王 海，劉 嵐

（甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741020）

在金屬礦產(chǎn)[1]不斷發(fā)掘開(kāi)采的今天，為了防止有害氣體進(jìn)入人體，科學(xué)界提出很多有害氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警方法，但是無(wú)論任何方式都存在各自的缺點(diǎn)，所以研究一項(xiàng)新型報(bào)警系統(tǒng)勢(shì)在必行，是礦井開(kāi)采發(fā)展道路上的墊腳石，所以利用物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展技術(shù)對(duì)礦井有害氣體的采集研究進(jìn)行分析，從而確定有害氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的組成。

1 礦井內(nèi)有害氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖1 有害氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)概念圖

現(xiàn)在很多礦井有害氣體監(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)應(yīng)用的理念大多是采取有線電路連接方式，但是在氣體濃度測(cè)量方面卻很欠缺，這在一定程度上就會(huì)存在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)保護(hù)礦井的拓展性不高、監(jiān)測(cè)報(bào)警效果差等缺陷，因此結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將感知?dú)怏w敏感度的理念融合在有害氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)中，這對(duì)礦井有害氣體的采集處理來(lái)講將會(huì)是一項(xiàng)重大的突破，有助于礦井內(nèi)有害氣體的處理排出。圖1是基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井內(nèi)有害氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)概念圖。

從圖1概念圖能夠發(fā)現(xiàn)，將氣體采集情況根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析進(jìn)行屬性分類(lèi)，在后期有害氣體監(jiān)測(cè)過(guò)程中非常關(guān)鍵。

1.1 氣體監(jiān)測(cè)架構(gòu)設(shè)計(jì)

有害氣體監(jiān)測(cè)研究是把礦井中空氣里面的有害氣體濃度轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的過(guò)程，從而在有害氣體濃度超標(biāo)后就引發(fā)電路報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警。有害氣體在擴(kuò)散過(guò)程中形成的電信號(hào)，在監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)中通過(guò)電子線路處理之后，會(huì)達(dá)到監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的敏感位置，因此礦井內(nèi)有害氣體濃度在超標(biāo)的時(shí)候就會(huì)觸發(fā)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)引發(fā)報(bào)警，所以將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到對(duì)礦井有害氣體的監(jiān)測(cè)報(bào)警方面是一項(xiàng)非常創(chuàng)新的課題，因?yàn)楸O(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的性能對(duì)礦井內(nèi)有害氣體監(jiān)測(cè)和濃度控制指標(biāo)有重大影響。

1.2 氣體采集模塊電路設(shè)計(jì)

在金屬礦產(chǎn)資源的勘查與開(kāi)采中，礦井中有害氣體的存在不可避免，而監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的關(guān)鍵所在就是有害氣體采集模塊的電路設(shè)計(jì)。研究氣體采集電路的手段必不可少，在氣體采集的過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)有害氣體元素測(cè)量值的精確。對(duì)礦井中空氣的組成要詳細(xì)的進(jìn)行濃度分析，可以說(shuō)氣體采集模塊是氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的一個(gè)部分，因?yàn)榈V井的空氣組成多存在對(duì)人體有害的氣體，亦或是易燃易爆炸的氣體，威脅著安全生產(chǎn)的發(fā)展，因此有害氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)礦產(chǎn)挖掘過(guò)程中存在的不良因素進(jìn)行及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決。

在礦井中工作是一項(xiàng)很艱難的工程，因此對(duì)于氣體采集模塊電路的設(shè)計(jì)要盡可能做到精確，避免傳統(tǒng)方法產(chǎn)生的分辨度低、效率差的缺陷，將監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的每一個(gè)電路部件都嚴(yán)格把關(guān)，只有這樣才能保障對(duì)有害氣體的區(qū)分收集，在一定程度上，完善氣體采集模塊電路的設(shè)計(jì)也是對(duì)于礦井開(kāi)采的安全保障。

2 實(shí)驗(yàn)論證分析

通過(guò)研究礦井內(nèi)氣體的存在方式以及對(duì)基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井內(nèi)有害氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)優(yōu)劣的研究，以某個(gè)礦井為例，根據(jù)本文監(jiān)測(cè)報(bào)警和傳統(tǒng)方式的特點(diǎn)對(duì)該礦井內(nèi)氣體進(jìn)行探究分析，將兩組獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行重組計(jì)算，從而確定這兩種方式對(duì)于有害氣體的識(shí)別度，可以更加高效的確定監(jiān)測(cè)礦井內(nèi)有害氣體的準(zhǔn)確性。如表1所示是通過(guò)本文監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)對(duì)該礦井進(jìn)行探測(cè)研究獲得的數(shù)據(jù)。

表1 礦井有害氣體識(shí)別度分析表

表2是傳統(tǒng)方法對(duì)礦井內(nèi)氣體識(shí)別度統(tǒng)計(jì)。

表2 礦井有害氣體識(shí)別度分析表

通過(guò)表1與表2數(shù)據(jù)可以看出，本文方法與傳統(tǒng)方法在有害氣體識(shí)別過(guò)程中存在差異，圖2是根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的識(shí)別度對(duì)比圖。

圖2 曲線對(duì)比圖

由圖2可以看出，本文設(shè)計(jì)系統(tǒng)較傳統(tǒng)方法有害物質(zhì)識(shí)別度高17.65%，對(duì)礦井內(nèi)有害氣體的處理起到關(guān)鍵的作用。

3 結(jié)語(yǔ)

在社會(huì)的不斷發(fā)展與經(jīng)濟(jì)體系不斷建成的道路上，金屬礦產(chǎn)資源的需求量越來(lái)越大，所以金屬礦產(chǎn)資源的探測(cè)及開(kāi)采方法是各個(gè)國(guó)家都爭(zhēng)相探究的。地質(zhì)探勘工程的實(shí)質(zhì)就是對(duì)金屬礦產(chǎn)資源等的可行性研究及有效探測(cè)開(kāi)采，所以創(chuàng)新礦井內(nèi)有害氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)也是礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的助力之一，需要大力發(fā)展推進(jìn)。