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【摘 要】煤矿安全生产监测监控是预防矿井发生安全生产事故的主要措施之一,随着国家对煤矿安全生产工作的日益重视,煤矿安全生产监测监控系统也越来越体现出其重要性.本文从煤矿安全生产的监测监控方面对系统的组成和功能进行了介绍,并简述了监控系统设备的选型原则.
【关 键 词】监测监控,煤矿安全,系统,选型
煤矿安全监测监控系统是以通信技术和计算机网络技术为基础,并与煤矿安全生产的实际情况相结合建立的一套集信息采集、传输、管理、控制于一体的综合信息管理系统.煤矿安全监测监控系统可接入各种类型的开关状态传感器和模拟量传感器,能够对各种机电设备、局部的生产环节和生产过程进行实时监控以及接收工业摄像机的图像并对摄像头进行遥控.监测系统具有很强的数据处理和分析能力,可对监测数据进行汇总并生成统计报表以及进行趋势分析,最后以动态图形、曲线或表格的方式输出显示.
1.系统功能
1.1在线监控
煤矿安全监测监控系统以图像方式对传感器的工作状态以及井下生产设备的工作情况进行实时监控.图像中可以观测到每个传感器实时的瓦斯浓度以及设备的开关状态,并可在瓦斯浓度超限时发出报警,通讯中断时则会有相应的提示.
1.2瓦斯超限报警及断电
瓦斯浓度直接关系到煤矿生产的安全性,系统具有对实时的瓦斯浓度以及变化趋势等相关数据的分析处理能力,并可根据数据自动生成相应图形并发出超限警报并切断所监测工作面的电源.
1.3曲线分析
可对煤矿的瓦斯状态进行数据查询,并能生成针对单个瓦斯传感器数据的图形曲线.
煤矿监测中心站可对系统终端进行控制,并在监测内容发生变化时对终端做相应修改.数据处理和转发：监测中心站可集中处理和分析采集来的数据,并将处理过的数据传送给数据请求者.
2.系统的组成
2.1矿井调度通讯系统
考虑到监测系统的的扩展性以及矿井生产调度的实际需要,一般应在调度台配置大约500部的数字程控调度交换机,调度室应设置一台装有15英寸大小调度操作用液晶触摸屏的调度台.
2.2矿井生产监测监控系统
矿井生产监控系统主要由以下几个子系统构成：矿井提升监控子系统、矿井生产设备监测子系统、井下机车调运监控子系统、变电所监控子系统、选煤厂及储装运输监测子系统、地面煤仓煤位及地面煤流量监控子系统、矿井人员定位系统、煤泥矸石电厂监控子系统,每个子系统都可作为以太网的节点与以太网的网络交换机连接,并向调度系统传输各生产环节的实时数据.
2.3矿井安全监控系统
矿井安全监测系统不仅能对甲烷、风速、温度、负压、一氧化碳等参数进行监测,还能对通风设备、压风、采掘工作面等各生产环节的工作情况进行监控,采集的数据可在井上或井下使用计算机进行处理和分析,实现对设备、环境、局部各生产环节的全方位监测,该系统也和其他子系统一样与以太网网络交换机相连接.
2.4火警自动报警系统
系统采用区域式报警系统,在煤矿的各个工作场所安装火灾显示盘或者区域火灾报警控制器.消防控制中心与火灾显示盘或区域火灾报警器采用通信线连接,一般应设在办公楼的一楼,使用以太网与调度指挥中心的主交换机通讯.
2.5调度中心站
调度中心站是整个综合调度监测系统的核心,主要配备工业电视系统的电视墙以及大屏幕显示系统；调度通讯系统的调度操作触摸屏以及数字程控交换机；网络交换机和网络服务器；调度系统的显示终端和显示触摸屏以及LED电子显示屏、生产监控系统相关的子系统终端设备.安全生产监控系统的各子系统经由交换机与服务器相连接,交换实时数据,并将图表和相关数据显示在电视系统的大屏幕上,并可用操作触摸屏进行调度.
2.6人员定位系统
人员定位系统在井下所有人员可能通过的通道中配置若干个信号收发器,并且将它们通过通信线与调度中心站的服务器相连接,具体位置和数量根据现场实际情况和要实现的功能而定.同时,在下井人员携带的矿灯上安装一个信号感应器,只要井下人员接近安放在坑道内的信号收发器时,信号收发器就会马上感应到信号并上传至调度中心,这样服务器就可判断出具体信息,并将其显示在调度中心的大屏幕上并做好备份.系统不仅可以整理出下井人员的出勤报表,一旦出现还可根据电脑中人员的分布信息,快速识别出遇险人员的位置和人数,提高抢险效率.
3.系统选型原则
3.1地面中心站和井下分站的选择
地面中心站一般应选用最新型的工控机.
系统在瓦斯浓度超限断电时,井下分站应能在现场正常进行作业,这时隔爆型电气设备必须断电.本安型分站相对隔爆型分站更安全,适用范围更广,能够真正满足在断电情况下系统正常工作的要求.因此,高瓦斯矿井一般应选用本安型分站,而隔爆型分站可用于低瓦斯矿井以节约投资.
3.2通信方式选择
煤矿通信方式应首选现场总线,以实现最大限度的自动化.现场总线采用双向多点的通信方式,还可根据使用地点的不同选用不同的传输介质和拓扑结构.此外,现场总线为开放式的互联网络,采用统一的协议标准,方便不同的厂家设备接入同一网络.
3.3瓦斯传感器的选择
（1）类型选择
国内煤矿一般使用红外线和催化燃烧型（黑白元件）两类传感器.
红外传感器安全可靠、全量程、耐冲击、使用寿命长,可在规程允许的时限内进行校正,所以红外传感器适宜使用于高瓦斯矿井.红外传感器探头应安置在灰尘较少处,并要对探头过滤器进行定期更换.
催化燃烧型传感器价格便宜,但量程有限,每1～2周需校正一次,且使用寿命短.在遭受高浓度瓦斯冲击时,硫化氢还可使传感器中毒,使传感器损坏.因其可靠性不高,所以其使用范围受到了限制.
（2）校正方法选择
在线气样校正法无需专职人员负责,采用自动校正设备,可以定期进行通气校验.但要求设备成本较高,适于在高瓦斯矿井中使用.而人工气样校正法需专职人员携带工具和气样进行定期校正,设备成本较低.但人工成本高,适于在低瓦斯矿井中使用.
3.4断电方式选择
采用中心分站控制断电和智能型传感器就地断电相结合的方式,智能传感器可在瓦斯超限时,向断电设备发送断电信号,大大提高了断电系统的可靠性及其反应速度.对于高瓦斯矿井或者有瓦斯泄露危险的掘进面,应配置与断电的控制单元相结合的智能型瓦斯传感器,实行就地断电.
4.结语
综上分析,监测监控系统能够收集各种与生产经营有关的数据,并建立了有助于调度、管理、安全和生产的网络系统,对煤矿的各生产环节进行实时监控,为调度中心和煤矿领导提供准确及时的信息来指挥生产和进行决策,并能有效预防瓦斯爆炸等矿井灾害事故的发生,为煤矿的安全生产起到了保驾护航的作用.