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煤礦安全監控系統的研究范文1
[關鍵詞]煤礦；安全監控；遠程斷電
中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）08-0227-01
1 問題的提出
隨著礦井升級為煤與瓦斯突出礦井，對監測監控及現場斷電范圍等的要求也在不斷提高，如在《煤礦安全規程》中對低瓦斯、高瓦斯礦井和煤與瓦斯突出礦井采煤工作面斷電范圍的要求就存在差異，對低瓦斯和高瓦斯礦井要求斷電范圍為“工作面及其回風巷內全部非本質安全型電氣設備”，但對煤與瓦斯突出礦井要求斷電范圍為“工作面及其進、回風巷內全部非本質安全型電氣設備”，多了進風巷的要求，而在煤礦的實際生產環境中，由于被控開關的位置、數量；監控分站的位置、供電電源、控制距離；掘進或回采巷道的布置；通風系統的變化等因素的影響，客觀上擴大了斷電范圍，引入了區域斷電的新要求，同時也導致在施工中存在較多的困難，不僅增加了設備的投入，也增加了工作量，造成系統復雜化，穩定性和可靠性降低，一旦發生故障也不好處理。
如何用簡單的方法實現斷電，而且符合相關要求，同時減少設備、電纜以及工作量的投入，也可以簡化系統的復雜程度，提高系統的穩定性，因此在現場工作中試驗并實踐了以下兩種不同的區域斷電的方法，起到較好的效果。
2 安全監控系統概況
2.1 系統的性能及主要參數
車集煤礦隸屬于河南能源永城煤電控股有限公司，2013年4月升級為煤與瓦斯突出礦井，安全監控系統為天地（常州）自動化股份有限公司研發的KJ95N型安全監控系統。
2.2 KJF16B型監控分站
KJF16B型監控分站是KJ95N型安全監控系統在煤礦井下的就地控制中心，分站采用18V直流穩壓電源供電，可接入頻率型和數字型傳感器，其可以接入8路頻率型或開關型傳感器、8路開關量輸入控制信號和8路開關量輸出控制信號，分站具有兩路RS482接口，最多可接入32個測點。
2.2 KDG15A型遠程控制開關
KDG15A型遠程控制開關是一種用于遠距離控制設備的開關，同時帶有饋電狀態檢測功能，能反映被控設備的狀態，是安全監控系統中連接高、低壓電路的樞紐，是重要的執行器，采用澆封設計，其本安側與監控分站連接，其非本安側與被控開關連接，可提供常開點（黑、綠兩根線）和常閉點（黑、藍兩根線）的連接以及饋電的監測（紅、黃兩根線）。
3 遠程斷電的接線方法
3.1 利用遠程控制開關斷電的接線方法
3.1.1 接線及原理
控制原理：在A分站內甲烷傳感器斷電試驗期間，當瓦斯超限后，甲烷傳感器可通過A分站控制A區域被控開關斷電；在B分站內甲烷傳感器斷電試驗期間，當瓦斯超限后，甲烷傳感器可通過B分站控制A區域和B區域被控開關斷電；欲達到上述目的，在B分站上另接一遠程控制開關，將控制口與B分站內甲烷傳感器對應，將此遠程控制開關的常開點與A分站的遠程控制開關的藍線串聯，想當于在A分站的遠程控制開關上加一開關（繼電器），由于是常開點，正常情況下繼電器閉合，藍線保持通的狀態，當B分站內甲烷傳感器瓦斯超限，使新接的遠程控制開關動作時，繼電器由閉變開，A區域被控開關動作跳電。
3.1.2 軟件設置
（1）A區域A分站內瓦斯控制A分站開出口動作。
（2）B區域B分站內瓦斯控制B分站及A分站內的開出口動作。
3.2 利用分站級聯斷電的接線方法
3.2.1 接線
A區域分站開出口（A區域瓦斯控制該開出口）級聯B區域分站某一開入口（該開入口控制B區域開出口），B區域開出口本地連接斷電器。詳細接線見下圖：
B分站X口作為虛擬開關量，控制B分站X+1口，B分站X+1口連接遠動開關。
3.2.2軟件設置
（1）A區域瓦斯控制A區域分站某一開出口動作。
（2）B區域開入口（與A區域開出口相連的開入口）控制B區域分站某一開出口，該開出口連接斷電器。
4 應用效果
通過兩種不同的區域斷電方法在車集煤礦多個采區不同的采掘工作面的的試驗和應用，不僅滿足了斷電的要求，而且達到如下效果：（1）減少了遠程控制開關、分站以及監控電纜的投入；（2）大大簡化了斷電控制系統，減少了分站及電源的故障，使系統運行更加穩定；（3）避免了大范圍的高壓斷電造成的影響。
5 結論
通過兩種不同的遠程斷電方法的探索，第一種利用遠程控制開關的斷電創造性的將遠程控制開關當做一個繼電器，利用不同地點的分站進行聯合斷電；第二種利用分站連鎖的斷電既能達到斷電目的，直接取消了硬件的投入，使斷電控制更為直接，但更依賴于軟件的設置；不同的控制方法在不同的情況下應用可以取得更理想的效果，都是對現有系統的一個突破，都能實現要求。
參考文獻
[1] 國家安全生產監督管理總局，國家煤礦安全監察局編.煤礦安全規程[M]. 煤炭工業出版社， 2011.
