朱孝年

（山東能源棗礦集團(tuán)高莊煤業(yè)有限公司，山東 濟(jì)寧 272000）

引言

近年來，我國城市化建設(shè)發(fā)展腳步逐漸加快，能源需求量顯著增加。隨著煤礦工程施工規(guī)模的不斷擴(kuò)大，煤礦管理、技術(shù)工藝及安全生產(chǎn)等相關(guān)工作也面臨著更高的發(fā)展要求。加快推動(dòng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，主要目的在于全方位提升開采挖掘施工工作效率，為全過程生產(chǎn)作業(yè)的高效性與安全性提供可靠保障。

1 監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)在煤礦中的主要應(yīng)用范圍

1.1 井下瓦斯管理

煤礦生產(chǎn)的實(shí)際作業(yè)過程中，瓦斯時(shí)常充斥著巷道角落及各個(gè)工作面，受到礦井內(nèi)通風(fēng)、煤層埋藏深度及貯存方式等多方面因素的制約與影響，無論是煤礦井下的盲巷、獨(dú)頭巷道，還是巷道上隅角，都有大量瓦斯積聚浮動(dòng)，一旦遇到明火操作、電火花等危險(xiǎn)性的誘發(fā)因素，極有可能會(huì)發(fā)生瓦斯爆炸。為了保障井下作業(yè)安全，最大限度避免瓦斯爆炸事故的發(fā)生，引入了對(duì)監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)的使用。通過使用監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)可以嚴(yán)格監(jiān)督和控制生產(chǎn)工作中形成的熱源和火源，當(dāng)井下火源或瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)時(shí)，監(jiān)控設(shè)備可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并發(fā)送報(bào)警信息，確?？赡芤纪咚沟母幢患皶r(shí)消滅。工作人員可以根據(jù)信號(hào)指示，第一時(shí)間內(nèi)將設(shè)備電源切斷，保障井下人員和設(shè)備設(shè)施的安全[1]。

1.2 機(jī)電設(shè)備管理

煤礦生產(chǎn)作業(yè)中，使用的機(jī)電設(shè)備時(shí)常會(huì)出現(xiàn)故障或帶病運(yùn)行等問題，這主要是由于輸送帶在運(yùn)行時(shí)受到影響因素的干擾，出現(xiàn)打滑、跑偏的運(yùn)行問題，一定程度上加大了膠帶邊緣發(fā)生撕裂、損壞的幾率，從而引發(fā)沿線撒煤、輸送帶著火等一系列安全事故問題的發(fā)生。為了確保此類問題得到有效解決，許多生產(chǎn)企業(yè)都進(jìn)一步完善了帶式輸送機(jī)上重點(diǎn)運(yùn)行環(huán)節(jié)保護(hù)裝置的配置，還著重完善了監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)備的安置，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并有效處理輸送帶可能出現(xiàn)的過卷過速、打滑跑偏、越位堆煤等故障問題。當(dāng)監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)到出現(xiàn)故障問題的輸送帶時(shí)，能夠在第一時(shí)間內(nèi)停止設(shè)備運(yùn)行，為機(jī)電設(shè)備的安全運(yùn)行提供了可靠的管理保障。

1.3 采掘工作面管理

由于井下采掘工作存在較高的安全風(fēng)險(xiǎn)，因而在日常管理、指標(biāo)檢測(cè)及人員管理方面都需要嚴(yán)格遵守相關(guān)的作業(yè)準(zhǔn)則與指導(dǎo)要求。將監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)運(yùn)用并覆蓋勘測(cè)、采掘及生產(chǎn)等各個(gè)施工環(huán)節(jié)中，便于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)巷道頂板壓力大小、煤礦地質(zhì)條件、通風(fēng)條件、瓦斯涌出量及積水量等關(guān)鍵參數(shù)，確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的危險(xiǎn)性因素，實(shí)現(xiàn)對(duì)采掘工作面的科學(xué)化、系統(tǒng)化和精準(zhǔn)化管理[2]。

2 監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用局限

2.1 井下人員定位技術(shù)存在覆蓋盲區(qū)

布設(shè)井下人員定位系統(tǒng)，主要用于統(tǒng)計(jì)煤礦開采生產(chǎn)中作業(yè)人員的出勤情況，便于管理人員清晰地了解和掌握人員的考勤和出入井情況，科學(xué)把控井下工作人員數(shù)量，防止煤礦生產(chǎn)過程中井下出現(xiàn)超員、超重等危險(xiǎn)性問題，也為應(yīng)急救援提供便利條件。但在實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)定位系統(tǒng)具有一定的局限性，例如對(duì)于較為特殊的井下環(huán)境，信號(hào)會(huì)被明顯削弱，數(shù)據(jù)信息在井下的傳輸效率也隨之大大降低。此外，巷道拐彎、分支等也會(huì)影響和干擾信息的傳輸，形成井下監(jiān)控盲區(qū)。

2.2 傳感器穩(wěn)定性不足

現(xiàn)階段，煤炭開采施工中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的獲取仍停留在單一化的層面上，缺乏井下三維空間模型，難以精準(zhǔn)有效地融合礦山壓力、地測(cè)以及一通三防等關(guān)鍵測(cè)量數(shù)據(jù)，形成一個(gè)直觀化、全方位的安全信息管理系統(tǒng)。此外，傳感器穩(wěn)定性的不足也給井下施工的安全管理帶來不便，難以為相關(guān)管理決策的制定與調(diào)整提供及時(shí)性有價(jià)值的參考。

