煤矿环境监测系统设计

◎蒋雪琴

煤矿环境监测系统设计

◎蒋雪琴

随着互联网+时代的到来，国内外大部分的煤矿企业都引入了先进的安全监测系统，将安全监测系统引入到煤矿企业中，这样能对煤矿矿井内的一些安全隐患实时监控，能对煤矿事故发生预警。本系统采用先进的环境信息系统，对煤矿矿井内应急资源进行准确的定位，当有重大事故发生，可以为救援人员提供更为直观的界面和数据参考，这样可以更加快速救援，减少人员伤亡和损失。

煤矿矿井大部分是高浓度瓦斯矿井，由于新建矿井比较多，地质条件，内部环境状况难以预测，一半以上是突出矿井，其中环境事故中瓦斯事故是常见事故。要正真准确掌握到矿井的环境状况，引入环境监测系统，我们可以对每个异样位置埋藏各类环境传感器，从而对井下环境进行实时监测，为我们准确提供实时预警，保障井下工人人生安全。本系统将各种，将原有离散信息，通过统一平台综合管理调度。

系统的功能模块设计

泵房监测模块的设计。该模块对原有矿井泵房系统进行改造。新系统由PLC控制柜、就地控制柜、报警单元和通讯接口及执行机构等组成，其优点在于可无人操作，自动控制程序，自动运行和诊断功能。

中央监测系统采用PLC编程控制，控制模拟量、数字量的输入和输出，能与PC机通信等。改造后的泵房系统结构，如图1所示。

电网监测模块设计。电网监测模块由电力监测、电力监控站和防爆交换机三部分组成。这三部分各尽所能，电力监测单元具有智能通信接口的装置，负责数据采集与转发，下发执行中心命令；电力监控站用于与井下高压开关保护装置通信；防爆交换机是将井下电力监控站网络和地面进行数据通信。

瓦斯监控模块设计。软件和硬件组合在一起的系统为安全生产提供了优良的保障，瓦斯监控系统将瓦斯传感器采集到的信号通过单片机处理，打包数据传送到井下分站，再通过光纤网络传送到地面系统，再将监控系统采集到数据通过互联网宽带网传输到煤管局安全监控中心。可以对瓦斯进行实时监控，对数据分析，作出相应的应急措施。

数据库设计

需求分析将影响到各个功能模块的设计，它的任务是通过详细调查要处理的对象，了解现行系统、确定新系统功能，收集支持系统运行的数据和处理方法。

数据库的结构。后台管理系统的数据库由数据库、数据库对象、数据库操作等三个部分组成。后台管理系统的数据库为操作人员提供数据的增加、清除、修改、查询等功能。

设计时应注意的问题。设计时应考虑数据的安全性、完整性、数据库效率等问题。在系统中需要对各部门分开管理，便于分配各部门登陆权限。

服务层设计

煤矿矿井环境监测系统采用WSSF工具建立服务器，服务器为煤矿矿井环境监测系统终端和数据库之间的数据交换提供服务接口。整个服务体系可以分为服务接口层、业务层和数据访问层等三个层次。

安全性设计

煤矿矿井环境监测系统正常通信依赖得网络协议为TCP/IP。由于TCP/IP网络协议存在一定风险，煤矿矿井环境监测系统所面临的安全威胁来自网络，所以煤矿矿井环境监测系统可能存在的大致为以下六个方面，我们应采取相应的应对措施。

物理层的安全威胁，由于物理安全防护措施的不足，导致系统异常，影响网络性能及使用。可能导致网络系统平台或网络内数据资源的损毁，影响网络系统的可用性，造成严重的安全隐患。

网络层的安全威胁，网络应用都是基于网络通信平台的，在数据的传输过程中，面临着来自网络上的窃听、篡改等安全威胁。

操作系统和数据库管理系统的安全威胁，许多操作系统和数据库管理系统均存在安全漏洞，对付这类的安全威胁最好采用安全的操作系统和安全数据库管理系统，有必要采取其它手段加强这方面的安全性能，如系统漏洞检测、打补丁、升级等。

应用业务服务的安全威胁，应用业务服务的安全依赖于网络及操作系统的安全。由于应用系统的复杂性，没有特定的安全技术能够完全彻底的解决应用系统的安全问题。

应用系统的安全威胁，应用系统的安全与系统设计和实现关系密切。应用系统可采用加密技术。如果系统设置错误，很容易造成损失。

系统安全管理上的漏洞威胁，一个网络系统虽然采用了很先进和严密的安全技术措施，如果安全管理人员没有责任心疏忽管理，都可能给系统带来安全隐患，因此需要系统安全管理员要有极强的责任心加强对系统安全管理。

本文是煤矿矿井环境监测系统设计思路，主要内容包括系统功能模块的设计，系统数据库的设计、系统是基于B/S架构来设计的，对系统的服务处又进行设计，最后对系统的安全性进行的设计提供了注意事项。

（作者单位：四川信息职业技术学院）