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煤矿安全监控系统现状及智能化发展研究

摘要：在当前的社会和经济发展过程中，对于煤炭的需求量较大，这也对煤矿企业的安全生产提出了更高的要求。煤矿属于高风险行业，煤炭开采作业过程大多是井工开采，基于生产空间的特殊性，这也对生产安全带来较大的挑战。因此在煤矿企业生产过程中，需要做好矿井通风和安全监控系统的安全管理工作，提高生产过程的稳定性、可靠性、安全性和有效性并为矿井生产效益和社会效益的提高打下坚实的基础。自2018年5月1日《智慧矿山信息系统通用技术规范》（GB/T34679—2017）标准实施以来，矿山企业正向着智能矿山建设迈开加速步伐。《智能矿山建设规范》的实施，将推动矿山企业实现数字化、信息化、智能化管控。文中从煤矿矿井通风系统及安全监控系统的意义入手，分析系统存在的问题，并进一步对优化矿井通风与安全监控系统及智能化建设的具体措施进行阐述。

关键词：安全监控；煤矿；智能化发展

引言

煤炭是中国重要的工业燃料，多是在地下开采，露天开采量很少。由于中国煤层多经历过地质构造运动，煤层赋存条件极其复杂，在开采过程中各种灾害频发。在煤矿各种灾害中，瓦斯灾害较为严重。为了实现更安全的开采，应该对煤矿井下的危险状况进行监测，实现灾害的预防和预报。随着科学技术的发展，一些监测监控技术被应用到煤矿安全生产中，极大地保证了煤矿的开采，例如瓦斯浓度在线监测技术、矿山压力实时监测技术等。然而，煤矿井下安全生产具有一定的复杂性，现有的监测监控技术也具有一定的复杂性，因此还需要对现有的技术进行改进。

1煤矿安全监控系统现状

1.1安全监控系统管理机制不完善

在当前煤矿企业生产过程中，尤其对低瓦斯矿井来说，安全监控系统管理机制不完善的问题普遍存在，严重影响了矿井的安全生产。同时矿井的工作人员因为自身工作能力不足，业务素质不高，对传感器位置挪移、吊挂、标校和误操作以及维护管理工作没有严格按照规范和相关要求进行，导致矿井内通风系统存在的问题得不到及时有效的解决，影响通风系统的正常运行，矿井的安全生产得不到有力保障。在当前煤矿安全监控系统的运行过程中，仪器设备运行的可靠性也对矿井安全生产带来较大的影响，设备质量不过关，售后服务及技术支持不到位，必然会造成煤矿企业安全监控系统运行的不稳定，无法保障矿井的生产安全。

1.2煤矿安全监测监控存在问题分析

目前，虽然很多煤矿已经或正在应用煤矿安全监测监控系统，但是，该系统仍存在许多问题亟需解决，主要包括以下几个方面：a)电子设备的可靠性受到挑战。煤矿井下具有较强的电磁辐射，虽然一些设备已经做了一定的防电磁干扰处理，但在相对密闭的环境中设备发热非常严重。b)整个系统的运行维护非常不便。系统在构建时应用了很多信息化技术，在维护时需要信息化方面的人才，然而煤炭行业这方面的人才相对较少，一旦系统出现故障，则需通知厂家来维修。c)监控系统的联动能力比较差。各个传感器之间采用的通信协议存在一定的差异，这导致很难实现各个传感器之间的数据交换，即使成功进行数据交换，也需要大量的转换设备。d)信息传输的速度不能满足日益增长的需要。虽然煤矿在信息传输时采用了大容量的光纤，但是在光纤传输时需要实时铺设大量的线路，整体工程量巨大。若采用无线传输，则需要建立大量的基站。e)矿山的电气防爆设备不兼容。现有监控系统的通信协议彼此不兼容，产品之间缺乏兼容性、集成性和操作性；系统功能不可扩展，可维护性不高。

2煤矿安全监控系统智能化发展策略

2.1系统数据应用趋势

1.对监测数据的充分利用

监控系统需要对大量数据进行分析，通过数据模型从不同角度了解瓦斯的分布、浓度等情况，通过异常数据可以实现事前的预防，而不是单纯的事故后处理，监控的价值就体现于此。结合分布式多点激光甲烷监测技术可以完成对矿井瓦斯浓度、分布，巷道风速的测量，建立固定时间段内瓦斯的变化发展模型，从而了解瓦斯变化规律，做好安全预警工作，针对矿井外的火灾，对CO2、温度、烟雾等利用传感器数据进行分析，建立火灾模型，从而做好火灾预防、逃亡等，在发生煤自燃火灾时，用高分辨率激光痕量检测技术检测的煤自燃情况，进而建立模型。

2.加强生产和系统协同管控

目前的煤矿安全监控系统还未能实现和生产的协同管控，很多因素都会导致生产中断。安全和高效生产仍然不能同时实现，因此要积极用预警技术、监控技术实现安全生产。

2.2完善安全监控系统智能报警功能

采矿企业要改变现有系统单一的预警功能，建立多级别多类型的应急预警系统。例如，根据瓦斯浓度值或超限持续时间设定不同的报警级别，发出更加具体准确的报警信号。另外，应急预警系统发挥功能需要保障传感器的传输工作无误，采矿企业可研制更加高效的矿业传感器，使其发挥微处理的优势，保证传输数据的可靠性和稳定性。同时，技术人员应加强对各类传感器设备的维护、保养、监控等工作。

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