煤矿安全监控系统的研究篇(1)

Abstract: In recent years, the situation of production safety of China's non-coal mining enterprises is very serious. The frequent heavy accidents not only caused tremendous damage to the state property and people's lives, but also resulted in adverse social impact, so the the security of non-coal mines have become major issue that has an impact on the mining production and even the social stability. This paper expounds safety monitoring system of the non-coal mines and the analysis and control of its risk and harmful factors, and puts forward several supervisory measures.

Key words: non-coal mines; production safety; supervisory system中图分类号：X924.3文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

非煤矿山安全监控系统是各矿生产、安全及管理方面的实时监测监管系统,对于非煤矿山的生产运行状况,安全水平、预测预报具有重要的作用。非煤矿山行业是高危行业,粉尘、水灾、火灾、地热等困扰着矿业生产的健康发展。乡镇非煤矿山事故频发,百万吨死亡率是国有重点非煤矿山的7倍,这就充分证明,先进的技术、可靠的装备、合格的人才和到位的管理,是非煤矿山安全生产的重要保障。 1 非煤矿山安全监控系统概述 非煤矿山安全监控系统是非煤矿山安全高效生产的重要保障。非煤矿山安全监控系统分井下和地面两部分。井下主要设备是矿用分站,是井下信息收集处理的基本单元,配接风速传感器、温度传感器、一氧化碳传感器、负压传感器、机电设备开停传感器、风门开闭传感器、馈电传感器完成采区数据采集,实现对生产场所的安全监测与控制。地面主要设备是信息采集处理中心:由传输接口、监测管理软件、监控主机、备用机、打印机、监视器以及信号避雷器等组成,主要把井下上传的监测控制信息及时传输到非煤矿山各个生产部门,对井下环境进行综合分析和科学判断,确保非煤矿山生产的安全。 非煤矿山安全监控系统用来监测CO浓度、CO2浓度、O2浓度、风速、风压、温度、烟雾、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主通风机开停等。当某一监控出现超标报警时，提醒领导、生产调度等及时将人员撤至安全处。

煤矿安全监控系统的研究篇(2)

【关键词】KJ95型；煤矿安监系统；应用

引言

在煤矿生产过程中，应该做好安全、防护措施，将安全摆在首位。虽然如此，安全生产的信息是一种活跃的、动态变化的、与空间位置密切相关的信息，煤矿井下因其环境的复杂性和空间数据的不可预测性，导致煤矿安全监测系统的应用与开发相对落后，实时监测，快速、准确、直观、系统地得到具体煤矿井下的图文并茂信息，对煤矿生产的安全开采与管理决策具有重要的实际意义。目前，使用最多的安监系统为KJ95型煤矿安全生产监控系统，在很大程度上保证了现代煤矿生产的安全性。本文主要基于KJ95型煤矿安全生产监控系统作为研究对象，对其应用于实际过程进行详细地分析与阐述，旨在为煤矿安全生产监控提供一种技术支持与保障。

1、KJ95型煤矿安全生产监控系统组成及其工作原理

从如下两点分别对KJ95型煤矿安全生产监控系统的基本组成及其工作原理进行分析与介绍，具体如下：

1.1KJ95型煤矿安监系统组成

本系统主要包括四个部分，即监控计算机、计算机网络及监控软件；传输接口及传输通道；供电电源及数据采集分站；各种传感器及执行器件。

1.2KJ95型安监系统的具体的工作原理

煤矿井下各种物理量通过传感器转换成电信号，经传输电缆传送到数据采集分站，地面监控主机通过智能数据接口对各数据采集分站进行扫描、分时提取和发送数据。监控计算机与智能接口的传输率为1200bit／s，异步时分制，RS232接口传输；智能接口与数据采集分站为本质安全型异步时分制RS485传输／基带传输。传输接口将计算机发送的RS232信号转换成TTL电平信号，转换后的TTLL电平信号，经整形变换成本安分站传输信号用于井下分站与计算机通讯，信号是双向透明传输，不须加任何控制信号。所选用的监控主机主要是性能较高的工业控制计算机，任务是进行各个分站与子系统的通信与数据的采集，同时还要对所采集来的数据进行存储、统计、报警、显示打印等事项负责，并且还要将数据传输到服务器上，以此达到网络共享的目标，确保监测数据能够得到很好的利用。安全生产监控系统的软件具体分为两种版本，一种是网络版，一种是单机版，在对数据存储时，所选用的是高级语言编程及数据库进行，能够在Win-dows98以上的操作系统中运行；软件具有较强功能、实际操作简便、语音报警功能等优势特点。

