李 音

（銅川市煤炭安全監(jiān)控中心，陜西 銅川 727031）

0 引言

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是煤礦實(shí)現(xiàn)日常安全生產(chǎn)的重要保證基礎(chǔ)［1］。伴隨著煤炭產(chǎn)業(yè)飛速的發(fā)展，對(duì)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性、功能性、有效性要求越來越高。因此，根據(jù)當(dāng)前煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)在日常安全生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用中存在的相關(guān)問題，現(xiàn)提出針對(duì)性的建議。

1 煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)

1.1 功能簡介

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是煤礦企業(yè)對(duì)井下安全生產(chǎn)環(huán)境中所存在的有害氣體（瓦斯、一氧化碳）的濃度和生產(chǎn)中影響安全的因素（風(fēng)速、煙霧、粉塵、溫度）通過相關(guān)傳感器進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控；同時(shí)對(duì)煤礦井下的采煤掘進(jìn)、運(yùn)輸、提升、通風(fēng)等多種環(huán)節(jié)下各類型機(jī)電設(shè)備以及相關(guān)工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并進(jìn)行相關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)控制［2-4］。通常主要以專業(yè)工控主機(jī)進(jìn)行分析和處理獲取的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并發(fā)出預(yù)警、斷電閉鎖的一種監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)［5］。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)能有效為煤礦企業(yè)安全管理人員和政府相關(guān)管理部門提供實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的當(dāng)前井下安全生產(chǎn)中的即時(shí)參數(shù)與電氣生產(chǎn)設(shè)備動(dòng)態(tài)運(yùn)行信息，并為指導(dǎo)安全生產(chǎn)工作提供準(zhǔn)確可靠的現(xiàn)場情況，有效保障預(yù)先采取防范措施，確保落實(shí)安全生產(chǎn)。另外通過對(duì)被測傳感器的預(yù)警報(bào)警參數(shù)設(shè)定及分析，系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的自動(dòng)報(bào)警并實(shí)現(xiàn)設(shè)備斷電閉鎖，有效防治和減少安全生產(chǎn)事故的發(fā)生或進(jìn)一步擴(kuò)大［5-7］；同時(shí)一旦發(fā)生安全生產(chǎn)事故，安全監(jiān)控系統(tǒng)也能夠及時(shí)提供最佳救災(zāi)和避災(zāi)路線，能為搶救傷者及疏散井下生產(chǎn)人員、設(shè)備器材提供準(zhǔn)確的決策信息。

1.2 運(yùn)行狀況

銅川市煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)初建于2006年6月，后于2013年進(jìn)行了進(jìn)一步的升級(jí)改造，將煤礦安全監(jiān)控、人員定位、視頻監(jiān)控、產(chǎn)量監(jiān)控等功能得到進(jìn)一步完善。目前，在全市14處地方礦井中，13處礦井實(shí)現(xiàn)了三級(jí)聯(lián)網(wǎng)，即煤礦、區(qū)煤炭局監(jiān)控中心、市能源局監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)。實(shí)現(xiàn)了煤礦井下瓦斯、一氧化碳、風(fēng)速、溫度等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，地面通風(fēng)機(jī)、局扇、運(yùn)輸皮帶等電器設(shè)備開機(jī)停機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控；實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控和人員定位系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，確保及時(shí)有效地處理煤礦井下有毒有害氣體濃度數(shù)值、井下人員數(shù)量及動(dòng)態(tài)定位、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)等情況。