2.3 安全監(jiān)控設(shè)備兼容性有限

觀察分析很多設(shè)備在井下煤礦生產(chǎn)工作中的使用情況，可以發(fā)現(xiàn)其運(yùn)行狀態(tài)、性能水平很容易受到環(huán)境條件的干擾與影響。其中，常見的影響因素包括腐蝕性氣體、較多粉塵及潮濕環(huán)境等。此類因素會(huì)直接影響傳感器元件相互之間的接觸，進(jìn)而使傳感器因內(nèi)部線路連接不暢出現(xiàn)接觸不良、性能故障現(xiàn)象，情況嚴(yán)重時(shí)，機(jī)電設(shè)備的正常功能作用會(huì)完全無法有效發(fā)揮。此外，部分礦井下存在較強(qiáng)的電磁場(chǎng)，會(huì)對(duì)傳感器的運(yùn)行狀態(tài)造成干擾，因而在布設(shè)和安裝傳感器時(shí)，應(yīng)選擇適宜的位置，保證數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的有效性。

3 監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用分析

3.1 系統(tǒng)監(jiān)控綜合化

在科技創(chuàng)新的發(fā)展背景下，監(jiān)控監(jiān)測(cè)技術(shù)和相關(guān)系統(tǒng)的功能作用都得到了顯著的改進(jìn)與完善，無論是硬件設(shè)備，還是系統(tǒng)軟件設(shè)施，操作性能和運(yùn)行水平均大幅提升。自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控相結(jié)合，交換機(jī)設(shè)備的創(chuàng)新研發(fā)為煤礦安全生產(chǎn)帶來了便捷高效的技術(shù)條件，將其運(yùn)用到井下生產(chǎn)施工的監(jiān)測(cè)監(jiān)控作業(yè)中，可以有效結(jié)合井下系統(tǒng)和地上系統(tǒng)，建立起綜合化的管理模式。管理人員可以根據(jù)獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)了解和掌握井下的作業(yè)環(huán)境，明確開采施工工作的進(jìn)展?fàn)顩r。由于該系統(tǒng)附加了對(duì)網(wǎng)絡(luò)隔離屏蔽、防火墻等信息技術(shù)的運(yùn)用，監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有了可靠保障[3]。

3.2 系統(tǒng)平臺(tái)的調(diào)度與顯示

井下開采施工中，管理人員可以借助于調(diào)度室的監(jiān)控系統(tǒng)，掌握和分析煤礦井下環(huán)境參數(shù)及一系列數(shù)據(jù)信息，在結(jié)合煤礦開采施工要求的基礎(chǔ)上，通過系統(tǒng)功能做出決策和進(jìn)行管理指揮。監(jiān)控軟件除了可以用于收集數(shù)據(jù)，還可按照指定要求對(duì)所采集數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)分析，為煤礦施工及管理提供直觀可量化的參考依據(jù)，對(duì)管理決策的科學(xué)性與有效性起到重要的支撐作用。優(yōu)化對(duì)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)的應(yīng)用，有效保障了井下安全生產(chǎn)作業(yè)的有序進(jìn)行。

3.3 系統(tǒng)中的人員定位

當(dāng)工作人員進(jìn)入到井下環(huán)境進(jìn)行施工作業(yè)前，可以佩戴專門的定位儀，并錄入個(gè)人身份信息，與人員定位系統(tǒng)相連。這樣，管理人員便可以通過系統(tǒng)及地面上的監(jiān)控中心，實(shí)時(shí)定位工人所處的具體位置。若井下有突發(fā)性的安全事故發(fā)生，管理人員即可在第一時(shí)間內(nèi)獲取工人的位置信息，掌握井下作業(yè)人員的數(shù)量情況，再將一系列準(zhǔn)確的消息提供給救援隊(duì)伍，為救援工作的順利開展提供極大的便利。此外，人員定位系統(tǒng)還增設(shè)了群呼功能，當(dāng)井上管理人員發(fā)現(xiàn)安全隱患或異常狀況時(shí)，可以及時(shí)下發(fā)指令，引導(dǎo)井下作業(yè)人員短時(shí)間內(nèi)及時(shí)撤離。

4 結(jié)語

加快現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用，是煤礦實(shí)現(xiàn)高效率生產(chǎn)、高質(zhì)量發(fā)展的必要舉措，也是有序推進(jìn)全過程井下開采施工順利進(jìn)行的核心保障。煤礦企業(yè)應(yīng)正確認(rèn)識(shí)引入和應(yīng)用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的必要性，逐漸構(gòu)建起完善高效的監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)化、全方位地監(jiān)控井下的環(huán)境情況，精準(zhǔn)收集井下礦壓、瓦斯?jié)舛鹊汝P(guān)鍵的數(shù)據(jù)信息，全天候監(jiān)控開采施工工作的進(jìn)度狀況與作業(yè)安全，綜合提升煤礦生產(chǎn)與管理工作的技術(shù)水平。