2、KJ95型煤矿安全生产监控系统的应用

近年来，部分煤矿相继在综采工作面、变电所以及连采面等诸多地方设置了多个分站，近四十个的传感器，二十四小时对工作面和各个辅运巷道中的瓦斯、具体风速以及一氧化碳进行全面的监督控制，构建了一套高效的、完善的监督控制体系，获取了高达一亿元的经济效益。应将这一系统和井下自动化控制系统可编程逻辑控制器进行连接，以此形成一套完善的井下安全运行地区指示系统，在两个回采工作面与综采工作面的入口地方应设置瓦斯电闭锁红绿灯，如果有一工作面的瓦斯超出规定的限度，那么，回采工作面与综采工作面入口地方的红灯就会亮，此时，禁止所有人员与车辆进入，必须等到工作面瓦斯与规定限度相一致且绿灯亮后才能够进入。同时，还应在主要井口、各个巷道位置处设置至少五个的风电闭锁红绿灯，如果矿中的主要通风机发生了停机现象，井下没有风，那么，风电闭锁的红灯就会亮，此时，所有人员与车辆禁止进入到井内。构建这一系统，能够很好的让井下员工对各个工作面的瓦斯情况全面了解与掌握，有利于煤矿安全生产。这一系统在三个工作面使用过程中，能够监测到高瓦斯与高一氧化碳区域，因此，应制定一套应急措施加强防范这些重要区域，以防止瓦斯爆炸或者一氧化碳中毒现象的发生。可以说，采用这一系统所获取的资料真实可靠，能够及时的对数据进行处理。大大降低了瓦斯监督员的劳动强度，实际工作效率有了进一步的提高，节省了工作时间，摒弃了以往煤矿业所使用的瓦斯管理模式，采用了集中监测模式。此外，作为矿主要领导者与相关职能科室应时常在客户端计算机上对井下各个部位的瓦斯情况进行全面的查看，以避免事故的发生，从而确保管理与决策朝着科学性、快速性以及正确性方向前进。

在实际的过程中，还可以将上述过程进行优化，主要是通过如下几个方面加以实施的：

（1）各类传感器受温度、湿度等外界环境的影响非常大，必须有专人进行定期调校。风速传感器若安装在巷道中不规则断面时，显示风量与实际相差较大，这是风流中存有紊流的原因，建议安装在标准平滑断面中。（2）在掘进工作面安设的主、副局扇开停传感器距离较近时，由于周围存有较强的交变电磁场，输出信号会受到干扰，存有误信号现象，可采取增大电缆间距或对电缆进行屏蔽等措施进行解决。（3）当瓦斯断电仪距离分站达到2km及以上时，断电仪存有工作不正常现象，可加一选频器将干扰信号过滤掉。

3、结论

综上所述可知，当前，在煤矿生产过程中使用最多的是KJ95型煤矿安全生产监控系统，这一系统的功能十分完善、软件极为丰富，具有良好的可靠性、实际操作简便、经济适用等诸多优势特点，不管是在井上，还是在井下，都能够对各个环节的安全、生产以及电力参数进行全方位的监测，可以将诸多的安全与生产环节子系统进行汇接，在各种类型的煤矿中都比较适用。

参考文献

[1]蔡崇，王占飞.　KJ95型煤矿安全生产监控系统的应用[J].煤炭科学技术，2004，32（9）：25-27.

[2]郑丰隆，郑效田，孙玉宝.KJ56型煤矿监控系统[J].煤矿自动化，2000（6）.

[3]张敏，于宝申.煤矿综合自动化监控系统设计及应用[J].煤炭技术，2008，27（2）.

煤矿安全监控系统的研究篇(3)

关键词：煤矿监控；产量检测；人员定位

我国煤炭资源丰富，在北方广泛分布，而且煤层浅易于开采。建国之后，尤其是改革开放以来，我国的经济得到快速发展，能源的需求也导致煤炭行业和能源行业取得巨大的发展，但是长期以来只顾眼前发展，不顾身后安全的问题也得到各界越来越多的关注。最近几年，煤矿事故频发严重威胁煤矿工人的人身安全和煤炭行业的健康发展。煤炭行业存在多种多样的危险，瓦斯中毒、煤尘爆炸、矿井坍塌等等都威胁着煤矿从业人员的安全，制约着行业发展。为了更好的满足能源需求，确保行业健康持续发展，必须采取合理措施对煤矿进行监控，随时掌握煤矿的状况，研究分析其安全程度，在危险发生之前进行预测，及时进行处理，降低煤矿事故的发生概率。

