李大冬

摘 要：受地質條件、礦山開采惡劣環(huán)境影響，我國過去的礦井瓦斯氣體監(jiān)測主要由人工進行，同時落后發(fā)瓦斯監(jiān)測設備，使得工人們只能手持瓦斯監(jiān)測儀在現(xiàn)場開展人工檢測工作。此外，因為各種不利條件，人工斷斷續(xù)續(xù)的檢測瓦斯，不能及時的檢測瓦斯環(huán)境下存在的問題，便不能及時且充分的監(jiān)測井下施工環(huán)境下的瓦斯?jié)舛茸兓?，最后難以確保礦山生產安全。所以，本文以礦山監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)存在的問題為基本目的，提出改造的討論，及對監(jiān)測系統(tǒng)進行改進的方案。

關鍵詞：礦山安全監(jiān)測;監(jiān)控系統(tǒng);應用

我國的礦山有著復雜的地質條件，主要是以井工礦山為主，礦山的數(shù)量和產量都很高，很容易引發(fā)和造成災難。礦井企業(yè)的未來發(fā)展方向是信息化和數(shù)字化。物聯(lián)網技術有助于建設數(shù)字式礦山，而且有助于實現(xiàn)全球感官環(huán)境，實現(xiàn)移動目標，協(xié)調控制、操作和管理，最終改進企業(yè)生產、經營和決策。

1 安全監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀

目前，國內主流的安全監(jiān)控系統(tǒng)主要由中心站部分（主機、備機、監(jiān)控軟件、SQL Server數(shù)據(jù)庫、打印機、錄音電話、UPS電源、電源避雷器）、數(shù)據(jù)傳輸部分（網絡交換機、通信光纜）、數(shù)據(jù)采集部分（監(jiān)控分站、區(qū)域控制器、防爆電源）、終端感知部分（各種傳感器、報警器、饋電斷電器）等設備組成。系統(tǒng)主通訊采用“以太環(huán)網平臺+總線”架構傳輸方式，從終端感知部分至中心站部分，中間經過監(jiān)控分站、網絡交換機等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)轉換，形成三級架構傳輸模式。系統(tǒng)具有模擬量（甲烷、一氧化碳、溫度）和開關量（設備開停、饋電、風門）的數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲、處理、顯示、查詢、打印、報警和控制等功能，可實現(xiàn)甲烷超限聲光報警、斷電閉鎖和風電閉鎖控制的作用。不同礦井由不同的部門（通風科、調度室、機電科、生產科、信息中心）負責日常設備安設、調校、巡檢、故障處理等工作。

2 礦山安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題

2.1 安全生產現(xiàn)代化監(jiān)測監(jiān)控水平不理想

眾所周知礦山處于困難的自然環(huán)境中，容易發(fā)生多種事故，礦山安全事故的受害者人數(shù)始終是世界上最高的。瓦斯氣體事故在礦山安全事故中尤為常見，造成大量人員傷亡，并對巷道和礦井設備造成無法估量的危害，這可以說是對生產作業(yè)的破壞，還對工作人員的生命和安全也造成威脅。由于煤礦生產環(huán)境的特殊性和復雜性，與礦山生產安全有關的高難度因素，以及絕大多數(shù)礦山生產環(huán)境，使得生產安全形勢更加嚴峻。中國絕大多數(shù)采礦生產仍依賴于勞動力，屬于勞動密集型行業(yè)，無論是采礦生產還是地下的安全監(jiān)控，都是由工人自己負責?，F(xiàn)代監(jiān)測和監(jiān)視的普及率很低，覆蓋率不到60%。由此可以看出，安全生產的監(jiān)測和監(jiān)視水平并不令人滿意。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)應用于生產中出現(xiàn)的問題

第一，生產管理者在安全生產方面沒有引起重視，難以意識到礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)對礦山生產的必要性，沒有專業(yè)的安全管理人才。第二，在礦山監(jiān)測系統(tǒng)的任職人員中，有很大一部分人學歷低，同時井上監(jiān)測室的技術員在業(yè)務知識與責任心方面較為差。第三，相關人員對于監(jiān)測系統(tǒng)等日常管理，以及維護系統(tǒng)方面存在不足之處，造成其系統(tǒng)的傳感器性發(fā)揮的作用差以及數(shù)量缺少。在日常管理方面，企業(yè)沒有引起重視，沒有專業(yè)的技術人員進行對礦山環(huán)境等進行及時監(jiān)控監(jiān)測，并進行定期的抽查與考核相關監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的技術人員。另外，礦山企業(yè)內部存在監(jiān)控制度不健全的問題，比如監(jiān)控信息處理報告制度存在不足之處，卻沒有及時的拿出完善的保護方案來解決此問題，同時相關的檢測產品缺乏防爆產品的檢驗，維修也不及時。