煤礦安全監控系統的研究范文2
[關鍵詞]煤礦安全監控系統 工業以太環網 分站 多層分布式體系結構
中圖分類號：TD76 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2013）36-0325-02
0 引言
預防事故是煤礦安全工作的重點。在煤礦中，裝備礦井安全監控裝置是防止煤礦事故的重要手段，這就要求有更多的煤礦監控系統的研究。為了從根本上解決煤礦安全問題，需要依靠科技進步手段提高煤礦整體安全技術裝備與管理水平。其中在高瓦斯礦井建立煤礦安全監測監控系統，從而改善煤礦安全環境和建立包括煤礦安全隱患全面查排、實時監督管理、安全保障等內容的安全管理體系是長治久安防止煤礦安全事故的最重要的兩個方面。國內外發展狀況井下安全檢測系統是礦井安全監控技術的一部分，是隨著煤炭工業發展而逐步發展起來的。
1.系統的總體設計
目前，煤礦開采正在向高產，高效和集成化方向發展，全礦井的生產自動化，管理信息化技術在一些現代化礦井得到越來越多的應用，以使礦井在“采，掘，運，風，水，電，安全”等生產環節和管理環節逐步實現綜合自動化和信息管理化。礦井工業以太網技術是基于以太網協議的工業網絡技術。系統整體架構采用工業以太環網+現場總線架構，并劃分為管理層和設備層三層。管理層即地面管理局域網；監控層即工業以太網平臺，各監控主機，數據服務器，接入網關；設備層包括現場總線，監控站，控制器，傳感器，執行器等。
整個工業以太網平臺分為井上監控部分和井下監控部分，井上部分網絡系統采用100/1000Mbps工業以太網將地面各個監控設備連接起來，再通過防火墻與管理信息網連接。井上部分采用100/1000Mbps礦井防爆工業以太網將各個監控設備連接起來，以礦用阻燃單模光纖作為主傳輸介質。所有工業網絡交換機和光纖環網共同匯集到監控指揮中心的核心交換機上。
2.系統工作原理
系統硬件設計包括采集信息設備的各種末端傳感器，傳輸設備分站，執行器，饋電開關，受控設備，避雷器，地面環網交換機，中心站主機等。工作時，傳感器將采集到的各種監測數據經傳輸線纜，送給監控分站，分站對數據分析處理打包后送給地面中心監控主機，監控主機收到數據，分析判斷后，發出控制命令給分站，分站對控制命令進行解包，然后發送給執行器。
系統中，各種傳感器和監控分站均為以單片機為控制中心的微型計算機系統，這樣同地面監控主機一起，整個監控系統實際上構成了一個三層的計算機控制網絡，結合系統分站和傳感器的等的網絡布局，最終形成一個多層分布式體系結構的閉環控制系統，實現了集自動控制技術，通信技術，計算機網絡技術等于一體的煤礦安全生產監控系統，體現了“兩化融合”的新思潮。
3.系統硬件設備
3.1 井下分站部分
（1）監控分站
監控分站是整個監控系統的核心設備，在系統中它起到采集各種傳感器的監測數據，并將數據處理結果傳輸給地面監控中心，同時又接收監控中心主機的控制命令，經過處理后傳輸給受控設備等的作用。分站除了是系統的數據處理中心，同時還為個傳感器提供本案電源，并能根據采集數據的限制要求對井下機電設備執行斷電和復電控制動作。
（2）分站工作原理：
分站是一個以89C55單片機為核心的微型計算機系統。主要由單片機，看門狗自動復位，參數保存，輸入數據采集，控制輸出，通信數值及狀態顯示，隔離電源，手動設備等電路組成。
分站工作時，首先根據分站各輸入通道上所掛接的傳感器類型，通過DPSK或RS485兩種通信方式接收地面中心站初始化數據，對分站的各個通道分別進行定義/設置。工作中，分站通過數據采集電路對輸入通道進行不間斷的循環信號采集，使系統內部各模擬開關根據設立，定義的指令自動切換到相應的轉換電路上。當分站對掛接各類傳感器的輸入通道進行連續，不間斷數據采集時，來自傳感器的頻率或電流信號在經相應的交換后進入施密特整形及分頻電路進行二次處理，最后送至89C55定時器供單片機進行采集，運算，分析，判斷。