1煤矿监控的意义

从2001年到2010年十年的时间中，我国煤矿发生事故的次数以及事故死亡人数的统计结果显示，事故次数从最初的3000多近4000次下降到2010年的1400多次，事故频率明显降低。死亡人数和百万吨死亡率也出现了明显的下降。主要就是因为在新世纪以来，国家行业对于煤矿安全问题越来越重视，制定了更严格的管理法规，采取了一定的监控方案。通过对发生重大矿难事故的原因进行调查之后发现，很多都是由于没有采取合理的监控措施或者是监控设备失灵导致。比如2012年贵州响水煤矿发生矿难，造成23人死亡，5人受伤，根据后来的调查结果显示，该煤矿有安装的煤矿监控设备，在矿难发生之前，安装的瓦斯监控系统曾经发出过警报，但是工作人员没有进行合理的处理，只是作为监控系统故障处理，最终导致了矿难的发生。相反的在河北沙河北沟煤矿，在2004年的5月中旬，监控发现总回风中的一氧化碳含量异常增加，由于监控系统的存在预警，监控人员迅速通告煤矿，对现场情况进行了迅速检查并对井下作业人员及时撤离，由专业人员进行故障排除，避免了恶性事故的发生。

2煤矿监控系统

煤矿监控系统涉及内容比较复杂，由许多小系统配合构成。其中比较重要的是关于煤矿运行的煤矿安全监控、煤矿电力供应的监控、煤矿传送带运输状况的监控；关于煤矿工作人员安全的作业人员管理系统；煤矿生产中煤炭产量和生产过程的监控。

2.1煤矿安全监控系统

煤矿安全监控系统的监控对象主要是煤矿内空气中的主要气体的含量，比如甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氧气、烟雾浓度等；煤矿内空气流通状况，比如风压和风速以及空气温度等；还有煤矿通风设备的运行状态，风门风筒和通风机等设备的开启或者关闭。通过检测煤矿内瓦斯含量及通风设备的状态，当含量过高或者设备停转的时候，煤矿安全监控系统可以反馈到出现故障区域的电源设备，进行断电和闭锁。这样可以防止出现火花导致瓦斯爆炸；同时系统会反馈给警报系统，提醒工作人员及时撤离，避免出现危险造成人员伤亡。同时煤矿安全监控系统对于煤矿故障之后进行应急救援和发生事故之后进行原因调查也十分重要。监控系统可以在发生事故的时候及时记录出现事故的时间，如果是发生爆炸可以确定爆炸起点和起火的原点。能够进行科学的事故原因调查分析。

2.2煤矿工作人员管理系统

人员管理系统主要是监测井下人员所处的位置。通过对人员位置的监控，可以及时了解每个人员的运动轨迹，了解是否处于安全位置，同时可以记录工作人员在某一地点的时间。通过集中的监控可以监测在某一个区域人员是否过于集中。而且系统还有相应的存储记忆功能，能够永久保存，随时查阅。还可以根据具体情况对被监控人员发出报警信号，提醒人员注意安全隐患。一旦出现安全事故，可以对工作人员进行定位，便于开展及时有效的救助，节省搜救时间。

2.3煤矿产量远程监控系统

利用远程监控系统，能够实时掌握各个煤矿的实际煤炭产量。避免出现煤炭产量过高造成产能过剩影响煤矿设备的安全；同时可以加强对实际产量的监测，根据产量实时核算煤矿的税费基金等。而且可以对所有的产量进行统计记录，在后期可以随时进行查询。避免出现瞒报产量的问题，保证煤矿整体产量的合理配置。

3煤矿监控特点及关键科学技术问题

煤矿生产主要在地下进行，属于特殊工作。煤矿的矿井内部存在各种易燃气体和腐蚀性气体，对于信号的监测造成很大困难；而且整体工作环境恶劣，底下淋水情况比较严重，空气中粉尘比较大；地下环境中磁场强度明显比地上要高，对监控设备的影响比较大。综合看来，煤矿的监控系统使用比其他工业监控难度要大，主要表现在以下几个方面：信号传输距离远，需要从地下到地上，还要考虑煤矿矿井内部的情况；电磁干扰严重，监控设备主要以电子传感器进行敏感信号的监控，很多时候会由于地下磁场的干扰造成监测失灵或者信号错误；监控对象日常情况下变化不大，容易使检测人员产生松懈，但是一旦出现变化就会造成很大的危险。为了实现监控系统安全准确运行，现在煤矿行业针对煤矿监控系统的相关技术问题进行专业的研究，以便于利用科学技术解决相关问题。目前最主要的几个关键问题是：

3.1监控信息的传输和处理

研究合理的布线方式，利用有线、无线和以太网结合的方式进行信号的传输，提高信号传输的速度；关于信号的处理主要是研究各种信号所代表的煤矿状态，通过这些信号判断煤矿是否存在安全隐患，并进行及时的反馈处理，预防事故发生。