2 當(dāng)前煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的功能

2.1 主要參數(shù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控

煤礦企業(yè)只要進(jìn)行井下煤層的采掘開采，必然會(huì)有一定量的瓦斯、一氧化碳等有害氣體產(chǎn)生。傳統(tǒng)的井下瓦檢員監(jiān)測測量也只能做到即時(shí)的間斷性的監(jiān)測，無法提供預(yù)警。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)則能時(shí)刻有效地監(jiān)控監(jiān)測到井下各生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的相關(guān)有害氣體濃度，當(dāng)煤礦井下的瓦斯或一氧化碳濃度高于安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)定的預(yù)警值時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)立刻自動(dòng)進(jìn)行聲光報(bào)警，同一時(shí)刻，煤礦監(jiān)控中心值守人員將對(duì)報(bào)警情況進(jìn)行分析并及時(shí)反饋至安全技術(shù)專員，使安全隱患能夠得到及時(shí)處理［8-9］。特別是在煤礦井下采煤工作面的上隅角，日常采煤工作極易導(dǎo)致瓦斯和一氧化碳等有害氣體的積聚，也常因無法實(shí)時(shí)監(jiān)控而導(dǎo)致危害安全的事故。傳統(tǒng)的人工監(jiān)測測量，除了容易產(chǎn)生危險(xiǎn)而且測量的氣體數(shù)值有誤差，無法有效保證檢測的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通過安裝在采煤工作面上隅角的瓦斯傳感器和一氧化碳傳感器能夠隨時(shí)實(shí)時(shí)有效監(jiān)測到該區(qū)域的瓦斯和一氧化碳濃度，并在瓦斯或一氧化碳?xì)怏w濃度大于或等于系統(tǒng)要求設(shè)定的預(yù)警濃度時(shí)，安全監(jiān)控系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)行聲光報(bào)警。促使煤礦安全管理人員根據(jù)系統(tǒng)報(bào)警情況及時(shí)有效地采取相應(yīng)安全措施，保障煤礦生產(chǎn)安全。目前銅川市監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程連接傳感器共600多個(gè)，如果其中某礦的瓦斯傳感器數(shù)據(jù)超過報(bào)警值，根據(jù)報(bào)警分級(jí)響應(yīng)原則，監(jiān)控系統(tǒng)值班員將于第一時(shí)間致電相關(guān)煤礦調(diào)度中心，責(zé)令立即撤出井下工作人員，查明報(bào)警原因，同時(shí)匯報(bào)市局領(lǐng)導(dǎo)，請(qǐng)示相關(guān)指示，從而保障煤礦的安全生產(chǎn)。

2.2 井下設(shè)備的閉鎖功能

當(dāng)煤礦井下采煤工作面瓦斯聚集濃度突然超過報(bào)警值或井下局部風(fēng)機(jī)因故障停止工作并導(dǎo)致井下采煤掘進(jìn)巷道停風(fēng)時(shí)，安全監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)瞬時(shí)切斷當(dāng)前煤礦生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的全部設(shè)備電源，同時(shí)進(jìn)行電氣設(shè)備的安全閉鎖和瞬時(shí)進(jìn)行監(jiān)控平臺(tái)報(bào)警。從而降低甚至避免了因井下違章作業(yè)、設(shè)備失爆、電器設(shè)備故障以及電器設(shè)備高溫運(yùn)行所導(dǎo)致的瓦斯爆炸［10-11］；有效地降低和減少了因采掘電器設(shè)備的運(yùn)行所產(chǎn)生的異?；鸹ǘ鴮?dǎo)致的事故；并且通過及時(shí)預(yù)警井下工作人員，迅速采取安全措施有效規(guī)避和預(yù)防事故的發(fā)生。例如，2019年4月24日14點(diǎn)16分，印臺(tái)區(qū)下轄的喬子梁煤礦5905工作面因出現(xiàn)瓦斯超限報(bào)警，安全監(jiān)控系統(tǒng)立刻實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備閉鎖功能，自動(dòng)切斷相關(guān)區(qū)域電源，有效地避免了事故風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 監(jiān)控傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)除了對(duì)煤礦井下安全數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)精確的監(jiān)控外，還對(duì)井下全部傳感器的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)備份并上傳至區(qū)、縣和市級(jí)監(jiān)控中心服務(wù)器中。而且對(duì)各類型的煤礦安全數(shù)據(jù)保存時(shí)間至少為2年以上。安全監(jiān)控系統(tǒng)不僅進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和備份外，更主要的還是通過對(duì)井下各傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，從而得出井下各監(jiān)測點(diǎn)位的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)及其變化規(guī)律。并且通過對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)中的模擬量、數(shù)字量、開關(guān)量的分析，掌握安全監(jiān)控系統(tǒng)中各機(jī)電設(shè)備、電氣設(shè)備的開停和運(yùn)行情況。尤其是可以隨時(shí)掌握井下風(fēng)機(jī)和風(fēng)門等類型的設(shè)備運(yùn)行情況，這些數(shù)據(jù)都為煤礦企業(yè)各級(jí)安全管理人員和政府主管的業(yè)務(wù)部門提供了可靠有效地動(dòng)態(tài)信息，同時(shí)也為保障煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)提供了及時(shí)精確的來自生產(chǎn)一線的數(shù)據(jù)資料和相關(guān)安全信息，有效提升安全關(guān)口前移，預(yù)先采取各類措施保障安全生產(chǎn)。例如，2019年1～6月，銅川市能源局監(jiān)控中心共處理報(bào)警33次，瓦斯報(bào)警13次，一氧化碳報(bào)警20次。（其中存在誤報(bào)警7次，下達(dá)撤人指令11次。）通過定期對(duì)各煤礦企業(yè)有害氣體曲線分析，甄別報(bào)警真實(shí)性，掌握局部氣體變化規(guī)律，將異常情況及時(shí)與職能科室溝通，盡最大努力對(duì)生產(chǎn)安全事故預(yù)測預(yù)警。

