郭 楠

（霍州煤電集團(tuán)豐峪煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西霍州 031412）

0 引言

煤礦生產(chǎn)離不開有效的通風(fēng)工作，煤礦通風(fēng)安全在煤礦生產(chǎn)中，占據(jù)著非常重要的地位，借助有效的通風(fēng)一方面可把礦井中的有毒有害氣體及時(shí)排出井外，另一方面可為礦井提供大量的新鮮空氣供作業(yè)人員呼吸。但在實(shí)際生產(chǎn)中，因礦井生產(chǎn)環(huán)境較惡劣，很多礦井通風(fēng)設(shè)備在惡劣的環(huán)境下運(yùn)行極易發(fā)生各類故障，而一旦這些通風(fēng)設(shè)備發(fā)生故障，必然會嚴(yán)重影響礦井的安全生產(chǎn)。為了能夠有效地確保煤礦通風(fēng)安全，現(xiàn)階段我國很多礦井都裝備了安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，但是此系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行過程中存在著一定的不足，因此根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)提出了以下應(yīng)對措施。

1 煤礦通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行原理

在作業(yè)過程中，監(jiān)測主機(jī)不斷地和各個(gè)分站進(jìn)行通信，各分站持續(xù)地檢測、處理并轉(zhuǎn)換所接收的傳感器信號，待監(jiān)測主機(jī)向分站發(fā)出詢問指令后，再將所接收到的各個(gè)測點(diǎn)信號傳給監(jiān)測主機(jī)。要對井下設(shè)備進(jìn)行控制時(shí)，監(jiān)測主機(jī)將控制指令以及各分站的巡檢信號共同傳遞到分站，再經(jīng)過分站的遠(yuǎn)動開關(guān)來操控目標(biāo)設(shè)備。所接收的信號監(jiān)測主機(jī)都會實(shí)時(shí)處理并將其存放在系統(tǒng)盤中[1]。

2 煤礦通風(fēng)安全監(jiān)測系統(tǒng)存在的問題

（1）由于安監(jiān)系統(tǒng)品類多樣，且不同的品類出自不同的廠家，在參數(shù)設(shè)置上各個(gè)廠家并不一致，致使系統(tǒng)的兼容性嚴(yán)重不足，也給設(shè)備的升級和擴(kuò)容及其日常維護(hù)帶來了很多方面的障礙。在市場競爭中，不同的生產(chǎn)廠家其通信網(wǎng)絡(luò)都是獨(dú)有的，不兼容的問題也就非常多，這也大大導(dǎo)致了資源的浪費(fèi)，加大了煤礦企業(yè)的成本，并且系統(tǒng)維護(hù)困難的問題始終得不到有效的解決。

（2）煤礦監(jiān)測系統(tǒng)部分功能缺失。廠家在開發(fā)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的過程中將大部分資源和精力都消耗在提高監(jiān)測能力及系統(tǒng)性能等方面，對系統(tǒng)在應(yīng)用過程中可能出現(xiàn)的不可預(yù)測的安全問題缺乏考慮，致使系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)漏洞。從系統(tǒng)本身來講，系統(tǒng)的自我保護(hù)就存在設(shè)計(jì)漏洞，比如避雷設(shè)備的質(zhì)量或安裝位置不對，抗雷擊性能不強(qiáng)，甚至根本沒有抗雷擊的設(shè)計(jì)。當(dāng)通信線路，特別是高空架設(shè)的通信線路遭受雷擊后，即使傳輸線路的接地十分可靠，如果屏蔽設(shè)計(jì)不可靠，雷電能量就會通過線路侵入安監(jiān)系統(tǒng)，燒壞監(jiān)測主機(jī)以及與之關(guān)聯(lián)的井下設(shè)備，嚴(yán)重時(shí)還會出現(xiàn)火花外泄的情況，引發(fā)瓦斯爆炸或煤塵爆炸事故[2]。