3.2传感器的布置

需要对煤矿各个位置的信号进行监测，避免出现监控盲区，造成安全隐患。因此在安装布置传感器的时候需要选择合适的位置。

3.3生命探测和人员定位

为了在发生矿难之后及时展开对被困人员的搜救，设计合理的生命探测和人员定位系统。通过对人员的定位，缩短搜救的时间，提高被困人员救助效率。

4结语

通过分析可知，对于煤矿进行严格监控势在必行。而实现监控也面临各种困难。科技人员需要加强对煤矿监控关键技术的研究，提高监控系统的准确运行，预防危险事故的发生。

参考文献：

煤矿安全监控系统的研究篇(4)

关键词：煤矿 机电一体化技术

0 引言

我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点，以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起，我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期，我国综合机械化采煤取得了空前的发展，大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程，采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期，在原有的研究成果上，又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究，并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后，我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破，在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而，与国外的先进采煤国家相比，我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距，并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱，在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。

1 机电一体化技术的应用实践

1.1 矿井安全生产监测监控系统中的应用 矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。我国监测监控技术应用较晚，20世纪80年代初，原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作，此举大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统(如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200)，在部分煤矿中应用；在引进的同时，通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况，研制出KJ2，KJ4等系统并通过了鉴定。20世纪90年代以来，紧跟世界监测监控系统的发展潮流，我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统，如煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的KJ95系统等，它们的主要特点是:测控分站的智能化水平进一步提高；具有网络连接功能；系统软件采用了Windows操作系统。同时，在“以风定产，先抽后采，监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下，规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。自此，大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现，不仅为各煤矿提供了更多的选择机会，且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明，安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。

对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价，煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90、天地科技股份公司常州自动化分公司的KJ95、煤炭科学研究总院抚顺分院的KJF2000和北京瑞赛公司的KJ4，KJ2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。

1.2 矿井提升机中的应用 矿井提升机是一种实现机电一体化较好的矿山大型设备，全数字化，交、直流提升机。特别是内装式提升机，从结构上将滚筒和驱动合为一个整体，大大简化了机械结构，是典型的机电一体化设备，充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。全数字提升机高度可靠，具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能，以及简单而快速的通信功能；它采用总线方式，大大简化电气安装；硬件配置简单，互相兼容，零备件少；可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。

在我国“九五”计划期间，国产全数字化直流提升机已成为各煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化直流提升机的核心部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统。除此之外，我国还用SIMADYND和S7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。2000年11月，该系统在焦作古汉山矿投入运行，情况良好。提升机由于采用了计算机技术，其安全保护系统更为完善。该系统的主要特点是:采用两台计算机装置，每台都有自己独立的测量、传感装置和数据处理系统。这两台计算机同步工作，互相检测，互为备用，对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式，对两者进行比较、校正，实现行程自动控制。由于采用了计算机对安全回路、制动回路、电源和驱动回路进行实时检测，实现故障记忆，因此极大地提高了提升机安全性能。

1.3 井下带式输送机中的应用 在我国“八五”计划期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，极大地提高了带式输送机的技术水平，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品的研发也取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内此项技术的空白，并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，成功的研制了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器，目前我国已经自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。

2 结束语

随着煤矿生产不断向深部水平发展，对控制水平和规模的要求越来越高，从而又加速了机电一体化技术的发展和进步，目前各种高新技术的发展，如网络、光纤、人工智能及生物工程等高新技术已渗入到机电一体化技术之中，使机电一体化产品功能更强大、性能更优越，使机电一体化产品功能越来越强，智能化程度也越来越高，因此采用新的机电一体化技术装备的煤矿，能够使企业获得更加显著的技术、经济和社会效益，这也是一个煤矿企业循环促进不断发展的过程。

参考文献：

[1]张莉.机电一体化技术在煤矿中的应用[J].山西煤炭干部管理学院学报.2007.(1):88.

[2]文广.机电一体化技术在钢铁企业的应用与展望[J].机械.2003.30(1):62～64.

煤矿安全监控系统的研究篇(5)

关键词：煤矿 安全监测监控系统 问题 对策

“十一五”时期煤矿安全生产的总体形势呈稳中上升,煤矿事故呈下行态势,这与我国近年来加强矿井现代化建设并对安全投入的加大有着密切的关系。随着我国经济社会的快速发展,对煤炭的需求日益加大,为了把煤炭做大做强,增强在国际上的竞争力,国家逐步从改造关闭落后小煤矿、兼并重组、淘劣存优,同时加大对重大地质灾害预防的科研力度、加快煤矿井下安全避险"六大系统"的建设等举措,使煤矿安全状况保持了稳定好转、事故总量呈逐年下降的态势。但是,在肯定煤矿安全建设成效卓著的同时,也不能忽略现有存在的一些问题,尤其是中小煤矿的安全管理问题。