3.2 傳感器部分
傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉換為與之有確定關系的、便于應用的某種物理量的測量器件或裝置。在某些領域它也被稱為換能器、變換器盒探測器等。
傳感器一般由敏感元件，轉換元件，測量元件和輔助電路組成。其中敏感元件能直接感受或響應被測量，并輸出與之成確定關系的某一另類物理量，在礦井監控中又將敏感元件和轉換元件統稱為傳感元件；轉換元件將敏感元件的輸出轉換為電參量，既可以和敏感元件作在一起，也可分開；轉換電路把轉換元件輸出變為易于處理、顯示、記錄、控制的信號；輔助電源：提供傳感器正常工作所需能量的電源部分，它有內部供電和外部供電2種形式。
3.3 避雷器
避雷器是為了防止煤礦井下和機房遭受雷電通過通信線路竄入的襲擊，從而損壞與之相連的電器設備，引發安全事故。
通信避雷器采用半導體放電原理，用阻抗線圈，TVS熔斷保險絲和壓敏電阻等專器件組成浪涌保護裝置。浪涌又叫突波，是超出正常工作電壓的瞬間電壓?？赡芤鹄擞康脑蛴校褐匦驮O備，短路，電源切換，大型發動機或雷電。通信避雷器含有浪涌阻絕裝置，可以有效地吸收突發的巨大能量，以保護連接設備免于受損。
3.4 監控中心
采用兩臺或多臺華研工控機或普通微機同時實現監控，分別為主機和備機，實現雙機或多機熱備。在正常情況下主機具有中心站主機的全部功能，備機只有監測功能，不能實現對系統的控制。當主機發生故障時備機將自動轉換為主機，并且具有主機的全部功能。
3.5 通信接口連接
KJJ46型數據通信接口采用調制解調原理轉換和發送來往于地面中心站監控主機及井下分站間的各種控制指令和檢測信號。主要組成部分有：dt發送、rts收發、轉換與控制、rd接受狀態的指示、電源等。
KJJ46型數據通信接口是本系統的關鍵設備，主要實現地面中心站與井下監控分站之間的數據雙向通信、地面非防爆設備與礦井防爆設備之間的電氣安全隔離等功能。其通訊方式DPSK/RS485，速率2400bps，通訊距離可達25km。
4.小結
隨著科技的飛速發展及礦井生產自動化程度的提高，煤礦安全監控系統技術已滲透到井下生產和管理等各個環節，在煤礦安全生產和高產高效以及防災、減災中發揮著重要的作用。同時煤礦安全監控系統也是一門綜合性很強的技術系統，涉及到通信技術、計算機技術、傳感器、光電、工業電視、光纖寬帶通信等技術，到目前為止，還在不斷地進步和完善。與此同時，要充分發揮煤礦安全監控系統的安全保障作用，就必須按照《煤礦安全規程》和有關標準的要求，正確安裝、使用、維護與管理系統，避免或減少瓦斯爆炸等事故發生。高性能的計算機煤礦監測監控系統在我國煤礦有著廣闊的應用前景。
總之，隨著煤炭工業化和信息化的融合，煤礦安全監控系統也會更進一步的開發和應用。
參考文獻
煤礦安全監控系統的研究范文3
1．1缺少專業的技術人才
由于煤礦生產中缺少專業的技術人才，不能按照相關的規定進行作業，同時對圖紙沒有進行定期的交換，不能全方位的了解井下的實際情況，再加上煤礦工作中技術環節比較薄弱等。另外，在井下作業過程中，各項措施貫徹落實不到位，這樣就給煤礦生產埋下了安全隱患。
1．2不能按照煤礦監控《AQ》行業標準進行作業
在近幾年來，由于一些煤礦生產企業受到眼前利益的誘惑，不按照瓦斯監控《AQ》行業標準進行作業，系統安裝及維護存在缺陷，不能按照行業標準安裝各類傳感器及無法實現“三大閉鎖”。另外，有些礦井的通風系統沒有進行定期的維修和保養，有的還經常使用多頭掘進的方法，這樣就會給正常的礦井通風工作帶來很大的影響。
1．3操作方法不熟練
