煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀及智能化發(fā)展研究

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀及智能化發(fā)展研究摘要：在當(dāng)前的社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，對于煤炭的需求量較大，這也對煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)提出了更高的要求。煤礦屬于高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)，煤炭開采作業(yè)過程大多是井工開采，基于生產(chǎn)空間的特殊性，這也對生產(chǎn)安全帶來較大的挑戰(zhàn)。因此在煤礦企業(yè)生產(chǎn)過程中，需要做好礦井通風(fēng)和安全監(jiān)控系統(tǒng)的安全管理工作，提高生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性、可靠性、安全性和有效性并為礦井生產(chǎn)效益和社會效益的提高打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。自2018年5月1日《智慧礦山信息系統(tǒng)通用技術(shù)規(guī)范》（GB/T34679—2017）標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施以來，礦山企業(yè)正向著智能礦山建設(shè)邁開加速步伐?！吨悄艿V山建設(shè)規(guī)范》的實(shí)施，將推動(dòng)礦山企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、信息化、智能化管控。文中從煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)及安全監(jiān)控系統(tǒng)的意義入手，分析系統(tǒng)存在的問題，并進(jìn)一步對優(yōu)化礦井通風(fēng)與安全監(jiān)控系統(tǒng)及智能化建設(shè)的具體措施進(jìn)行闡述。關(guān)鍵詞：安全監(jiān)控；煤礦；智能化發(fā)展引言煤炭是中國重要的工業(yè)燃料，多是在地下開采，露天開采量很少。由于中國煤層多經(jīng)歷過地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，煤層賦存條件極其復(fù)雜，在開采過程中各種災(zāi)害頻發(fā)。在煤礦各種災(zāi)害中，瓦斯災(zāi)害較為嚴(yán)重。為了實(shí)現(xiàn)更安全的開采，應(yīng)該對煤礦井下的危險(xiǎn)狀況進(jìn)行監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)災(zāi)害的預(yù)防和預(yù)報(bào)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)被應(yīng)用到煤礦安全生產(chǎn)中，極大地保證了煤礦的開采，例如瓦斯?jié)舛仍诰€監(jiān)測技術(shù)、礦山壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測技術(shù)等。然而，煤礦井下安全生產(chǎn)具有一定的復(fù)雜性，現(xiàn)有的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)也具有一定的復(fù)雜性，因此還需要對現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。1煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀1.1安全監(jiān)控系統(tǒng)管理機(jī)制不完善在當(dāng)前煤礦企業(yè)生產(chǎn)過程中，尤其對低瓦斯礦井來說，安全監(jiān)控系統(tǒng)管理機(jī)制不完善的問題普遍存在，嚴(yán)重影響了礦井的安全生產(chǎn)。同時(shí)礦井的工作人員因?yàn)樽陨砉ぷ髂芰Σ蛔悖瑯I(yè)務(wù)素質(zhì)不高，對傳感器位置挪移、吊掛、標(biāo)校和誤操作以及維護(hù)管理工作沒有嚴(yán)格按照規(guī)范和相關(guān)要求進(jìn)行，導(dǎo)致礦井內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題得不到及時(shí)有效的解決，影響通風(fēng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，礦井的安全生產(chǎn)得不到有力保障。在當(dāng)前煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，儀器設(shè)備運(yùn)行的可靠性也對礦井安全生產(chǎn)帶來較大的影響，設(shè)備質(zhì)量不過關(guān)，售后服務(wù)及技術(shù)支持不到位，必然會造成煤礦企業(yè)安全監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的不穩(wěn)定，無法保障礦井的生產(chǎn)安全。1.2煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控存在問題分析目前，雖然很多煤礦已經(jīng)或正在應(yīng)用煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，但是，該系統(tǒng)仍存在許多問題亟需解決，主要包括以下幾個(gè)方面：a)電子設(shè)備的可靠性受到挑戰(zhàn)。煤礦井下具有較強(qiáng)的電磁輻射，雖然一些設(shè)備已經(jīng)做了一定的防電磁干擾處理，但在相對密閉的環(huán)境中設(shè)備發(fā)熱非常嚴(yán)重。b)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)非常不便。系統(tǒng)在構(gòu)建時(shí)應(yīng)用了很多信息化技術(shù)，在維護(hù)時(shí)需要信息化方面的人才，然而煤炭行業(yè)這方面的人才相對較少，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則需通知廠家來維修。c)監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)能力比較差。各個(gè)傳感器之間采用的通信協(xié)議存在一定的差異，這導(dǎo)致很難實(shí)現(xiàn)各個(gè)傳感器之間的數(shù)據(jù)交換，即使成功進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，也需要大量的轉(zhuǎn)換設(shè)備。d)信息傳輸?shù)乃俣炔荒軡M足日益增長的需要。雖然煤礦在信息傳輸時(shí)采用了大容量的光纖，但是在光纖傳輸時(shí)需要實(shí)時(shí)鋪設(shè)大量的線路，整體工程量巨大。若采用無線傳輸，則需要建立大量的基站。e)礦山的電氣防爆設(shè)備不兼容?，F(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)的通信協(xié)議彼此不兼容，產(chǎn)品之間缺乏兼容性、集成性和操作性；系統(tǒng)功能不可擴(kuò)展，可維護(hù)性不高。2煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化發(fā)展策略2.1系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)用趨勢1.