)防坍塌事故的發(fā)生。

1.2供電

煤礦的開采與生產(chǎn)多數(shù)是大規(guī)模化，這種大規(guī)模的作業(yè)有一個(gè)很大的弊端，那就是，礦井與地面供電場所的距離拉大，這也一定程度上增加了電力的管理風(fēng)險(xiǎn)。高壓供電實(shí)時(shí)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)能有效的進(jìn)行供電安全管理，這種系統(tǒng)的原理是數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，地面終端接收到相關(guān)數(shù)據(jù)后，對電力狀態(tài)進(jìn)行壓力測試，并且可以進(jìn)行有必要的電力分流操作。這不僅有為管理者的電力管理提供了便利，實(shí)現(xiàn)了井下與地面管理的聯(lián)合，也有效的保障了供電網(wǎng)的安全。

1.3運(yùn)輸

鋼絲繩和輸送帶的安全監(jiān)測同樣是煤礦安全管理的重要環(huán)節(jié)。鋼絲繩弱磁檢測技術(shù)可以對鋼絲繩和輸送帶在運(yùn)輸過程中的損傷情況進(jìn)行檢測，并可以預(yù)設(shè)后期可能發(fā)生的損傷，對鋼絲繩的安全承載范圍作出有效的評估，減少相關(guān)事故的發(fā)生。這種檢測屬于自動檢測系統(tǒng)，它的優(yōu)勢在于保障鋼絲繩與輸送帶在使用過程中全程受到檢測，確保設(shè)備的使用壽命能得到合理保障、事故隱患的也將大大降低，同時(shí)也有利于煤礦企業(yè)降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

2　煤礦安全監(jiān)管系統(tǒng)構(gòu)成

2.1視頻監(jiān)測子系統(tǒng)

具體表現(xiàn)為井上、井下的監(jiān)視設(shè)備；防爆攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)接口、環(huán)網(wǎng)設(shè)備以及監(jiān)視設(shè)備終端等。在這一子系統(tǒng)中，防爆攝像機(jī)負(fù)責(zé)收集所需監(jiān)測監(jiān)控的對象信息，網(wǎng)絡(luò)接口負(fù)責(zé)信息傳送，環(huán)網(wǎng)設(shè)備一般安置在地面上，負(fù)責(zé)信息轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)或圖像顯示在監(jiān)視終端上，終端設(shè)備最終實(shí)現(xiàn)井下狀況的監(jiān)控與預(yù)警。

2.2安全參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)

具體表現(xiàn)為傳感器、監(jiān)測分站、網(wǎng)絡(luò)接口、環(huán)網(wǎng)設(shè)備以及安全參數(shù)監(jiān)測終端的全程操作：傳感器將感應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)測分站，監(jiān)測分站將所收集的各項(xiàng)信息傳送到網(wǎng)絡(luò)接口，環(huán)網(wǎng)設(shè)備負(fù)責(zé)信息轉(zhuǎn)換并傳送給安全參數(shù)監(jiān)測終端，安全參數(shù)監(jiān)測終端最終實(shí)現(xiàn)分析與預(yù)警，并將結(jié)果及時(shí)返回各個(gè)監(jiān)測分站。

2.3人員定位子系統(tǒng)

具體表現(xiàn)為由井下基站、無線信號塔、網(wǎng)絡(luò)接口、環(huán)網(wǎng)設(shè)備以及定位終端實(shí)現(xiàn)對井下人員的跟蹤，保障作業(yè)人員安全。首先是無線信號搭會將代表每個(gè)人的頻道發(fā)射給網(wǎng)絡(luò)接口，環(huán)網(wǎng)設(shè)備將每個(gè)人的信息頻轉(zhuǎn)輸給終端，最終由定位終端實(shí)現(xiàn)對人員的安全管理。

3　煤礦安全技術(shù)

3.1瓦斯紅外傳感技術(shù)

瓦斯紅外傳感技術(shù)在煤礦安全監(jiān)測中的操作原理是紅外吸收光譜，這種技術(shù)通過單光源和雙波長電調(diào)制 ，還將參比測量校正技術(shù)運(yùn)用其中。它的很大優(yōu)勢是監(jiān)測范圍廣，廣度為從0.00%到10.0%；監(jiān)測結(jié)果的精度較高，當(dāng)濃度為0%到1%的時(shí)候，它的檢測誤差通常在±0.06%范圍內(nèi)，當(dāng)濃度為1%到10%的時(shí)候，他的誤差為6%；反映能力較快，通常它對檢測對象的響應(yīng)時(shí)間小于25秒；不需進(jìn)行頻繁調(diào)整矯正，通常只需兩年進(jìn)行一次；并且具有抵抗高濃度瓦斯沖擊的特點(diǎn)。瓦斯紅外傳感技術(shù)可以進(jìn)行報(bào)警、自動斷電、自動故障檢測等功能。