對煤礦安全生產監控系統的操作不熟練，在對監控系統進行定期維修和檢驗的過程中，操作方法單一，不能定期對感敏元件進行校驗，導致監控系統時常出現故障引起無法正常監測礦井各區域氣體數值并時常出現上傳中斷現象及各類模擬量傳感器靈敏度下降不能真實反映作業現場環境狀況，不能將監控系統的作用充分發揮出來。
1．4智能化、自動化監控水平低
由于一些煤礦監控系統的長期使用，致使系統工作緩慢，系統出現老化的現象，甚至會出現煤礦安全生產中沒有安裝監控系統的問題，這樣就很容易出現安全隱患。
1．5煤礦安全生產預測技術差
無論是在資金的投入上還是人才的管理上，煤礦安全生產工作都存在著缺口，例如，沒有對煤礦火災隱患、瓦斯突出進行深入的探索和研究，不能及時預測煤礦生產安全環境，因此也就很難預防煤礦災害事故的發生。
2綜合信息化監控系統在煤礦安全生產中的應用
在近幾年來，隨著我國信息技術的應用和普及，煤礦監測系統的應用開始趨向于智能化和信息化發展。綜合信息化監控系統是指通過對煤礦存在的安全隱患進行科學的預測，以在最大限度上防止煤礦危險事故的發生。在信息化時代，我國的很多學者將綜合信息化監控系統應用于煤礦安全生產中，其中包括對煤礦安全環境進行科學的預測，將各種傳感器安置于礦井中，然后收集信息，通過綜合信息化監控系統對煤礦的安全生產環境進行及時預測，從而避免煤礦生產事故發生。以下是綜合信息化監控系統在煤礦安全生產中的應用：
2．1綜合信息化監控系統對煤礦瓦斯監測監控系統的監測
煤礦瓦斯監測監控系統主要是對井下安全生產進行動態監測、實時監測各區域氣體含量分布情況及對各風機房主扇局扇等數據進行及時采集，并將采集的數據輸送到綜合信息化監控系統，監控中心負責對采集數據進行篩選，如果期間發現有異常現象，那么就應該馬上報警，并根據各種數據的不同之處，有針對性的采取相應的應急措施。此外，運用模擬量傳感器技術，比較已經檢測過的瓦斯氣體分數值和標準值，通過比較之后，如果比標準的分數值要高，那么就必須采用聲光報警的方式，在這個過程中還要注意將現場人員進行撤離，并做好礦井的通風工作，同時還要求作業人員必須采取安全防護措施進行作業，以免危險發生。因此，綜合信息化監控系統對煤礦瓦斯報警系統有很大的影響作用。
2．2綜合信息化監控系統對礦井人員定位系統的監測
建立以災害預防、事故救助、電子信息化管理為主要目的的信息化、智能化礦井，煤礦礦井人員定位跟蹤系統被廣泛應用于煤礦的井下作業過程中。這種系統采取井下環網傳輸平臺進行信號傳輸且攜帶方式是比較簡單的，可以放在儀器上，然后通過綜合信息化監控系統對其所處的位置、工作狀態進行信息收錄。根據煤礦井下作業實際情況，例如，如果操作方法不當，可能出現爆炸和冒頂等事故需要救援，井下作業人員只需按下救援按鈕便可通知調度室安排實時救援。這樣就可以在有危險發生時能夠通過綜合信息化監控系統對礦井人員位置進行識別，然后對井下情況進行判斷，這樣可以提高采取應急措施的速度，從而保障人員安全。該系統可以自動完成入井人員精確定位、運行軌跡、雙向呼叫、險情報警等功能，并將井下人員動態信息及時、準確的反映到我公司地面計算機控制中心，為礦井實施井下人員安全監控、跟蹤定位和預防安全問題發生起到積極作用。運用綜合信息化監控系統的完整性和靈活性，對井下的情況進行監控，來實現煤礦礦井的信息化管理，以提高煤礦生產安全。
2．3綜合信息化監控系統對斜井運輸的監測
在近幾年來，由于在煤礦礦井斜井運輸的過程中經常會發生人員傷亡的事故，給煤礦的安全生產帶來嚴重的困擾和危害。從一定意義上來說，這些事故的發生多數是由于人為因素造成的，如果在斜井運輸的過程中能夠按照行車不行人、行人不行車的規定，那么就不會發生安全事故。但是如果人員沒有按照相關規定在斜井巷道中行走，很可能會發生危險。因此，針對這個問題，很多煤礦企業的解決辦法是利用現代信息技術，對煤礦安全系統進行監控，在這個過程中，可以利用視覺傳感器，通過對斜井巷道進行檢測和分析，當有危險因素侵襲時，報警系統就會發出警告，這樣就可以預防事故發生。
