＊潛利忠

（山西省長治經(jīng)坊煤業(yè)有限公司 山西 047100）

煤炭資源的采集存在著較大的風險，自然災害和人為因素都可能對煤炭開采產(chǎn)生不良影響。為此更多煤礦用安全監(jiān)控系統(tǒng)取代了人工監(jiān)管，使煤礦生產(chǎn)風險可控性更高。隨著煤礦對更高安全系數(shù)的需求以及科學技術(shù)的進步，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化建設(shè)必不可少。通過對煤礦安全智能化監(jiān)控系統(tǒng)的研究，可以發(fā)現(xiàn)其仍存在一定的不足，需要融入更多新技術(shù)，不斷提高安全監(jiān)控系統(tǒng)的智能化水平，保證煤炭資源開發(fā)的安全。

1.煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化現(xiàn)狀

安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化為煤礦的可持續(xù)發(fā)展提供源源不斷的動力，所以越來越多的煤礦加大了智能化力度，主要包括工作人員位置檢測、視頻監(jiān)控、無線通信、安全監(jiān)控、調(diào)度通信、應急廣播等多個方面。智能化監(jiān)控系統(tǒng)有效提高了煤礦安全系數(shù)，是煤礦高效且安全生產(chǎn)的重要保障。但是在煤礦建設(shè)系統(tǒng)不斷增加，功能加強的同時，智能化安全監(jiān)控系統(tǒng)也表現(xiàn)出了一些不足，主要包括以下幾點：

(1)智能化系統(tǒng)穩(wěn)定性和準確性存在不足

目前，煤礦建設(shè)存在許多系統(tǒng)，而且有些系統(tǒng)存在相互干擾的問題，尤其是變頻設(shè)備很容易擾亂安全監(jiān)控系統(tǒng)，形成偽數(shù)據(jù)。與此同時，如果設(shè)備防護不到位，在煤炭資源開采時，高溫高濕也會損壞監(jiān)控設(shè)備，所以智能化系統(tǒng)準確性和穩(wěn)定性還有待進一步加強。

智能系統(tǒng)不能有效識別安全監(jiān)控系統(tǒng)偽數(shù)據(jù)，煤礦在安裝智能化監(jiān)控系統(tǒng)時可能出現(xiàn)某些問題，相關(guān)數(shù)據(jù)不能準確反應環(huán)境監(jiān)測的真實狀況，從而導致偽數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。智能化系統(tǒng)在偽數(shù)據(jù)識別方面存在一定難度。例如，煤礦智能化安全監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建時調(diào)校傳感器有可能產(chǎn)生偽數(shù)據(jù)，要建立安全監(jiān)控智能化系統(tǒng)需要在其設(shè)置點開展傳感器調(diào)校工作，設(shè)定氣體濃度，一旦所設(shè)定的氣體濃度高于報警值時，安全監(jiān)控智能化系統(tǒng)便會出現(xiàn)偽數(shù)據(jù)；煤礦智能化安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備故障有可能產(chǎn)生偽數(shù)據(jù)，如系統(tǒng)傳感器儀表受潮時會造成電路數(shù)據(jù)放大，從而導致傳感器內(nèi)部功能失效，上述問題都會導致數(shù)據(jù)異常情況產(chǎn)生，智能化數(shù)據(jù)不準確便不能準確反應安全監(jiān)控真實情況。智能化系統(tǒng)還存在篡改數(shù)據(jù)、模擬傳輸有誤差、檢測周期長、數(shù)據(jù)有滯后性等問題。

(2)智能化安全監(jiān)控系統(tǒng)安裝和使用復雜

智能化安全監(jiān)控系統(tǒng)的安裝工作較為繁雜，在安裝傳感器時需要將傳感器同分站傳輸?shù)母鱾€線段接口相連接，在安裝地面監(jiān)控軟件時要合理配置不同類型的傳感器，隨后安裝報警點和閉鎖端口。通常情況下，分站傳感器有幾十個傳輸端口，智能化安全監(jiān)控系統(tǒng)在開展傳感器配置時必須準確連接各端口，如果分站端口連接時線路出現(xiàn)錯誤，會產(chǎn)生偽數(shù)據(jù)，而這些分站傳感器是無法識別這些問題數(shù)據(jù)的。同時，如果安裝過程中傳感器類型不匹配，或者報警點與斷電點的設(shè)置存在問題，傳感器得到的數(shù)據(jù)將會與實際檢測值不一致，從而使煤礦智能化安全監(jiān)控系統(tǒng)有潛在安全隱患。