（3）在煤礦監(jiān)測系統(tǒng)中，通常容易出現(xiàn)甲烷傳感器的質(zhì)量不高，校驗(yàn)方法也較為落后的情況。作為煤礦安全監(jiān)測控制系統(tǒng)的核心部分，要確保監(jiān)測環(huán)境以及參數(shù)的準(zhǔn)確性，傳感器的性能必須要有一定的保障?，F(xiàn)階段，我國正在使用的傳感器主要有模擬量傳感器和開關(guān)量傳感器兩種類型，前者主要是負(fù)壓和瓦斯以及電流和電壓等，后者主要有風(fēng)門開關(guān)狀態(tài)和機(jī)電設(shè)備狀態(tài)以及機(jī)電設(shè)備開停等。通常來說，在對煤礦的安全生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，普通的傳感器能夠滿足實(shí)際需要，但是存在很多諸如穩(wěn)定性與可靠性差以及壽命周期短等缺陷，因此一些傳感器也無法滿足實(shí)際需要。

與發(fā)達(dá)國家的甲烷傳感器比，主要缺陷體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

①較差的扛沖擊性，在礦井巷道涌出大量的瓦斯以后，元件的狀態(tài)開始異?；钴S，在其活動下，零點(diǎn)開始進(jìn)行漂移，降低了傳感器的準(zhǔn)確度，無法真實(shí)反映現(xiàn)場瓦斯涌出波動；抗沖擊性能差，同時(shí)也會導(dǎo)致元件使用壽命與穩(wěn)定性低下。

②不具有抗毒性能。由于煤礦井下硫化氫氣體的含量比較高，由于元件的表面會吸附大量的硫化氫氣體，二者發(fā)生反應(yīng)，催化劑則無法和氣體甲烷相接觸，元件的靈敏則會進(jìn)一步降低。

③元件和載體催化元件的同步性較差，制作工藝也較差。一般來說，在國內(nèi)，甲烷均是采用載體催化元件，礦井不僅含有大量的甲烷，還含有大量的爆炸性和可燃性的氣體。嚴(yán)重影響著以催化燃燒原理工作的傳感器的正常工作。

此外，一氧化碳傳感器的防水性能比較差，在井下對其進(jìn)行維修時(shí)，所使用的示波器和萬用表等設(shè)備，其防爆性也不符合標(biāo)準(zhǔn)。另外在一些礦井中，還利用瓦斯氣體對瓦斯傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，而校準(zhǔn)氣體自身也不符合標(biāo)準(zhǔn)[3]。

（4）管理和維護(hù)煤礦安全通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的力度不夠。對于該類工程的驗(yàn)收與審核并未嚴(yán)格按照質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收，傳感器的安裝數(shù)量嚴(yán)重不足。對煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的維護(hù)也不到位，沒有按照有關(guān)規(guī)定調(diào)校傳感器，經(jīng)常會出現(xiàn)一些混掛和誤掛等情況，在售后服務(wù)方面，廠家也不及時(shí)，對于出現(xiàn)故障的傳感器，維修起來也不及時(shí)。

（5）維修維護(hù)人員的專業(yè)化水平也不高，一般來說，對煤礦安全進(jìn)行監(jiān)測和維修的人員，其文化水平與專業(yè)能力都不夠，在人員配備方面存在非常多的缺陷。

3 加強(qiáng)煤礦通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的建議

為促進(jìn)確保煤礦企業(yè)更好地進(jìn)行安全生產(chǎn)，必須要不斷完善安全監(jiān)測和監(jiān)控系統(tǒng)。而要真正做好這一方面的工作，需要做好以下幾個(gè)方面。

（1）要制定出更加完善的對煤礦的通風(fēng)安全進(jìn)行監(jiān)測的標(biāo)準(zhǔn)。不斷優(yōu)化方案對通信協(xié)議和物理層協(xié)議等內(nèi)容進(jìn)行規(guī)范，防止出現(xiàn)重復(fù)的現(xiàn)象。而為了避免不兼容等一系列問題的出現(xiàn)，要注意技術(shù)的改進(jìn)與提升，可以多使用一些動態(tài)的軟件。并且這些軟件，應(yīng)當(dāng)主要選擇通用型軟件，也就不存在編程和語言等方面的問題。只需要通過軟件本身所帶有的工具，就能夠?qū)崿F(xiàn)控制、通信和儲存以及控制等方面的功能，通用性和實(shí)用性都非常強(qiáng)，維護(hù)起來也比較方便，能夠有效避免各系統(tǒng)的不兼容問題。在進(jìn)行采區(qū)設(shè)計(jì)和采掘作業(yè)時(shí)，要明確規(guī)定監(jiān)控礦井安全生產(chǎn)的設(shè)備的數(shù)量和種類以及信號電纜的鋪設(shè)，包括對監(jiān)控系統(tǒng)的布置進(jìn)行繪圖等[4]。