3煤礦安全生產管理措施
3．1提高煤礦安全生產管理人員素質
1煤礦安全生產和管理人員的素質有很大關系，發現問題，并及時解決問題，是管理人員的職責，煤礦安全生產管理人員自身素質如何，直接關系煤礦安全生產工作的成敗。因此，在煤礦安全生產管理過程中，作為管理者要對自己的工作負責，同時還要起帶頭作用，要努力將工作做到煤礦安全生產的一線，讓一線以及煤礦企業的所有人都能充分意識到安全生產的重要性。2運用先進的信息化技術進行指導，隨著我國科學技術的發展和進步，信息技術的更新，無論是日常的生活還是生產實踐，引用現代化的信息技術，例如綜合信息化監控系統的應用，應用于我國煤礦生產企業中，可以對煤礦生產狀況進行監控，可以預防危險發生，對煤礦安全生產管理具有重大作用。
3．2加強綜合信息化監控系統的創新
加強綜合信息化監控系統的創新，是信息技術的進一步發展需要，也是現代化煤礦安全生產更高的要求，及時解決煤礦生產中的各種問題，推進煤礦企業向信息化管理方向邁進，同時還要提高機械化作業水平，對信息處理方法進行更新，以提高煤礦安全生產效率。
3．3采用先進的、科學的信息化監控系統
在煤礦生產過程中要加大資金投入，這樣可以購買比較先進的、科學的信息化監控系統，只有不斷提高信息化監控系統的應用水平，才能強化煤礦生產管理，才能將煤礦安全生產管理工作真正的落實到位。
4總結
煤礦安全監控系統的研究范文4
【關鍵詞】煤礦；安全監測監控系統；對策
0.引言
我國煤炭資源豐富，但開采條件復雜，自然災害嚴重，47%的礦井屬于高瓦斯或瓦斯突出礦井。在當前煤炭市場需求旺盛的推動下，部分煤礦存在突擊生產或盲目超產現象，造成近幾年礦井安全事故發生率居高不下。為保障煤礦的安全生產，除進一步加強煤礦安全管理意識外，關鍵是建立煤礦井下安全監測監控系統，形成煤礦井上、井下可靠的安全預警機制和管理決策信息通道。所以當前現代化礦井的生產不僅要解決煤礦生產過程中存在的安全問題、生產自動化的問題、又要了解各種與生產經營相關的信息。建立安全生產、調度和管理網絡系統，對井上、井下安全生產全面了解，靠及時準確的信息指揮生產和防止各種事故的發生，已成為煤礦設計工作必須解決的問題。
1.煤礦安全監測監控系統的內涵和作用
礦井安全監測監控系統是傳感器技術、信息傳輸技術、計算機應用技術、電氣防爆技術和控制技術等多種技術在礦井安全生產監控領域應用的產物，對保障煤礦安全生產，提高生產效率和機電設備的利用率都具有十分重要的作用。礦井安全監控系統一般由三部分組成：①中心站（包括應用軟件、計算機及設備）；②信息傳輸裝置（包括傳輸接口、分站、傳輸線、接線盒等）；③傳感器和執行裝置。具體來講，煤礦安全監控系統是指對煤礦的瓦斯、風速、一氧化碳、煙霧、溫度等環境參數和礦井生產、運輸、提升、排水等環節的機電設備工作狀態進行監測和控制，用計算機分析處理并取得數據的一種系統。安全監控系統可以為各級生產指揮者和業務部門提供環境安全參數動態信息，為指揮生產提供及時的現場資料和信息，便于提前采取防范措施。另外通過對被測參數的比較和分析，系統可以實現自動報警、斷電和閉鎖，便于制止事故的發生或擴大；在發生事故的情況下，能及時指示最佳救災和避災路線，為搶救和疏散人員、器材，提供決策信息。
2.安全監測監控系統目前存在的問題
2.1通信協議不規范，可集成性差
因為沒有一個符合礦井電氣防爆等特殊要求的總線標準，所以現有生產廠家的監控系統的通信協議幾乎都采用各自專用的，互不兼容。不同廠家產品之間缺乏互操作性、互換性，因此可集成性差，不易于系統功能擴展。在使用中，個別系統雖經多次升級改造，仍不能實現系統資源的有效共享，形成了一個個獨立的“信息孤島”，嚴重阻礙了礦井安全生產管理水平的進一步提高。
2.2傳感器質量和性能