智能化安全監(jiān)控系統(tǒng)在使用過程中如果總線出現(xiàn)沖突，尤其是從設(shè)備地址號出現(xiàn)沖突，是難以解決的。在構(gòu)建智能化系統(tǒng)時，所設(shè)置的傳感器地址號必須同總線其他設(shè)備地址號區(qū)分開。如果地址號出現(xiàn)重復情況，則需要監(jiān)控人員通過其他渠道詢問實際情況，甚至可能需要相關(guān)員工到分站傳感器實地查看。安裝對時分制數(shù)據(jù)總線時，是通過兩個方式傳輸數(shù)據(jù)的：主從式通信與無主式通信。系統(tǒng)在進行數(shù)據(jù)值傳輸時，如果是通過一條總線傳輸，則該設(shè)備地址號不可以重復。因為模擬傳輸信號不能重復使用，所以要求每個傳感器應當通過獨立電纜同分站信號進行傳輸，則布線量非常大。

(3)智能化安全監(jiān)控系統(tǒng)的報警機制單一

目前，煤礦安全監(jiān)控智能化系統(tǒng)的報警機制較為單一，主要是根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)的參數(shù)設(shè)置了超限報警。這就導致智能化安全監(jiān)控系統(tǒng)難以及時發(fā)現(xiàn)煤礦中低于報警值的危險狀況，不能及時發(fā)現(xiàn)則不能及時快速采取預防措施，當出現(xiàn)危險情況時很難提前作出應對反應，這就加大了解決煤礦安全問題的難度。例如，智能化安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置瓦斯達到一定濃度才報警，但是一旦礦井內(nèi)出現(xiàn)瓦斯泄露，其擴散是非常迅速的，當報警出現(xiàn)時瓦斯擴散已經(jīng)高于規(guī)定值，是有比較大的安全隱患的，可能會造成嚴重的安全事故。因此，安全監(jiān)控系統(tǒng)要對瓦斯體積范圍擴散進行早期分析研究，設(shè)置不同分級，積極采取有效措施應對，切實做好預防和保障工作。

2.煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化發(fā)展對策

(1)采用有效的礦用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

盡管煤礦智能化安全系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了多個系統(tǒng)的信息融合，如人員定位、調(diào)度廣播和通信聯(lián)絡(luò)等。但是這些系統(tǒng)的融合只局限于礦井之上，它們單獨建立信息系統(tǒng)，并以此為平臺將所采集的各項數(shù)據(jù)進行融合。而礦井之下，只是將各項信息數(shù)據(jù)集中化，沒有進行分發(fā)共享，各系統(tǒng)并沒有真正實現(xiàn)融合，還是各自獨立工作，尤其是沒有將綜合監(jiān)控信息分發(fā)給礦井下監(jiān)控區(qū)域安全管理員。因此，煤礦安全監(jiān)控智能化要結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立統(tǒng)一標準，將各個系統(tǒng)的有效融合運用到礦井上和礦井下，最大程度發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)智能化信息的優(yōu)勢。

(2)加強云計算和數(shù)據(jù)應用分析

要升級傳感器的傳輸系統(tǒng)，做到有效數(shù)字化傳輸，保證傳感器智能化進步，形成數(shù)字化智能安全監(jiān)控系統(tǒng)。目前，煤礦智能化安全監(jiān)控系統(tǒng)會儲存大量的數(shù)據(jù)，但是系統(tǒng)對數(shù)據(jù)只能進行簡單的分析和邏輯控制，不能有效區(qū)分標校信息和報警信息的類型，也不能做到根據(jù)數(shù)據(jù)庫來判斷重大隱患并及時作出預警。因此，要加強云計算和數(shù)據(jù)應用分析在智能化安全監(jiān)控系統(tǒng)中的運用，便于統(tǒng)一管理礦井下的各種信息資源，并利用系統(tǒng)對大數(shù)據(jù)進行分析和應用。從而能夠準確標注出系統(tǒng)運行中產(chǎn)生的偽數(shù)據(jù)，并對異常數(shù)據(jù)開展總結(jié)分析，及時對有毒氣體的擴散和火災等進行預測警示。例如，在瓦斯傳感器調(diào)校信息時，要有效識別偽數(shù)據(jù)應當將傳感器設(shè)置為調(diào)校狀態(tài)，主機能夠有效顯示該狀態(tài)，做好設(shè)定工作后，再對采集數(shù)據(jù)進行分析應用。

