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摘要：在礦井生產中，實現對瓦斯涌出和濃度變化的有效監測是確保礦井生產安全的重要手段。以此為著手點，針對煤礦瓦斯遠程監控系統開展設計分析。在對瓦斯遠程監控系統進行總體構成分析的基礎上，從硬件設計和軟件設計兩方面對瓦斯監測系統開展分析探究，希望能夠為其他礦井相似工程的開展提供借鑒與參考。
關鍵詞：礦井；瓦斯遠程監測；系統設計；硬件設計；軟件設計
0引言
在井下煤炭回采過程中，瓦斯作為必然的伴生物，一直是威脅井下作業人員生命安全和井下回采作業正常有效運行的重要因素[1]。有鑒于此，設計行之有效的礦井瓦斯遠程監控監測系統，以實現對井下瓦斯涌出情況的有效監測，及時發現和有效排除瓦斯安全隱患，保證礦井生產能夠安全、規范進行。
1遠程監控系統設計分析
井下瓦斯監控系統的構建基于傳輸網絡和傳輸設備，其中，傳輸網絡主要指拓撲網絡，傳輸設備主要指服務器和網絡交換機[2-4]。
1.1傳輸網絡
井下瓦斯遠程監控系統將計算機作為構建傳輸網絡的依托[5]，由各個網絡節點與通訊鏈條相互構成，其各結點的連接采用拓撲結構，最為常見的拓撲結構主要包括星型結構、環形結構和總線結構。
1.2網絡交換機
系統網絡交換機選用以太網交換機，整個網絡運行的寬帶借由交換機送至各工作區域。交換技術選用端換、信元交換和楨元交換3種形式，以滿足井下不同作業環境的使用需求，確保信息傳輸的有效性，保障傳輸質量。1.3服務器服務器主要指用于向各個工作區域工作者提供網絡服務的計算機裝置。由于礦井瓦斯監控系統的服務器必須長時間持續運行且需要對監控數據進行實時的有效存儲，所以，必須選用穩定性強且運行質量高的服務器。
2遠程監控系統設計原則與依據分析
2.1設計原則
2.1.1安全性和穩定性
瓦斯遠程監控系統設計使用的硬件裝置必須能夠充分保障整個系統運行中的網絡數據安全，同時，當同步在線服務端設備較多時，網絡硬件設施必須能夠有效承載多設備運行，維持系統運行的流暢度和有效性。
2.1.2管理與維護的便捷性
鑒于井下生產作業環境的復雜性和惡劣性，瓦斯監控系統在井下的使用不可避免會遇到各種問題。針對運行故障，系統應當具備一定的自檢功能，實現對故障類型和位置的快速診斷判定，并能夠自行提供一定的指導，以便于快速修復故障。
2.2設計依據
井下瓦斯遠程監控系統的構建必須實現對整個礦井生產場所的全覆蓋，同時，各個工作區域之間要能夠進行快速、高質的信息交互，便于作業技術人員實時指導井下生產，提升作業效率和有效性。整個礦區預計共需布設瓦斯監測站點3個，各站點之間具備2M流量的物理隔離，確保在滿足系統整體網外運行需求的同時，各監測點具備獨立的2M網絡，以保證站點內運行的流暢性和有效性。
3遠程監控系統硬件設計分析
此次所設計的瓦斯遠程監控系統選用SDH設備（光傳輸設備）作為系統主干傳輸線路。
3.1硬件設計思路
3.1.1便于管控
SDH設備（光傳輸設備）歷經多年的發展升級，相關技術已經十分成熟完備，將其應用到遠程監控系統中，只需確保網絡資源使用的合理有效，便可確保各個工作區域之間遠程通訊的高質、高效。
3.1.2留有一定的升級拓展空間
隨著礦井井下生產的持續進行，回采作業的深度與廣度均會持續增加。在這種情況下，井下瓦斯遠程監控點的數量必然會隨之增加，這就需要在監控網絡設計搭建之處預留一定的升級拓展空間，以便于滿足后期監測點的增設需要。
3.1.3具備較高的服務質量
所設計的監控系統必須具備高標準的多媒體設備，可提供多媒體服務。
3.2具體設計分析
3.2.1主干網路設計
主干網絡概指由地面監控總站所發出的網絡，其主要包括傳輸網構架和節點兩部分，運行時通過光纜進行信號傳輸。同時，為了保證信號運行的穩定性，還需增補適量的STM-1數據信號，其所用主服務器為xSERIES460型。
3.2.2二級網絡
二級網絡主要指自監測中心向各個監測點發出的網絡，其與下級監測點的連接選用并聯的方式，這不僅能夠提升有源網絡運行的靈敏度，還能最大程度確保系統信號傳輸的穩定性。所選用的二級網絡設備為OTS-A04型光端機，其不僅結構簡單、穩定性強、體積小巧，還具備集控功能，可有效適應多種作業環境，適用于井下復雜環境的網絡小容量交換。
4遠程監控系統軟件設計分析
4.1數據采集
礦井瓦斯遠程監控系統運行的主要功能是對井下作業時的瓦斯濃度進行監測，主要采集的數據包括CO濃度、瓦斯濃度、風速等，采集到的數據需實時傳輸至地面控制站，通過中心服務器的分析研判后，發出相應的應對指令，以指導井下生產。
4.2數據傳輸
監測所得的各項數據通過監測傳感裝置導入客戶終端，經過客戶終端配套軟件的處理識別后，篩選需要上報的有價值信息傳輸至上一級。
4.3信息反饋
遠程監控系統實時反饋所得數據，依照上述步驟傳輸至服務終端后，由服務終端對傳入的數據進行辨識、分析，最終做出研判。研判結果與預設的預警閾值進行比對，當其處于安全范圍時，相關數據轉入歷史數據庫；當數據超出預警閾值時，系統會立即發出安全預警信號，并逐級反饋至監測點報警，提醒作業人員及時處理，同時，通知相關數據轉入歷史預警數據庫，形成預警日志，為今后的生產提供數據支持。
5結語
瓦斯作為煤礦井下生產中不可避免的伴生產物，一旦在回采作業面或巷道中大量聚集，便會威脅生產安全和工作人員的生命健康。因此，加強對井下瓦斯涌出情況和濃度的有效監測，是預防瓦斯事故、提升作業安全的必要保證。礦井管理者必須高度重視相關問題，在礦井生產中積極組織力量，結合生產實際，研發具有針對性的瓦斯遠程監控系統，實現對瓦斯的有效監控，為生產安全提供有力支持。
參考文獻：
［1］丁笑.瓦斯智能抽采監控裝備及技術研究［J］.機械管理開發，2019，34(6)：117-119.
［2］李慧，羅會，王靜燕，等.基于ZigBee的煤礦井下通風設備遠程監控系統研究［J］.煤炭技術，2018，37(8)：182-184.
［3］伊廣璐.闡述煤礦井下瓦斯遠程監控系統的功能及相關設計分析［J］.科技展望，2015，25(27)：160.
［4］呂欣，周曉山.基于物聯網的井下瓦斯泄漏的遠程監控平臺設計［J］.現代電子技術，2016，39(14)：135-138.
［5］劉會景.基于工業以太網和信息融合煤礦遠程監控系統的研究［J］.煤炭工程，2015，47(11)：36-38.
［6］賈愛芳，梁逸群.組態王6.53在煤礦瓦斯遠程監控系統中的應用［J］.晉城職業技術學院學報，2014，7(4)：66-68.
作者:楊威 單位:霍州煤電集團有限責任公司