2.3 監(jiān)控運維隊伍及業(yè)務能力參差不齊

礦山的運維隊伍是保障系統(tǒng)正常運行的主力軍，目前，大部分礦井存在運維人員配備嚴重不足，專業(yè)技術人員較少，人員技能參差不齊的情況。另外，現(xiàn)有運維人員由于對相關行業(yè)標準要求了解不夠，導致設備安設不規(guī)范、維護不到位、系統(tǒng)故障處理不及時、內業(yè)資料填寫不及時不完善、巡檢不到位等情況的發(fā)生。

3 礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)的應用

3.1 安全監(jiān)控系統(tǒng)建設及傳輸平臺的搭建

安全監(jiān)控系統(tǒng)的建設及傳輸平臺應實行高標準、高門檻的準入制。在方案設計和設備選型時，井下應按照“一網一站一根線”、地面中心站應按照“一張圖一張表”的思路進行系統(tǒng)設計建設。采用兩級架構的傳輸模式，即從終端感知部分至地面中心站的網絡層級為兩級，選擇多功能區(qū)域控制器設備（具有多路光口、電口監(jiān)控數(shù)據(jù)采集、人員定位數(shù)據(jù)采集、電力信號采集、廣播信號采集等功能），安設具有多信息上傳、定位、自診斷排除功能的無線、激光等高精度、低功耗傳感器。從設備選型、系統(tǒng)建設上做到裝備最前沿，監(jiān)測數(shù)據(jù)最精準，傳輸平臺最穩(wěn)定，為全面實現(xiàn)精準監(jiān)測打下堅實的基礎。

3.2 物聯(lián)網監(jiān)控生產線的實時安全

工業(yè)電視監(jiān)控網絡系統(tǒng)是數(shù)字化礦山的重要組成部分。它采用各種先進的監(jiān)控設備，在井下安裝攝像頭，能夠全面監(jiān)控礦山區(qū)、煤儲庫、輸送機和重要地面區(qū)域，監(jiān)控信息可以傳送到調度室。各個現(xiàn)場監(jiān)控管理人員能對各生產線進行動態(tài)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。這個系統(tǒng)是一個基于互聯(lián)網的系統(tǒng)，也是一個能夠不接觸測量煤炭產量來進行計量的設備。這個系統(tǒng)通常用于礦山開采中存在瓦斯或煤塵爆炸危險的場所，還能夠連續(xù)自動測量輸送帶上散料的流量和堆積重量。

3.3 增強應急聯(lián)動有效性，應對緊急狀況

如果線路發(fā)生故障，必須要進行斷電時，在現(xiàn)場的相關工作人員必須進行撤離，撤離到安全區(qū)域，防止出現(xiàn)人員傷亡，必要時可以進行警報處理。如果瓦斯超出限額范圍，那么就會產生有毒氣體，如果甲烷超過限制范圍，也會產生危險性氣體，形成極大的安全隱患。所以針對這種情況，可以進行集中的廣播以及數(shù)據(jù)定位，在大范圍內進行全方面的安全監(jiān)控，盡最大限度保障人員安全，還可以對危險因素進行廣播播報，讓處于危險地區(qū)的人員意識到，已經發(fā)生危險，或者已經有危險因素的存在，及時告知當?shù)厝藛T盡早撤離。還可以利用大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，分析具有危險因素的區(qū)域，并且及時的對該區(qū)域的人員進行有效的人員定位，組織安全撤離，一旦有人員遇害，也可以通過人員定位來進行搜救。在此基礎上，利用無線電數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，對救援情況以及現(xiàn)場情況進行分析，人員定位以及安全搜救是否有序進行。

3.4 運維精準

第一，按照礦井實際情況，優(yōu)化建設方案，實時調整設備線路的布局，按要求安裝監(jiān)控設備的類型和數(shù)量，確保監(jiān)測無盲區(qū);第二，定期對監(jiān)控設備的調校、測試、維修、通信線纜、接線盒進行巡檢，確保監(jiān)控設備運行正常;第三，井下監(jiān)控設備的外部供電電源盡可能地使用專用電源，確保供電電源可靠，定期對監(jiān)控設備備用電池進行更換;第四，定期對監(jiān)控機房進行檢查，確保UPS電源、外部交流供電、設備接地等環(huán)節(jié)可靠，防止因靜電等原因導致監(jiān)測數(shù)據(jù)不準確;第五，定期對系統(tǒng)軟硬件程序進行更新升級，確保軟硬件無漏洞，定期對管理、操作、維護人員進行針對性的培訓，熟悉行業(yè)標準、技術指標，不斷提高技術人員的業(yè)務能力和技術水平。

4 結束語

如今，人們越來越重視礦山的安全開采，礦山的安全開采直接影響到公司未來的發(fā)展，而礦山物聯(lián)網技術的應用可以更好地定位礦山開采中的移動目標，礦山數(shù)字化建設與相應的技術相結合，加強了物聯(lián)網技術在礦山數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)和礦山環(huán)境實時安全監(jiān)控中的應用，井下人員和生產的聯(lián)系，意識到了煤炭能源信息化的發(fā)展是物聯(lián)網技術在數(shù)字礦山建設中的應用，是實現(xiàn)礦山綜合自動化發(fā)展的最終趨勢。

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