安全監測監控系統配接的甲烷傳感器和CO傳感器已成為礦井瓦斯綜合治理和監測煤炭自燃發火災害預測的關鍵技術裝備，并越來越受到使用單位和研究人員的普遍重視。但在現場使用中，雖然系統主機、分站以及軟件已經不斷進行升級，但國產安全檢測用的傳感器幾乎全部采用載體催化元件，長期以來我國載體催化元件一直存在使用壽命短、工作穩定性差和調校期頻繁、靈敏度漂移以及制作工藝水平低等缺點，嚴重制約著礦井有害氣體的正常檢測。另外《煤礦安全規程》中對甲烷傳感器的調校有嚴格的規定，調校工作需要專用器具和標準氣樣，對調校人員的技術水平有一定的要求。很多煤礦往往由于缺乏專業技術人員等原因而不能按時對系統進行維護和調校，甚至從不調校，嚴重制約了礦井有害氣體的正常檢測。
2.3現場管理和維護水平欠缺
盡管我國各省市煤炭管理部門都強制性要求各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監測監控系統，而且近幾年再次加大了對礦井安全生產的管理力度，但一些地方國有煤礦，特別是鄉鎮小煤礦，多數由于缺乏專業技術人員而不能正常使用和維護已裝備的系統，甚至對系統配接的傳感器根本不進行調校。另外，在大多國有煤礦還存在著監測監控方面的管理制度不夠健全、對已經存在的監測監控管理制度執行不嚴、對監測監控系統的監督管理不到位等問題，嚴重地制約著安全監測監控系統的正常運行。
2.4診斷功能有待加強，系統的可維護性低
現場設備在線故障診斷、報警、記錄功能不強，現場設備的遠程參數設定困難，影響系統的可維護性。作為管理維護監控系統的輔助手段，部分系統只能對系統的通訊狀況診斷，不能詳細地判斷故障的性質和故障點。但實際工作中要求能迅速判斷出分站、傳感器或電纜故障之間，或短路報警與真實超限之間的區別，為維護人員提供故障的類型和方位，以便于迅速處理故障地點。
3.提高安全監測監控系統良好運行的措施
3.1加強技術培訓，完善管理制度
監測監控系統維護要求非常嚴格，所以在日常監測管理工作中采取多種形式提高維修人員的維修技術和操作水平，每月應組織理論和實踐的學習，對新調入的安全監測員，重點加強對其基礎知識的學習和培養，合理利用售后服務和兄弟礦井相互指導的便利條件，確保礦井監測系統維護的順利進行。另外要建立細致嚴謹的管理制度，及時完善有關監測監控管理的規定和制度，有效提高相互監督、相互預警的能力。
3.2規范監控系統統一通信協議
通信協議不規范將造成設備重復購置、系統補套受制于人和不能隨意進行軟硬件升級改造等后果。為了改變標準不統一的局面，國家出臺了很多規范性規程和標準對監控系統及信息傳輸協議等進行規范，如《礦井安全監控新標準、新規程匯編及礦井安全監控系統設計與選型手冊》等。建議各監控系統統一通信協議，統一采用SQL數據庫，采用統一數據格式，這樣可以很方便對系統進行維修、補套、升級，也可以很方便的建立礦、公司（礦務局）兩級數據存儲中心，并與上級監管系統聯網，實現系統資源共享。
3.3研究和開發高品質的傳感器
國產安全檢測用甲烷傳感器幾乎全部采用載體催化元件，嚴重制約著礦井瓦斯的正常檢測，與國外同類傳感器比較差距較大。所以國家科研院所應加大科研投入力度，進一步提高傳感器應用的可靠性。
3.4發展專家診斷、專家決策系統軟件
科研院所應開發專家診斷、專家決策系統軟件。專家診斷應具有對故障的智能分析、判斷功能，改變系統自檢功能單一、簡單的情況。在發生事故的情況下，能正確指示最佳救災和避災路線，為搶救和疏散人員、器材提供決策。
隨著現代通訊技術和計算機技術的發展，高性能的煤礦監測監控系統在我國有著廣闊的前景。安全監測系統是生產、安全及管理方面的一個實時監控系統，通過本系統可以使管理層快速、及時、準確地獲取生產相關數據，提高決策的科學性，從而避免或減少因決策失誤而造成的安全事故和財產損失。
【參考文獻】
[1]趙延明，高軍.煤礦安全監控系統的現狀與發展[J].煤礦機電，2007，（3）.