安全监测监控系统做为煤矿安全防护的重要一环,在技术与应用方面已逐步日趋成熟,实践证明,安全监控系统已成为煤矿安全管理的重要组成部分,各矿局已把该系统做为安全装备的必须。随着我国监控生产技术的成熟与完善,国内涌现出许多专业生产厂商,具有代表性的如天地（常州）自动化股份有限公司KJ95N、煤炭科学研究总院重庆研究院KJ90NB（NA）、煤炭科学研究总院沈阳研究院KJ333、北京瑞赛长城航空测控技术有限公司KJ2000N、北京仙岛新技术有限责任公司KJ66NA（NB）等几十家生产厂商,它们的产品已接近国外水平,现已遍布全国各煤矿企业。同时数字化网络技术（WEBGIS）等新型产品的出现也不断充实完善着煤矿安全的管理手段,如何能够针对本企业的实际情况建立与企业规模和人员素质相符合的监测监控系统,使之成为煤矿企业安全可靠的预警机制和瓦斯安全管理控制平台,并且熟练、有效的运用它,已成为煤矿安全监管工作必须解决的现实问题。

1、矿井安全监测监控系统的技术内容与它所起到作用

矿井安全监控系统是煤矿井下传感器监测控制技术、模数信号转换与传输技术、计算机软件与硬件在井下的应用技术、监控设备在煤矿井下防爆技术和远距离控制等各学科技术在矿井这样特殊环境下的安全生产管理领域的高要求、高标准的综合性系统产物,是现代监控技术与实际生产的无缝结合,对确保煤矿生产安全,降低事故率,降低甚至消除人员伤亡,提高煤炭安全生产效率和现已使用机电设备的利用率都具有十分重要的作用,该技术的应用与成熟标志着现代化矿井在监测与控制方面逐步与地面工业控制技术水平的接近,是煤矿安全管理手段的跃进。煤矿安全监控系统大致由三个部分组成:(1)地面中心站(包括监控应用软件系统、计算机及打印机等设备)；(2)监控数据信号传输设备(包括数据传输接口、监测监控分站、传输线缆、接线盒等)；(3)监测传感器和执行反馈装置（包括断电仪和馈电传感器）。传感器在测控系统中承担着获取信息的重要任务,是测控系统的重要设备,随着监控技术自动化、控制手段智能化的不断提升,企业对煤矿井下监测传感器测量稳定性、数据传输快速性和测量数值精准度的要求也越来越高。煤矿安全监控系统是指对在煤矿特殊环境下的瓦斯、风速、风门开停、主局扇开停、一氧化碳、二氧化碳、烟雾、温度等环境参数及数据的监测和对矿井采、掘、机、运、通等各大系统的机电设备工作状态反馈和自动断电控制,用计算机进行分析处理并取得数据的一种测控系统。监测监控的功能一是“测”,即检测各种环境安全参数、设备工况参数、过程控制参数等；二是“控”,即根据检测参数去控制危险区域的生产用电设备,用以控制能引起瓦斯爆炸的花火或温度；安全监控系统可以为煤矿决策层、执行层和通风、安全、指挥部门提供及时、准确的井下有害气体参数及用电设备运行动态信息,为指挥调度生产作业提供现场信息,使事故的发生消灭在萌芽状态,并采取整改与防范措施。另外通过对井下传输到地面的监测数据的比较和分析,在中心站平台可以实现自动报警、自动断电和闭锁,井下监控设备发出声光报警,提醒了作业人员,抑制了事故的发生或再扩大。最近几年来,我国光纤技术的发展为井下建立工业以太环网提供了另外一种数据快速稳定的传输平台,使煤矿综合自动化控制系统的构建成为可能,对于安全监控系统在综合自动化平台中做为一个独立有机的模块融入提供了物理基础。

2、安全监控系统目前尚存在的一些不足和问题

2.1 监测传感器的产品质量和催化元件性能较差

安全监测监控系统的主要传感器,如甲烷传感器,在经过多年的技术完善,稳定性和耐用性已大有改善,根据AQ1029-2007规定,传感器的黑白元件的稳定性已由原来的10天提高到15天,即使这样,与国外的设备相比,也存在着较大的差距,主要问题是:

(1)抗击高浓度甲烷冲击能力差。在井下瓦斯涌出量大的情况下黑白元件反复被有害气体冲击,冲击作用的结果是造成零点漂移并使其催化性能下降,黑白元件加速老化,抗高浓冲击性能差是造成元件使用寿命低、稳定性差、误差率高的主要原因。

(2)设备中低功耗的元器件,在矿井高湿度环境条件下（如工作面、巷道中的防尘撒水、岩石中的自然水气等）,使设备元件表面燃烧生成的水蒸气易于凝结在元器件表面,降低元件使用寿命,造成传感器传输的数据误差大。

(3)抗中毒性能差。

煤矿安全监控系统的研究篇(6)