2.4 多網(wǎng)、多系統(tǒng)融合

安全監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)井下有線和無線傳輸網(wǎng)絡(luò)有機(jī)融合、監(jiān)測監(jiān)控與GIS技術(shù)有機(jī)融合。在地面統(tǒng)一平臺(tái)上融合環(huán)境監(jiān)測、人員定位、應(yīng)急廣播等系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)信息共享和數(shù)據(jù)挖掘。一旦出現(xiàn)煤礦井下瓦斯?jié)舛瘸蕖⑸a(chǎn)設(shè)備斷電等必須立即撤出井下人員的緊急情況，井下人員定位、井下安全應(yīng)急廣播、煤礦井下通信等安全系統(tǒng)立刻會(huì)進(jìn)行應(yīng)急聯(lián)動(dòng)協(xié)同作業(yè)，有效地確保井下工作人員按預(yù)定的避災(zāi)路線撤出井下。

3 存在的問題和建議

3.1 存在的問題

硬件設(shè)備老化嚴(yán)重：該監(jiān)控系統(tǒng)于2013年升級(jí)完成后距今已有6年多，目前整體系統(tǒng)已經(jīng)落后于省內(nèi)其他地市。雖然設(shè)備軟件系統(tǒng)通過更新升級(jí)依舊可以流暢運(yùn)行，但是硬件設(shè)備老化嚴(yán)重，故障率逐步上升。一旦出現(xiàn)軟硬件故障，就無法可靠有效地進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測。

監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)不足：隨著當(dāng)前對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的要求越來越高，之前的系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)無法滿足后期新規(guī)程新要求的需要。功能性無法得到進(jìn)一步拓展提升。且當(dāng)前監(jiān)控系統(tǒng)存在一定的技術(shù)局限性，例如：傳感器因操作不當(dāng)引起的誤報(bào)警和數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓收弦l(fā)的系統(tǒng)故障時(shí)有發(fā)生。

系統(tǒng)功能性落后：通過進(jìn)一步的升級(jí)改善，可以有效改善傳感器穩(wěn)定性和精度，提升功能模塊作用，提高數(shù)據(jù)傳輸速度，更好發(fā)揮其千里眼的作用，切實(shí)為煤礦安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。

3.2 改善措施與建議

重視安全監(jiān)控系統(tǒng)：安全監(jiān)控系統(tǒng)是確保煤礦安全生產(chǎn)的重要手段，作為煤礦安全第一責(zé)任人的煤礦管理人員，應(yīng)提高思想認(rèn)識(shí)，采取實(shí)際行動(dòng)。抓安全生產(chǎn)的關(guān)鍵就是要落實(shí)和強(qiáng)化煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件設(shè)備建設(shè)、日常系統(tǒng)的可靠運(yùn)行以及相關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備校準(zhǔn)、維護(hù)及備件備機(jī)的建設(shè)更新，確保系統(tǒng)運(yùn)行正常、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、連鎖可靠、上傳數(shù)據(jù)及時(shí)。

加大資金投入：完成煤礦現(xiàn)有安全監(jiān)控系統(tǒng)的升級(jí)改造工作，同時(shí)對(duì)市局的安全監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，減少斷網(wǎng)幾率，確保信息及時(shí)傳輸。同時(shí)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)中的設(shè)備耗材及備件保障力度也需進(jìn)一步強(qiáng)化落實(shí)。嚴(yán)格按照煤礦安全規(guī)程，對(duì)設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)檢和維護(hù)，有效保障系統(tǒng)正常運(yùn)行及日常維護(hù)。

加強(qiáng)人員培訓(xùn)：安全監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控人員素質(zhì)與技術(shù)水平，決定著系統(tǒng)健康運(yùn)行的程度。只有高素質(zhì)的人才隊(duì)伍，才是安全監(jiān)控系統(tǒng)的可靠保證。這就要求加強(qiáng)人才培訓(xùn)，不斷學(xué)習(xí)，提高安全監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)能力與監(jiān)控人員的自身技術(shù)水平、傳感器校準(zhǔn)能力和按章工作能力。

4 結(jié)語

在煤礦的日常安全生產(chǎn)中，安全監(jiān)控系統(tǒng)可在一定程度上預(yù)防煤礦事故的發(fā)生，并在煤礦安全事故發(fā)生后起到可靠的現(xiàn)場損害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估控制和保障減災(zāi)救災(zāi)的作用，有效提高煤礦安全生產(chǎn)效率。隨著相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和不斷進(jìn)步，煤礦生產(chǎn)中的安全監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用性和功能性也在日漸提升，安全監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍也必然得到進(jìn)一步的推廣和擴(kuò)大。