煤礦安全監控系統的研究范文5
1國內監測監控系統的現狀
雖然目前監測監控系統在煤礦安全生產中還發揮著一定的作用，但是已經不能滿足當前形勢下煤礦安全生產對安全監測監控系統提出的要求，監測監控系統存在的問題主要體現在以下幾個方面。1)異地斷電不可靠。監測監控系統最基本的也是最重要的兩個功能就是監測與監控。當監控系統實現異地斷電時，地面主機巡檢井下監控分站采集到傳感器數據后，地面主機再將傳感器的超限信息發給另外一個分站，另外一個分站收到斷電信息后實施斷電。由于系統采用主從式結構，井下分站級設備與地面主機通訊采用的是低速串行接口，異地斷電發生時，系統不可回避的一個指標就是系統巡檢周期，巡檢周期的長短決定著系統異地斷電控制時間的長短。同時，由于異地斷電由地面主機實現控制，一旦地面主機無法與井下監控分站通訊時，監控系統的異地斷電將無法實現，嚴重影響煤礦安全生產。2)傳感器的工作距離短。隨著煤礦開采的進行以及大型煤礦的開采，工作面的長度不斷增加，目前長度在3000m以上的大型工作面已經見諸于多個煤礦。AQ6201－2006標準4．7．10條對最大傳輸距離做了以下規定:傳感器及執行器至分站之間的傳輸距離應不小于2km。目前多數監控系統的傳感器到分站的距離均只能滿足2km的要求，當傳感器到分站的長度超出2km距離時，傳感器已經無法正常工作。3)系統數據傳輸效率低。監控系統的傳感器會對井下的環境參數進行實時采集，分站將傳感器的所有實時數據傳送至地面主機。分站上傳到地面主機的數據中幾乎大于80%的數據都是重復無效的數據，系統的數據總線上傳輸的實時數據中只有20%的有效內容，過多的無效數據使得系統數據傳輸的效率極低、系統的實時性受到影響。4)系統數據利用率低。目前多數監測監控系統軟件功能實現了多數據的最基本處理，沒有對數據系統充分利用，沒有開發專家診斷、專家決策系統軟件，在數據異常時，不能為管理人員提供決策分析。5)系統電源的維護無法合理實現。由于煤礦安全監測監控系統的重要性，監控系統的供電電源很少情況下會被中斷，系統電源的蓄電池一致工作在浮充狀態，長期工作與浮充狀態下的后備蓄電池的實際容量會下降、使用壽命會縮短，當系統需要后備電池真正工作的時候卻無法滿足額定時間內的供電需求。目前監控系統后備電源管理維護功能的缺失，使得監控系統存在著一個很大的安全隱患。6)缺少故障診斷功能。監控系統設備種類較多，在礦井下分布較廣，而且井下環境比較惡劣，設備容易受溫度、粉塵、潮濕、電磁輻射等環境的影響，監控系統的設備不可避免地會出現故障。監控設備沒有故障自診斷功能，甚至無法對自身的運行狀態進行表述。7)系統使用不方便。煤礦安全監測監控系統的設計、安裝、管理和維護都有明確的要求。但是在實際配置、安裝的過程中，存在多方面的問題。首先，煤礦企業技術人員技術水平參差不齊，就業門檻低，人員調動較頻繁。其次，實際配置過程中的地面技術人員與井下現場安裝人員溝通過程極易出錯。最后，井下安裝人員在井下選擇分站、選擇分站端口的正確性和接線的正確性也難以保證。
2安全監控系統的發展趨勢
煤礦安全監控系統的研究范文6
關鍵詞：傳感器；設備監控；煤礦信息；UWB；精準定位
煤礦設備監控系統對保障煤礦安全生產起到了顯著的作用，通過對系統的集成可以實現對井下水害、火災、瓦斯及其他有毒有害氣體的分級報警和預測。其中，礦用傳感器作為一種測量系統，是安全監控系統中的重要組成部分，其準確與否直接影響實測數據的準確性[1]。隨著礦山規模的提高，高河煤礦現有設備監控系統已經很難適應現代化礦井的需求，因此需要進行一定程度的升級改造。
1高河煤礦監控系統存在的問題
煤礦安全監控系統中，很多問題都與傳感器的優劣有直接關系。設備傳感器的本質是測量工具，如對瓦斯濃度、CO2濃度、空氣溫/濕度的測量，都是依靠傳感器進行數據信號的傳遞[2]。傳感器在井下獲得數據后，對數據按一定的規律編譯為電信號再傳遞至工作面監控中心，進而讓技術人員對生產安全情況有更深的了解。但隨著生產規模的加大，一些老式傳感器的問題逐漸暴露，總結如下：
1.1無效數據無法有效識別
在對煤礦生產的監控過程中會有偽數據產生。偽數據通常由以下兩種情況產生[3]：1）當傳感器處于調校狀態或所調校氣體濃度超過警戒值時。2）當設備出現故障、元件失效異?；螂娐菲茡p、受潮時。偽數據通常是無效數據，過多偽數據堆積會造成高河煤礦安全監控系統誤差率的增大，并使空間占用率高居不下，同時影響系統對有效數據的判斷。
1.2信號傳輸效率慢