【关键词】煤矿；安全监测监控系统；对策

0.引言

我国煤炭资源丰富，但开采条件复杂，自然灾害严重，47%的矿井属于高瓦斯或瓦斯突出矿井。在当前煤炭市场需求旺盛的推动下，部分煤矿存在突击生产或盲目超产现象，造成近几年矿井安全事故发生率居高不下。为保障煤矿的安全生产，除进一步加强煤矿安全管理意识外，关键是建立煤矿井下安全监测监控系统，形成煤矿井上、井下可靠的安全预警机制和管理决策信息通道。所以当前现代化矿井的生产不仅要解决煤矿生产过程中存在的安全问题、生产自动化的问题、又要了解各种与生产经营相关的信息。建立安全生产、调度和管理网络系统，对井上、井下安全生产全面了解，靠及时准确的信息指挥生产和防止各种事故的发生，已成为煤矿设计工作必须解决的问题。

1.煤矿安全监测监控系统的内涵和作用

矿井安全监测监控系统是传感器技术、信息传输技术、计算机应用技术、电气防爆技术和控制技术等多种技术在矿井安全生产监控领域应用的产物，对保障煤矿安全生产，提高生产效率和机电设备的利用率都具有十分重要的作用。矿井安全监控系统一般由三部分组成：①中心站（包括应用软件、计算机及设备）；②信息传输装置（包括传输接口、分站、传输线、接线盒等）；③传感器和执行装置。具体来讲，煤矿安全监控系统是指对煤矿的瓦斯、风速、一氧化碳、烟雾、温度等环境参数和矿井生产、运输、提升、排水等环节的机电设备工作状态进行监测和控制，用计算机分析处理并取得数据的一种系统。安全监控系统可以为各级生产指挥者和业务部门提供环境安全参数动态信息，为指挥生产提供及时的现场资料和信息，便于提前采取防范措施。另外通过对被测参数的比较和分析，系统可以实现自动报警、断电和闭锁，便于制止事故的发生或扩大；在发生事故的情况下，能及时指示最佳救灾和避灾路线，为抢救和疏散人员、器材，提供决策信息。

2.安全监测监控系统目前存在的问题

2.1通信协议不规范，可集成性差

因为没有一个符合矿井电气防爆等特殊要求的总线标准，所以现有生产厂家的监控系统的通信协议几乎都采用各自专用的，互不兼容。不同厂家产品之间缺乏互操作性、互换性，因此可集成性差，不易于系统功能扩展。在使用中，个别系统虽经多次升级改造，仍不能实现系统资源的有效共享，形成了一个个独立的“信息孤岛”，严重阻碍了矿井安全生产管理水平的进一步提高。

2.2传感器质量和性能

安全监测监控系统配接的甲烷传感器和CO传感器已成为矿井瓦斯综合治理和监测煤炭自燃发火灾害预测的关键技术装备，并越来越受到使用单位和研究人员的普遍重视。但在现场使用中，虽然系统主机、分站以及软件已经不断进行升级，但国产安全检测用的传感器几乎全部采用载体催化元件，长期以来我国载体催化元件一直存在使用寿命短、工作稳定性差和调校期频繁、灵敏度漂移以及制作工艺水平低等缺点，严重制约着矿井有害气体的正常检测。另外《煤矿安全规程》中对甲烷传感器的调校有严格的规定，调校工作需要专用器具和标准气样，对调校人员的技术水平有一定的要求。很多煤矿往往由于缺乏专业技术人员等原因而不能按时对系统进行维护和调校，甚至从不调校，严重制约了矿井有害气体的正常检测。

2.3现场管理和维护水平欠缺

尽管我国各省市煤炭管理部门都强制性要求各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统，而且近几年再次加大了对矿井安全生产的管理力度，但一些地方国有煤矿，特别是乡镇小煤矿，多数由于缺乏专业技术人员而不能正常使用和维护已装备的系统，甚至对系统配接的传感器根本不进行调校。另外，在大多国有煤矿还存在着监测监控方面的管理制度不够健全、对已经存在的监测监控管理制度执行不严、对监测监控系统的监督管理不到位等问题，严重地制约着安全监测监控系统的正常运行。

2.4诊断功能有待加强，系统的可维护性低

现场设备在线故障诊断、报警、记录功能不强，现场设备的远程参数设定困难，影响系统的可维护性。作为管理维护监控系统的辅助手段，部分系统只能对系统的通讯状况诊断，不能详细地判断故障的性质和故障点。但实际工作中要求能迅速判断出分站、传感器或电缆故障之间，或短路报警与真实超限之间的区别，为维护人员提供故障的类型和方位，以便于迅速处理故障地点。