(3)完善智能監(jiān)控系統(tǒng)報警功能

以瓦斯報警系統(tǒng)為例，要改變單一的報警機制，煤礦智能安全監(jiān)控系統(tǒng)應當根據(jù)瓦斯?jié)舛仍O(shè)定多個報警級別。既可以將瓦斯超限持續(xù)時間作為依據(jù)，也可以將瓦斯超限范圍作為依據(jù)，科學合理地設(shè)置成不同的報警級別，以便更準確更及時根據(jù)報警信號采取措施。報警系統(tǒng)的實施是以巷道設(shè)置地點與涌出的瓦斯為邏輯關(guān)系的，所以這就要求在安裝各個類型的傳感器時給予正確的指導，并且要做好傳感器設(shè)備維護工作，確保煤礦智能化安全監(jiān)控系統(tǒng)能夠穩(wěn)定使用，防止違法事件的發(fā)生。

(4)研制更加高效的礦業(yè)傳感器

傳感器是智能化安全監(jiān)控系統(tǒng)的重要設(shè)備，相關(guān)工作人員應當對其品種和可靠性進行更高層次的研發(fā)。最大程度發(fā)揮微處理的優(yōu)勢，通過自我診斷和校正、配置標準遠傳接口等保證傳感器的互換與穩(wěn)定可靠，使數(shù)據(jù)傳輸更為簡便。隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，提高了煤礦開采的自動化程度，智能化安全監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)融入到煤礦運營的各個環(huán)節(jié)中，如開采、運輸?shù)龋蟠筇岣吡嗣旱V生產(chǎn)質(zhì)量和效率，對煤礦安全生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。因此，研制更加高效的礦業(yè)傳感器，保證智能化安全監(jiān)控系統(tǒng)正常運行勢在必行。

(5)將量子通信技術(shù)用于系統(tǒng)建設(shè)

無線通信有著很強的優(yōu)勢，當煤礦出現(xiàn)緊急情況時非常重要。但是無線通信技術(shù)對基站過于依賴，基站越密集則通訊質(zhì)量越好，而礦井下環(huán)境比較特殊，對無線通信質(zhì)量有所影響。不管是目前常用的4G技術(shù)，還是快速發(fā)展的5G技術(shù)，其通訊基站的密集程度都不太理想。煤礦安全監(jiān)控需要的不是高流量寬帶，而是更可靠的信息通訊，是關(guān)鍵時刻能夠及時準確發(fā)出呼救信號。量子通信技術(shù)安全性和效率性更高，有較強的抗干擾能力和隱蔽性，噪音較低，這在煤礦生產(chǎn)管理和應急救援方面有著更大的優(yōu)勢。因此，隨著量子通信技術(shù)的發(fā)展，應當將其引入到煤礦智能化安全監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)中來。

(6)系統(tǒng)要便于調(diào)用、維護和培訓

煤礦所采用的智能化安全監(jiān)控系統(tǒng)要便于用戶使用，在進行系統(tǒng)軟件安裝時，界面設(shè)計要簡潔友好，方便相關(guān)工作人員調(diào)用和維護，強化系統(tǒng)的幫助功能，使智能化安全監(jiān)控系統(tǒng)真正為煤礦運行和安全生產(chǎn)做出貢獻。同時，該系統(tǒng)除了便于管理，還要便于培訓，讓更多員工可以操作，而不是作為擺設(shè)放置一旁不用。

3.結(jié)束語

科學技術(shù)的快速發(fā)展，為我國煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化的構(gòu)建提供了更多可能，優(yōu)秀的智能化方案使安全監(jiān)控系統(tǒng)更加完善，煤礦運營安全系數(shù)越高。煤礦安全監(jiān)控歷來是企業(yè)和社會關(guān)注的重點，所以要不斷引入新的科學技術(shù)，建立更符合各方需求的智能化安全監(jiān)控系統(tǒng)，使相關(guān)人員的生命安全、經(jīng)濟利益得到保障，保證該行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。