煤矿安全监测监控系统应用中的问题与

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【摘 要】煤矿安全监测监控系统对保障煤矿安全生产,提高生产效率和机电设备的利用率都具有十分重要的作用.目前,我国煤矿安全监测监控系统存在着传感器质量不高、通信协议不规范、防雷击能力差和现场管理和维护不到位等问题,要改善煤矿安全监测监控系统应用的状况,需要分别这些问题采取适当的措施.

【关 键 词】煤矿安全监测监控；传感器；通信协议

前言

近年来,随着国家对煤矿安全生产的要求不断提高和企业自身现代化建设的需要,我国各大、中、小型矿井都陆续安装了煤矿安全监测监控系统.安全监测监控系统为各级生产指挥者和业务部门提供了环境安全参数动态信息,通过对被测参数的比较和分析,为预防灾害事故提供技术数据,便于提前采取防范措施；通过对被测参数实时有效的控制,及时实现自动报警、断电和闭锁,便于防止事故的发生或扩大；在发生事故的情况下,能及时指示最佳救灾和避灾路线,为抢救和疏散人员、器材等提供决策信息.煤矿安全监测监控系统的应用对改善我国煤矿的安全状况,提高煤矿生产效率和现代化水平起到了重要作用.

1煤矿安全监测监控系统概述

矿井安全监测监控系统是传感器技术、信息传输技术、计算机应用技术、电气防爆技术和控制技术等多种技术在矿井安全生产监控领域应用的产物,对保障煤矿安全生产,提高生产效率和机电设备的利用率都具有十分重要的作用.具体来讲,煤矿安全监控系统是指对煤矿的瓦斯、风速、一氧化碳、烟雾、温度等环境参数和矿井生产、运输、提升、排水等环节的机电设备工作状态进行监测和控制,用计算机分析处理并取得数据的一种系统.矿井安全监控系统一般由三部分组成：（1）传感器和执行装置；（2）信息传输装置（包括传输接口、分站、传输线、接线盒等）；（3）中心站（包括应用软件、计算机及设备）.

2我国煤矿安全监测监控系统存在的主要问题

2.1国产传感器质量不高,与国外同类产品有较大差距

传感器的稳定性和可靠性是煤矿安全监测监控系统能否正确反映被测环境和设备参数的关键技术和产品.目前国内生产的用于煤矿安全监测监控系统的传感器主要有瓦斯、一氧化碳、风速、负压、温度、煤仓煤位、水仓水位、电流、电压和有功功率等模拟量传感器,以及机电设备开停、机电设备馈电状态、风门开关状态等开关量传感器.这些传感器的开发和应用基本满足了煤矿安全生产监测监控的需要,但国产传感器在使用寿命、调校周期、稳定性和可靠性方面与国外同类产品相比还有很大差距,某些传感器（如瓦斯传感器）的稳定性还不能满足实际需要.与国外同类传感器比较差距较大,其主要问题表现在：

（1）抗中毒性能差.我国大多数煤矿井下空气中含有微量硫化氢气体,其分子比较大,吸附在检测元件表面或与元件反应,能阻止甲烷气体接触催化剂,使元件灵敏度下降.

（2）抗高浓冲击性能差.在巷道瓦斯涌出量大的情况下元件极度活跃,过度作用的结果造成零点漂移并使其对甲烷的催化性能下降.抗高浓冲击性能差是造成元件使用寿命低、稳定性差的主要原因.

2.2通信协议不规范,可集成性差

因为没有一个符合矿井电气防爆等特殊要求的总线标准,所以现有生产厂家的监控系统的通信协议几乎都采用各自专用的,互不兼容.不同厂家产品之间缺乏互操作性、互换性,因此可集成性差,不易于系统功能扩展.在使用中,个别系统虽经多次升级改造,仍不能实现系统资源的有效共享,形成了一个个独立的“信息孤岛”,严重阻碍了矿井安全生产管理水平的进一步提高.