3.提高安全监测监控系统良好运行的措施

3.1加强技术培训，完善管理制度

监测监控系统维护要求非常严格，所以在日常监测管理工作中采取多种形式提高维修人员的维修技术和操作水平，每月应组织理论和实践的学习，对新调入的安全监测员，重点加强对其基础知识的学习和培养，合理利用售后服务和兄弟矿井相互指导的便利条件，确保矿井监测系统维护的顺利进行。另外要建立细致严谨的管理制度，及时完善有关监测监控管理的规定和制度，有效提高相互监督、相互预警的能力。

3.2规范监控系统统一通信协议

通信协议不规范将造成设备重复购置、系统补套受制于人和不能随意进行软硬件升级改造等后果。为了改变标准不统一的局面，国家出台了很多规范性规程和标准对监控系统及信息传输协议等进行规范，如《矿井安全监控新标准、新规程汇编及矿井安全监控系统设计与选型手册》等。建议各监控系统统一通信协议，统一采用SQL数据库，采用统一数据格式，这样可以很方便对系统进行维修、补套、升级，也可以很方便的建立矿、公司（矿务局）两级数据存储中心，并与上级监管系统联网，实现系统资源共享。

3.3研究和开发高品质的传感器

国产安全检测用甲烷传感器几乎全部采用载体催化元件，严重制约着矿井瓦斯的正常检测，与国外同类传感器比较差距较大。所以国家科研院所应加大科研投入力度，进一步提高传感器应用的可靠性。

3.4发展专家诊断、专家决策系统软件

科研院所应开发专家诊断、专家决策系统软件。专家诊断应具有对故障的智能分析、判断功能，改变系统自检功能单一、简单的情况。在发生事故的情况下，能正确指示最佳救灾和避灾路线，为抢救和疏散人员、器材提供决策。

随着现代通讯技术和计算机技术的发展，高性能的煤矿监测监控系统在我国有着广阔的前景。安全监测系统是生产、安全及管理方面的一个实时监控系统，通过本系统可以使管理层快速、及时、准确地获取生产相关数据，提高决策的科学性，从而避免或减少因决策失误而造成的安全事故和财产损失。

【参考文献】

[1]赵延明，高军.煤矿安全监控系统的现状与发展[J].煤矿机电，2007，（3）.

煤矿安全监控系统的研究篇(7)

关键词：煤矿安全监控系统；技术管理；应用

1 概述

近些年来，我国煤炭行业迅速发展，跃居成为世界上重要的煤炭出口国，也是世界上使用煤炭较多的国家。由于现阶段我国使用煤炭的数量在一次能源中占有较大的比例，对于煤炭的需求较大，煤矿行业发展处于一种稳步增长的态势。

我国由于自然条件的限制，煤矿的开采条件十分复杂，非常容易出现事故。煤炭行业的危险性很大，除了容易受地震所引起的塌方等自然因素的影响，很容易因为在操作环节的一个小小的过程从而带走无数人的性命，所以说煤矿行业是一种高危职业。为了避免煤矿事故的发生，我们应该通过一系列的手段保障煤矿的安全生产。国家制定了一系列的方针政策规定了煤矿无论大小，都必须安装煤矿安全监控系统。因为煤矿安全监控系统通过运用高科技技术，实现了对煤矿全方位、多层次的管理，能够更加方便、快捷、直观的获取所需的信息，及时对发生的情况进行预警，为煤矿安全生产提供坚实的后盾。

2 煤矿安全监控系统装备情况

煤矿安全监控系统由地面中心站、光缆传输交换机、井下监控分站、远程断电器、近程断电控制器、模拟量传感器、开关量等组成。地面中心站是整个系统的核心部分。整个系统的工作原理为井下监控分站根据设定好的方式接收信号，并对接收到的信号进行整合分析，处理不准确的信息，并将处理后的信息传送给地面中心站，通过地面中心站的机器显示；而传感器的作用是将获取到的信息转化为电信号，电信号有一个限制因素是：它不能单独显示、也不能传输，必须依托显示设备才能显示出来并转换为可以传输的信号。而监控系统可以通过对电信号进行分析，如果出现突况时，电信号会进行预报，并分析出现问题的原因。

3 煤矿安全监控系统的意义

在以前没有煤矿安全监控系统的时候，一旦井下发生突况，由于无法及时获取信息，往往会造成救援人员到达事故发生地点较晚，使得事故损害更大。而煤矿安全监控系统的应用，由于运用了科学的手段，对井下情况进行实时的监察，一旦有问题出现及时将信息反馈到地面监控系统。而且煤矿安全监控系统可以对于井下瓦斯的浓度值进行监控。如果井下瓦斯的浓度值超过标准值，系统会自动报警并切断电源，减少事故的发生。而一旦瓦斯的浓度值回归正常水平，系统就会解除警报然后提供用电，从而恢复生产。而这个优点是通过人工检查所无法做到的。井下作业会面临一大问题，就是通风。如果不能及时通风，井下工作人员十分有可能会煤气中毒，所以通风问题是十分有必要解决的。煤矿安全监控系统可以记录瓦斯涌出的变化情况，工作人员通过对存储的数据进行分析掌握瓦斯的变化规律，从而制定相应的应对通风问题的计划。可以说使用煤矿安全监控系统可以科学地对井下情况进行监控，对获取的数据进行整合分析，为解决问题提供了可靠的科学依据。