（2）著力提升煤礦監(jiān)測系統(tǒng)的安全性。將安全柵裝在設(shè)備區(qū)和中心站的附近，以此為主要工具，來吸收線路上存在的雷電能力，以控制好瞬間電壓與電流，使其始終處于安全范圍內(nèi)，防止其由于雷電等原因而被破壞。

（3）促使傳感器的壽命周期和可靠性不斷提升。要實(shí)現(xiàn)這一目的，就需要在科研上面加大投入力度，不斷延長其使用壽命，并對可靠性進(jìn)行調(diào)校，還要設(shè)計(jì)出能夠?qū)ζ涔收线M(jìn)行診斷的軟件。此外，對于瓦斯探頭在配備時(shí)所需要的標(biāo)準(zhǔn)的小鋼瓶應(yīng)當(dāng)給予配齊，還要做好調(diào)校傳感器的工作，并且安裝甲烷傳感器的數(shù)量也必須要在1以上。在掘進(jìn)工作面進(jìn)行工作時(shí)，要注意對傳感器的設(shè)置，其高度應(yīng)在5米以上，并在巷道上方進(jìn)行布置，確保不對行人和行車的安全產(chǎn)生影響。在進(jìn)行安裝時(shí)，要垂直懸掛傳感器，相對頂板的距離應(yīng)當(dāng)在300 mm以下，并且相對于巷道側(cè)壁的距離也應(yīng)當(dāng)在200 mm以上。報(bào)警的濃度也應(yīng)當(dāng)在1.0%以上，斷電濃度則應(yīng)在1.5%或更高的水平，復(fù)電濃度也應(yīng)當(dāng)在1.0%以下，而應(yīng)當(dāng)將斷電的范圍控制在掘進(jìn)巷道范圍內(nèi)所有的非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備[5]。

（4）對于相關(guān)的人員，要不斷強(qiáng)化對其專業(yè)能力方面的培訓(xùn)，以為其專業(yè)素養(yǎng)和綜合素質(zhì)的提升奠定基礎(chǔ)。就煤礦監(jiān)測系統(tǒng)而言，其涉及的知識面非常廣泛，包括計(jì)算機(jī)知識與網(wǎng)絡(luò)知識，也包括儀器設(shè)備、軟硬件技術(shù)及各種傳感器與系統(tǒng)的升級改造等各個(gè)專業(yè)知識。因此，要確保煤礦監(jiān)測系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須要加強(qiáng)對相關(guān)人員的培訓(xùn)。礦井通風(fēng)管理工作者、基層單位科長和工程技術(shù)人員是開展這一工作的主要力量，也是非常重要的環(huán)節(jié)[6]。他們既制定了通風(fēng)的制度和措施以及方案等，也負(fù)責(zé)具體的執(zhí)行。因此，礦井安全工作的開展水平直接受基層管理與技術(shù)人員綜合素養(yǎng)的影響?，F(xiàn)階段，在通風(fēng)工程技術(shù)人員方面，普遍存在著整體素質(zhì)較低，人員結(jié)構(gòu)不盡合理等問題。因此，迫切需要強(qiáng)化對基層技術(shù)人員進(jìn)行專業(yè)技術(shù)的培訓(xùn)工作[7]。

4 結(jié)語

總體而言，當(dāng)前時(shí)期所使用的對安全進(jìn)行監(jiān)測的系統(tǒng)，還有很多缺陷，在制定和實(shí)施改進(jìn)措施時(shí)，還需要結(jié)合具體的情況，才能確保系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，進(jìn)而達(dá)到對通風(fēng)安全進(jìn)行監(jiān)測和監(jiān)控的目標(biāo)。