监测监控技术在煤矿安全生产中应用

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摘要：受中国现实的煤矿生产条件所限，瓦斯气体检测监控单纯依赖人工，由工人手持检测仪深入煤矿开展相关监测监控工作。然而，人工监测监控无论是在仪器设备使用上，还是人工劳力本身等方面，均极大地受限于煤矿环境；无论是在监测监控的准确性方面，还是安全性方面，均得不到有效保障。基于此，从当前中国煤矿生产监测监控技术的角度出发，阐述了现代技术的发展情况，以期为推动行业发展提供一定的借鉴。

关键词：现代监测监控技术；煤矿；安全生产；瓦斯监测

0引言

随着现代科学技术的飞速发展，计算机技术、传感器技术等研发和攻关方面取得了突出成绩，极大地推动了中国社会经济蓬勃发展。现代监测监控技术作为一种不可或缺的技术体系，在各行业，尤其是化工、煤炭等国民经济发展基础性行业中被高度重视。波兰、法国、美国等发达国家对于监测监控技术的研制和应用起步比较早，而中国起步比较晚，无论是技术的成熟度，还是推广应用范围，都还有极大的上升空间。

1现代监测监控技术应用概述

从广义上讲，煤矿安全生产过程对于现代监测监控技术的应用主要是借助于计算机技术、信息管理技术、传感器技术开展对于矿井内部相关气体（比如CO2、CO、CH4等）、环境参数（温度、压力、湿度、风速）和其他动力参数（比如局部通风机开停状态、风门状态、主要通风机开停状态）的动态监控和远程控制过程。作为一种综合自动化系统，其监测监控功能的展开依赖于各组成部分，比如数据库系统、MCU、CAN总线隔离器、协议转换器和若干功能传感器等。整个过程大致如下：由CAN总线作为介质将信号传递至传感器，途径协议转换器传至CAN总线隔离器筛分、处理，后借助TCP/IP协议由CAN总线接口传输至数据库系统。在此过程中，鉴于煤矿安全生产与矿井瓦斯气体浓度密切相关，所以，对CH4风电闭锁控制、超限声光报警等方面的应用较为关键。瓦斯监测监控系统的构建乃至正常运行离不开矿井采煤、掘进工作面实时位置而开展的活化处理，这一过程是以平面图为基本参照的，通过收集反馈数据实时了解矿下工作进度，从而掌握诸如瓦斯浓度、分布等方面的详细信息，以便开展分析与评价、预测乃至预警等工作。另一方面，矿下通风系统是基于采掘工程平面图构建的，其运行过程离不开相关通风设施的设计和布置，比如监测表和说明牌等。其中，监测监控技术中具有代表性的有视频监控系统，根据监控发展过程以及具体形式的不同，有点对点、切换控制电路、微处理器监控、外挂多媒体监控、多媒体监控和网络监控等之分。无论采用何种监测监控技术，过程运行的核心都是提供全方位、多层次管理，以保证煤矿生产的时效性和严密性。

2煤矿现代安全生产监测监控技术现状与特点

与国外发达国家相比，中国煤矿现代安全生产监测监控技术起步比较晚，近年来，除了引进外来先进技术并消化吸收之余，还有部分有自主知识产权，比如由重庆煤炭科学院、辽宁煤炭科学院共同研制的KJ66、KJ75等矿下气体监测系统，在部分煤矿中推广应用。尽管如此，相当一部分矿下生产的监测监控过程仍以模拟数据的方式开展，即将气体浓度转换为电磁脉冲信号。与现代监测系统相比，这个过程的抗电磁干扰能力有待提高。另外，从整体情况来看，中国煤矿安全生产监测监控系统在计算机硬件、软件投入比例方面有所失衡，企业过分重视硬件质量，忽略了软件本身所赋予的监测监控能力。当前，中国煤矿现代监测监控技术主要有以下特点：a)操作可靠性和便捷度相对比较高，这与现代监测监控技术多以Windows操作平台为基础，具有可视化界面、强大的功能导向和便捷人性化的操作方式密不可分。同时，其具有语音播报、音频报警等先进功能，能够自动纠错，极大地改善了监测监控过程的可靠性；b)性价比高。煤矿矿井需要分站式设计与管理，现代监测监控技术能够分站式管理与运行，解决多信号互相干扰的问题，与多种电流、电压信号兼容，极大地提升了设备的使用率和利用效率；c)能够适应复杂的矿下工作环境。现代监测监控技术摆脱了恶劣环境（比如湿度大、腐蚀性和易燃易爆气体浓度高、矿尘浓度大以及空间范围狭窄等），极大地解放了劳动力，可靠性比较高，能够接受恶劣环境的挑战与考验；d)充分利用电气防爆和无线传输技术。这一技术全面落实安全监测监控系统防爆标准，符合安全规程相关要求，同时，采用差分平衡的方式开展无线传输，极大地提升了数据传输的抗干扰性。