2.3煤矿安全监测监控系统防雷击能力差

目前从煤矿安全监控系统发展看,生产厂家的注意力主要集中在监测与控制系统的性能指标上,对一些不常发生的系统安全问题则关注不够,因此在电路设计时没能给予充分的重视.如系统自身防雷击能力就不同程度地存在缺陷,有的装备未装设避雷器,有的避雷器不符合要求,当携带有大能量的雷电击中系统防雷能力较薄弱的通信传输线路时,尤其在击中有一定高度的架空传输线路后,尽管传输线路使用的是屏蔽线缆,并要求可靠接地（如果屏蔽效果不好,接地质量较差则更危险）,但雷电的危险能量仍能窜入线路中,并进入正在运行的设备,轻则造成设备（主机、井下分站）损坏,重则有可能因设备损坏造成电火花外漏,由电火花引起井下瓦斯或煤尘爆炸.

2.4现场管理和维护不到位

（1）对煤矿安全监测监控系统工程的设计审核和竣工验收不严,导致传感器安装数量不足.如：通风瓦斯参数传感器和风机开停、风门开关、馈电开停传感器设置不全或未设置,甚至对传感器的数量没按规定计算；对煤矿安全监测监控系统这样高技术含量的设备没有设立专门的管理机构和人员,忽略日常管理.对煤矿安全生产监测监控系统管理没有考核标准.

（2）传感器不能按规定进行调校,甚至出现传感器混挂、误挂,造成瓦斯超限不报警、不断电或发生错误报警断电.传感器得不到及时维修,厂家维护不能履行合同等.如传感器损坏一个普通元器件时也要购置一个新的传感器.

3应对策略

3.1研究高品质的传感器

国产安全检测用甲烷传感器几乎全部采用载体催化元件,严重制约着矿井瓦斯的正常检测,与国外同类传感器比较差距较大.所以国家科研院所应加大科研投入力度,进一步提高传感器应用的可靠性.

3.2规范监控系统统一通信协议

通信协议不规范将造成设备重复购置、系统补套受制于人和不能随意进行软硬件升级改造等后果.为了改变标准不统一的局面,国家出台了很多规范性规程和标准对监控系统及信息传输协议等进行规范,如《矿井安全监控新标准、新规程汇编及矿井安全监控系统设计与选型手册》等.建议各监控系统统一通信协议,统一采用SQL数据库,采用统一数据格式,这样可以很方便对系统进行维修、补套、升级,也可以很方便的建立矿、公司（矿务局）两级数据存储中心,并与上级监管系统联网,实现系统资源共享.

3.3煤矿安全监测监控系统防雷击措施

在地面中心站机房外被避雷系统保护的区域距中心站有一定距离的范围内,加装一级安全栅；在井下和地面分站到中心站的通信线路上,在距分站距离较近的安全地带也加装一级安全栅,用这两个安全栅来吸收线路上传来的雷电能量,即让雷电能量首先冲击安全栅,由安全栅负责将雷电能量及瞬间电压电流峰值限制在一个安全值内,然后再传到中心站计算机和分站计算机接口,这样就可解决雷击损坏设备的问题.

3.4加强技术培训,完善管理制度

监测监控系统维护要求非常严格,所以在日常监测管理工作中采取多种形式提高维修人员的维修技术和操作水平,每月应组织理论和实践的学习,对新调入的安全监测员,重点加强对其基础知识的学习和培养,合理利用售后服务和兄弟矿井相互指导的便利条件,确保矿井监测系统维护的顺利进行.另外要建立细致严谨的管理制度,及时完善有关监测监控管理的规定和制度,有效提高相互监督、相互预警的能力.

4结束语

积极推广监测监控系统的应用,实现煤矿安全生产是现代化煤矿企业应用新时期科技实现现代化安全管理的高效途径.伴随着软件系统技术的不断创新升级,监测监控系统逐渐渗透至各相关管理领域.在煤矿安全生产管理中,要全面贯彻实施监测监控系统,利用体系化、自动化技术有机协调煤矿安全生产管理,提高煤矿安全生产效率.为了使煤矿安全生产管理与时俱进的发展,应该加大推广监测监控系统的应用,同时加强系统的创新研发,不断延伸开拓监测监控系统的效用,为煤矿安全生产提供技术保障.