4 煤矿安全监控系统技术管理的应用

4.1 实际运用

随着我国科技实力的不断提高和信息技术的不断进步，相关的科研机构不断地推出不同种类与实用性的煤矿安全监控系统。煤矿安全监控系统的专业性、稳定性、科学性不断提高，以此满足我国企业日益增长的需求。

煤矿安全监控系统在避免煤矿事故的发生方面有着十分重大的作用。煤矿安全监控系统在井下将各个装备连接起来，建立了一套系统性、科学化的网络。煤矿安全监控系统中的预警机制能够实时监控到煤矿中各个情况。由于是机器作业，没有人工作业的时间限制，系统可以全天、连续性的对井下情况进行监控。而且各个设备将获取的信息传送到地面中心站，地面中心站对获取的信息进行有效地整理，能够清楚地了解井下的实际情况，避免在突况发生时难以应对。

4.2 光纤传感技术

随着相关企业与研究机构在这一方面加大研究的力度，煤矿安全监控系统的性能得到很大的提高。就当前容易出现的一些问题，如精确度低、稳定性差等，有关机构研发出了新型的技术――光纤传感技术，并且将这一技术运用到煤矿安全监控系统中。

煤矿安全监控系统中的甲烷传感器是进行灾害预警与处理的一个关键性的设备。然而我国常用的甲烷传感器一直面临着稳定性差、寿命短等问题。而光纤传感技术是最近几年才研发出来的一种高效传感技术。光纤传感由于其材质的特殊性，具有使用寿命长、使用形式多样、安全等优点，十分适用于将其运用到煤矿行业中。

光纤传感技术还具有其他的优点。例如除了通风问题之外，灰尘也是煤矿灾害易发的原因之一。在井下工作的人员由于长期吸入灰尘，肺病的患病率十分之高。而且灰尘的燃点低，当灰尘的浓度达到一定的数值时，一旦遇到明火就极易发生爆炸。需要注意的是，粉尘爆炸的威力要远远大于瓦斯爆炸。灰尘爆炸会产生大量有毒气体，而在井下又很难将气体排放出去，所以会对井下人员造成二次伤害。

而光w传感技术占地面积小、易安装的特性可以减少设备的占地面积、节约空间，将空间更多的运用到煤炭开发中去。通过使用光纤传感技术对井下空气中的灰尘含量进行及时的监测，达到高准确度、高效率的监测作用。

5 结束语

煤矿安全监控系统凭借其可靠性高、准确度高、实用性强、安全性高等特点减少了煤矿企业事故发生的次数，从一定程度上保护了矿区工作人员的性命，进而保护了国家财产。而且由于煤矿安全监控系统运用互联网技术，使得工作人员的工作效率大幅度提高。煤矿安全监控系统的预警功能可以培养工作人员的安全意识，从而降低事故的发生频率。

煤矿安全监控系统在我国煤炭行业生产和监控中发挥着巨大的作用。但是虽然我国煤矿安全监控系统随着互联网技术的发展而不断更新升级，但是我国的煤矿安全监控系统封闭性较强，各个职能部门相对较为分散，信息的传递容易出现滞后的问题，从而严重影响了各个部门对于信息的使用度，没有真正发挥出煤矿安全监控系统所应该发挥的功能，不利于煤炭行业科学生产目标的实现。

为了真正发挥出煤矿安全监控系统的作用，应当建立起一个全方位一体化的综合监控系统，将监控系统的各方面结合起来。需要注意的是，除了建立一个全方位一体化的综合监控系统外，工作人员应当定期对系统进行检查，并对发现的问题及时解决，对于任何小问题不忽视、不放弃，从而推动煤矿产业的和谐化发展，提高企业的安全管理能力。

参考文献

[1]全国安全生产标准化技术委员会煤矿安全分技术委员会.煤矿安全监控系统通用技术要求（AQ 6201-2006）[S].北京：煤炭工业出版社，2008.

[2]郭进伟，吴明发.基于中小煤矿的双机热备数据同步系统[J].煤炭科学技术，2009（07）：97-100.

[3]霍中刚.我国煤矿安全科技现状及发展方向[J].煤矿安全，2008（12）：122-126.

[4]耿军平，许家栋，郭陈江，等.全分布式光纤温度传感器研究的进展及趋势[J].传感器技术，2001，20（2）：132-136.

[5]余雷.煤矿安全监控系统的研究[J].中国新技术新产品，2010（9）：23-23.