對監(jiān)測數(shù)據(jù)的充分利用監(jiān)控系統(tǒng)需要對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過數(shù)據(jù)模型從不同角度了解瓦斯的分布、濃度等情況，通過異常數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)事前的預(yù)防，而不是單純的事故后處理，監(jiān)控的價(jià)值就體現(xiàn)于此。結(jié)合分布式多點(diǎn)激光甲烷監(jiān)測技術(shù)可以完成對礦井瓦斯?jié)舛取⒎植?，巷道風(fēng)速的測量，建立固定時(shí)間段內(nèi)瓦斯的變化發(fā)展模型，從而了解瓦斯變化規(guī)律，做好安全預(yù)警工作，針對礦井外的火災(zāi)，對CO2、溫度、煙霧等利用傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立火災(zāi)模型，從而做好火災(zāi)預(yù)防、逃亡等，在發(fā)生煤自燃火災(zāi)時(shí)，用高分辨率激光痕量檢測技術(shù)檢測的煤自燃情況，進(jìn)而建立模型。2.加強(qiáng)生產(chǎn)和系統(tǒng)協(xié)同管控目前的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)還未能實(shí)現(xiàn)和生產(chǎn)的協(xié)同管控，很多因素都會導(dǎo)致生產(chǎn)中斷。安全和高效生產(chǎn)仍然不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)，因此要積極用預(yù)警技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。2.2完善安全監(jiān)控系統(tǒng)智能報(bào)警功能采礦企業(yè)要改變現(xiàn)有系統(tǒng)單一的預(yù)警功能，建立多級別多類型的應(yīng)急預(yù)警系統(tǒng)。例如，根據(jù)瓦斯?jié)舛戎祷虺蕹掷m(xù)時(shí)間設(shè)定不同的報(bào)警級別，發(fā)出更加具體準(zhǔn)確的報(bào)警信號。另外，應(yīng)急預(yù)警系統(tǒng)發(fā)揮功能需要保障傳感器的傳輸工作無誤，采礦企業(yè)可研制更加高效的礦業(yè)傳感器，使其發(fā)揮微處理的優(yōu)勢，保證傳輸數(shù)據(jù)的可靠性和穩(wěn)定性。同時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)加強(qiáng)對各類傳感器設(shè)備的維護(hù)、保養(yǎng)、監(jiān)控等工作。2.3安全監(jiān)控系統(tǒng)軟件應(yīng)用由于傳統(tǒng)的系統(tǒng)注重安全監(jiān)控系統(tǒng)中的硬件研發(fā)，對軟件的投入相對較少，系統(tǒng)軟件往往較為落后。近年來，隨著對軟件的使用率不斷提高，對軟件系統(tǒng)的要求也就越來越高，這就提高了設(shè)計(jì)研發(fā)單位對系統(tǒng)軟件穩(wěn)定性、兼容性的重視度。在對軟件進(jìn)行研發(fā)的過程中，實(shí)現(xiàn)了功能上的重大突破，例如在監(jiān)測周圍環(huán)境或者機(jī)械設(shè)備存在問題，設(shè)定值出現(xiàn)偏差時(shí)，可以自動(dòng)進(jìn)行危險(xiǎn)判斷，進(jìn)行有利的分析，還可以提供有效的處理方法；不僅可以預(yù)防瓦斯事故、火災(zāi)等危害，還能做出應(yīng)急處理，為職工提供正確的指示，從而避免災(zāi)害威脅生命財(cái)產(chǎn)安全。對于煤礦來說，安全監(jiān)控系統(tǒng)對礦井的智能化發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用，所以必須加大投入，給予安全監(jiān)控系統(tǒng)最大的技術(shù)支持。2.4提升系統(tǒng)智能化水平，實(shí)現(xiàn)不同平臺間數(shù)據(jù)互通煤礦企業(yè)的礦井通風(fēng)和安全監(jiān)控系統(tǒng)，需要加快推進(jìn)系統(tǒng)的信息化和智能化建設(shè)，促進(jìn)通風(fēng)和監(jiān)控系統(tǒng)效率的提升。在煤礦通風(fēng)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)和設(shè)備研發(fā)的過程中，需要對系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)接口和傳輸方式進(jìn)行統(tǒng)一，促進(jìn)統(tǒng)一監(jiān)控平臺的建設(shè)。建立監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)與控制中心，統(tǒng)一各監(jiān)測系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，集中監(jiān)測信息，由控制中心進(jìn)行統(tǒng)一的指揮和調(diào)度。重視先進(jìn)技術(shù)手段的應(yīng)用，提高監(jiān)控系統(tǒng)的智能化水平，針對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化分析，進(jìn)一步提高分析工作的效率和質(zhì)量，為礦井通風(fēng)管理和安全監(jiān)控提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)支持，這可以實(shí)現(xiàn)煤礦安全數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)并進(jìn)行預(yù)警，降低煤礦安全事故發(fā)生的概率。結(jié)語為了保證煤礦的安全生產(chǎn)，應(yīng)該應(yīng)用煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)。目前，煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)主要可以分為兩類，分別是參數(shù)化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)和視頻監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。參數(shù)化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過采集煤礦生產(chǎn)中的一些參數(shù)并形成實(shí)時(shí)曲線，一旦發(fā)生異常情況，就可以報(bào)警；視頻監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是通過采集現(xiàn)場視頻來實(shí)現(xiàn)對煤礦安全的監(jiān)測監(jiān)控。未來煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)應(yīng)該朝著智能化、規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。參考文獻(xiàn)[1]劉凱.煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.當(dāng)代化工研究，2021(19)：7-8.[2]魏志可.煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)現(xiàn)