高河煤礦屬于大型國有煤礦，井下工作面巷道超過數千米，根據規定監控分站還無法設置在工作面回風巷內，雖然采取了增加電纜截面積等擴容措施，但仍無法滿足信號傳輸距離的要求，效果不明顯。
1.3系統安裝使用復雜
高河煤礦設備監控系統存在如下問題：1）調試不便：由于系統需要對礦井全覆蓋，監控終端與傳感器數量龐大，分站與傳感器的間距從幾百米至極千米不等，加上井下工作環境復雜，對設備的調試工作造成一定障礙。2）安裝煩瑣：對傳感器的安裝需要與地面進行實時溝通，首先將傳感器連接到分站傳輸總線端口，然后在地面監控系統對傳感器屬性進行配置，如果發生配置不符、端口與接線不一致的情況，則會導致傳感器無法準確識別、報警點偏差等情況，從而影響系統對數據真偽的判定，埋下安全隱患。
1.4故障診斷功能簡單
煤礦安全監控系統組成部分復雜，硬件涉及較多，當分站、傳感器出現故障或電源不穩定時都需要進行及時診斷。但由于現有設備自行診斷功能簡單，需要人員下井排查，從而耽誤了企業的正常生產。
2高河煤礦設備監控系統升級改造措施
2.1傳感器的升級優化
井下設備傳感器的防護等級均升級到了IP65，從防塵和防水兩個方面進行了優化提升，減少了傳感器誤報警發生的概率。在配置方面，達到如下功能：1）實現了數字化傳輸，提升了系統性能指標，讓安全監控系統數據傳輸和動作響應更加快速、靈敏、可靠。2）新增了自我診斷、自我評估功能，在系統配置不正確時，能夠及時提醒操作人員進行修正，并能夠避免因誤操作導致的誤報警事故發生。3）多系統融合，與精準定位系統、應急廣播系統實現了應急聯動。
2.2UWB精準定位系統的使用
高河煤礦在定位系統方面升級了最新研發的KJ464型精準定位系統，其由地面服務器、交換機和地下分站、傳感器定位孔組成，其架構如下頁圖1所示，并與省級事故風險分析平臺成功接網。該系統采用了UWB的定位技術，實現了井下所有巷道的信號“全覆蓋”，實現了對井下人員目標的“全程、實時、連續、厘米級的精確定位跟蹤”，同時實現了對井下人員的“實時雙向無線尋呼”。該系統能夠準確監測任意時刻、任意地點的人員、車輛位置，以快速搜索人員、車輛的具體精確位置和運動狀態。
2.3工業視頻監控系統
在視頻監控方面升級了?？低旾VMS-8800型工業視頻監控系統，系統采用數字信號傳輸，視頻信號經過礦井萬兆工業以太環網傳輸至調度中心，網絡傳輸協議為TCP/IP協議，同時通過萬兆環網接收來自調度中心的控制信息，來控制攝像機的各種動作及變焦等功能，覆蓋整個礦井。系統對視頻數據信號存儲時間超過7d，可以同時監看多路不同的圖像，實現了對攝像儀的遠程控制、回訪和警視聯動功能，最終與省級事故風險分析平網運行。高河煤礦安全監控系統聯網示意圖，如圖2所示。
3監控系統的未來發展
3.1物聯網技術的應用
礦用物聯網技術，可以對全礦井的動/靜目標實現有效管控和人機環動態閉鎖。例如對重大設備的生產、運輸、儲存、使用和維護進行全程跟蹤管理，并在設備出現故障時進行自我診斷，因此可以在煤礦安全生產和應急救援方面提供有效的信息保障。
3.2煤礦一體化通信技術的應用
煤礦一體化通信技術在日常生產調度和應急通信方面具有廣闊的前景。通過研究有線/無線的一體化通信系統，對語音、文字、視頻等多媒體信號進行編譯，使生產調度更加便捷、報警聯動更為及時、應急呼叫更加準確、避險與位置監測更有效。
3.3無人工作面技術的應用
采掘工作面是煤礦事故的高風險地點，如何通過設備代替人工，從根本上降低作業人員的數量是減少事故發生危害的根本方法。目前智能化礦山的建設已經提出，采煤工作面需做到對回采巷道的遠程遙控和記憶割煤。近年來，很多科研院所正在進行自動識別煤巖的技術攻關，將來還會對支護設備、采煤設備、煤炭運輸設備進行精準定位，無人化工作面的技術發展將大有可為。
4結語
結合高河煤礦設備監控系統現存問題和目前智能化礦山建設的分析，提出了如傳感器的升級優化、精準定位系統的更新、工業視頻監控的改造等具體措施。通過一系列改造工程的實施，不僅促進了安全監控多元融合和信息共享，還實現了監控數據的深度分析和綜合利用。下一步將對不同廠家生產的敏感元器件在信號模式、接口協議和數據通信等方面制定統一標準，進一步提高煤礦安全預測預警水平。
參考文獻
[1]孫繼平.AQ1029—2017《煤礦安全監控系統及檢測儀器使用管理規范》（報批稿）[J].工礦自動化，2017，43（6）：87-94.
[2]鄒哲強，張立斌，蔣澤，等.煤礦監控系統產生偽數據的原因和應對措施[J].工礦自動化，2013，39（9）：1-4.