3现代监测监控技术运用中存在的问题

3.1监测监控设备水平参差不齐

中国煤矿资源的储量比较大，是世界重要的煤炭产地。然而，国内煤矿生产企业水平良莠不齐，无论是生产规模，还是安全生产防护方面，差距都比较大。可以说，中国的煤矿生产现状是，国有煤矿为主、中小规模并存，这一情况导致中国煤炭行业安全生产监管难度比较大，无论是在技术装备水平方面，还是安全生产质量等方面，与世界先进水平相比差距比较大。基于此，中国政府相关监管部门自2012年开始便围绕煤炭行业存在的问题展开系列整顿，但严峻形势仍旧摆于行业眼前。据统计，在中国为数不多的大型煤矿中，相当一批煤矿未按照规定投放瓦斯抽放装备，仅2012年上述问题便不同程度地存在于20余家企业中。此外，更严重的是，30余家企业完全缺少瓦斯监控系统，更别提网络化管理系统；同时，相当一部分中小煤矿，无论是生产设备，还是监测监控设备，长期运转超负荷，更新滞后，安全隐患较多，令人堪忧。

3.2安全生产现代化监测监控水平不理想

众所周知，煤矿所在地自然环境恶劣，事故灾害多发，煤矿安全事故伤亡人员数量一直居世界前列，而瓦斯事故在煤矿安全事故中占有较大的比例，人员伤亡率高，同时，还会对矿井巷道和设备造成不可估量的损害，可以说，这既毁坏生产运行，又危及工作人员的生命安全。基于煤矿生产环境的特殊性、复杂性，与安全生产的高难度系数，再加上中国绝大多数煤矿为瓦斯矿井的客观事实，安全生产形势更加严峻。然而，目前中国绝大多数煤矿生产过程仍旧依靠人力，属于劳动密集型产业，无论是进矿生产，还是下矿安全监测，都由工人亲自施行，现代化监测监控覆盖率非常低，完全覆盖率不到60%。由此可见，安全生产现代化监测监控水平不尽如人意。

4监测监控技术未来发展趋势

4.1自动化数据处理

随着计算机技术、网络技术、传感器技术的发展，中国煤矿安全生产监测监控逐步向自动化方向迈进。基于无线传感器完成对矿井下气体信号（比如CH4浓度、分布特点等）、环境信号（温湿度、风速、风向）的采集、处理，编码形成数据，通过有线或无线方式将其输送至应用服务器端口，经归类、整理分别放置于对应的数据库列表中，供客户端查询、分析和利用。

4.2安全生产过程动态监控

对于动态监控过程的需求是基于煤矿生产过程所具备的复杂、动态变化属性而产生的。为了获得实时、有价值的生产信息，对于生产过程中每一环节信息的采集、科学统计、分析与处理便显得尤为重要。可以说，数据仅为基础，通过数据切实了解其背后所反映的生产问题，发现其他相关因素间的关联才是重点，这是科学制订控制方案的关键。因此，基于收集的数据全面建立数据库，为后续分析过程提供第一手资料，是监测监控技术开展的基础。通过合理筛选，去除数据源中无利用价值（无任何内在关联、偶然性事件等）的数据，按照一定顺序（比如时间顺序等）排列，是推动现代化、科学化监测监控的核心环节。

5结语

中国煤矿安全生产监测监控技术处于初步发展阶段，上升潜力与空间较大，如何从控制理念出发，充分借鉴国内外优秀、典型的应用案例并加以引进、吸收，同时，基于自身现状开展自主研发设计攻关，值得整个行业重视。在叙述中国煤矿安全生产对现代监测监控技术发展的需求的基础上，阐述了现代安全生产监测监控技术的现状及其特点，然后从监测监控设备水平参差不齐、安全生产现代化监测监控水平不理想两个方面说明了当前存在于中国煤矿现代监测监控技术中的问题，最终从自动化数据处理、安全生产过程动态监控两个方面展望了中国煤矿安全生产监测监控技术的发展趋势。

参考文献：

［1］马龙，刘春富，付淑玲，等.在用煤矿监控系统甲烷超限断电控制时间测试技术探讨［J］.煤矿安全，2010，41(5)：132-134.

［2］李志杰.煤矿安全监控系统在瓦斯与机电管理中的应用探讨［J］.煤矿现代化，2016(4)：119-120.

［3］赵忠宪，高宗华，陈玉明，等.KJ70煤矿安全监控系统的设计与研究［J］.自动化与仪器仪表，2011(2)：6-9.

［4］武永胜.浅谈矿井安全监控系统在煤矿应用中存在的问题［J］.山东煤炭科技，2010(4)：223-224.

作者:刘海 单位:山西新景矿煤业有限责任公司