3.2以太網(wǎng)技術(shù)

以太網(wǎng)技術(shù)具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，它在信息傳送過程中能有效的保證傳輸?shù)乃俣扰c信息的準(zhǔn)確性，同時(shí)，它也會及時(shí)根據(jù)變化對數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新。以太網(wǎng)技術(shù)分為快速以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng)，以太網(wǎng)的準(zhǔn)確性在這兩種技術(shù)的發(fā)展過程中得到很大的完善。以太網(wǎng)不僅在傳輸速率上從原來的100M增加到了現(xiàn)在的10G，這也意味著，在同量的數(shù)據(jù)處理情況下，網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷得到很大減輕，網(wǎng)絡(luò)的傳送時(shí)間也大為縮短，也就是網(wǎng)絡(luò)碰撞機(jī)率下降，同時(shí)，以太網(wǎng)在發(fā)展的過程中也在不斷的與其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行整合。需要注意的是以太網(wǎng)原本并不是面向控制領(lǐng)域，在運(yùn)用中也存在諸多的問題，在實(shí)際運(yùn)用以太網(wǎng)的時(shí)候，可以考慮將以太網(wǎng)技術(shù)與其他技術(shù)整合運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)優(yōu)劣勢互補(bǔ)，比如，煤礦安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸層采用以太網(wǎng)技術(shù)，系統(tǒng)底層設(shè)備采用CAN總線技術(shù)。

3.3CAN總線技術(shù)

CAN總線技術(shù)最早是由德國的博世公司創(chuàng)造，最初是為了進(jìn)行汽車的數(shù)據(jù)檢測。當(dāng)前的一些煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的底層設(shè)備總線會使用CAN總線，但是需要注意的是，CAN總線在結(jié)構(gòu)上與TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)往往存在一定的差異，因此，在使用的過程中必須加裝轉(zhuǎn)化接口，對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。對于分布式或?qū)崟r(shí)控制的網(wǎng)絡(luò)，CAN總線都能給予有效的支持，CAN總線在工作中以多主的形式存在，總線給予網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)各節(jié)點(diǎn)優(yōu)先訪問權(quán)，且各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過無損結(jié)構(gòu)模向總線傳輸數(shù)據(jù)信息。由于CAN總線對數(shù)據(jù)進(jìn)行了響應(yīng)的編碼，容易發(fā)生不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)間接收相同數(shù)據(jù)的情況，這一方面使得CAN總線的各節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)往來實(shí)時(shí)性增強(qiáng)，另一方面容易形成結(jié)構(gòu)冗余。總的來說，CAN總線技術(shù)已經(jīng)有了相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)，在應(yīng)用中得到了一致的認(rèn)可，是煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中有效的一種現(xiàn)場總線。

4　結(jié)語

當(dāng)前的煤礦生產(chǎn)事故頻發(fā)，煤礦生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該充分重視安全監(jiān)控體系的建設(shè)，強(qiáng)化監(jiān)控與預(yù)警機(jī)制，對安全隱患進(jìn)行提前預(yù)防，對事故隱患進(jìn)行及時(shí)排查。監(jiān)控技術(shù)是建設(shè)安全監(jiān)控體系的重要組成部分，煤礦企業(yè)應(yīng)該及時(shí)掌握最新的技術(shù)，對原有老舊的監(jiān)控體系進(jìn)行升級，不斷優(yōu)化煤礦安全管理水平。

［1］孫繼平.煤礦安全監(jiān)控技術(shù)與系統(tǒng)［J］.煤炭科學(xué)技術(shù)，2010（10）.

［2］黃素果.煤層頂板危險(xiǎn)源分析與新型監(jiān)控技術(shù)研究［D］.山東科技大學(xué)，2011.

［3］鄧明勝.煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)研究與實(shí)踐［J］.煤礦現(xiàn)代化，2010（1）.

［4］鄒丹妮，韓有強(qiáng).現(xiàn)代電子監(jiān)控技術(shù)在安全生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用［J］.中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2011（12）.

葛琦（1982—），男，河北唐山人，本科，畢業(yè)于河北科技大學(xué)，通訊工程師，現(xiàn)研究方向：煤礦安全監(jiān)測。