煤矿巷道积水远程网络测控系统研究

高艳金（平顶山天安煤业天力有限责任公司，河南　平顶山　467000）



煤矿巷道积水远程网络测控系统研究

高艳金
（平顶山天安煤业天力有限责任公司，河南平顶山467000）

摘要：在煤矿开采方面，煤矿井地质条件极其复杂，特别是矿井巷道积水治理的安全方面。它一直是影响煤矿安全生产的技术难题，具有多样化的特点，比如，变化复杂化、分布分散化。随着科技日益发展，远程网络监控系统逐渐应用到煤矿巷道积水治理方面，发挥着至关重要的作用。因此，本文就煤矿巷道的积水远程网络测控进行研究。

关键词：煤矿安全；煤矿巷道积水；远程网络测控

如何加大煤炭资源的开采力度，提高煤炭资源的利用率。就平顶山天安煤业天力有限责任公司煤矿开采来说，普遍存在积水问题。面对这种情况下，急需要在煤炭生产过程中建立必要的水位检测、控制系统。鉴于此，平顶山天安煤业天力有限责任公司对矿井进行全方面的自动检测控制，保证煤矿的安全生产，缓解日益加重的能源危机。在监测、控制方面，完全依赖人工操作是无法及时而准确地了解煤矿巷道中不同积水点的水位值、水位变化情况，造成安全事故频繁发生。可见，以煤矿巷道积水为基点，对其远程网络测控系统予以分析具有一定的实践意义。

一、煤矿巷道积水方面存在的问题

平顶山天安煤业天力有限责任公司在煤矿开采过程中，个别巷道的积水比较多，需要在进、回风巷道较大范围内设置多个排水设备，保证煤矿开采工作有序进行。具体来说，煤矿巷道积水治理方面主要存在这些问题。第一，用于煤矿巷道的水泵不能及时启动、停止。由于施工企业没有定期安全相关人员检查水泵的运行情况，使水泵无法正常启动。进而，造成煤矿巷道局部位置的水位不断升高，阻碍煤矿生产的正常运作。此外，由于煤矿巷道局部地区的积水已经被抽干，造成水泵不能正常运作，延长了水泵空转的时间，相关设备被烧毁。第二，不能准确掌握水泵的动态。对于分散在不同区域的抽水设备，巡检和调度人员并不能准确了解水泵的运行情况、设备是否存在故障。进而，不能在合适的时间及时抽放积水，也不能及时维护修理运行中的设备。此外，巡检人员也不能准确知道煤矿巷道局部积水的水位情况，合理调整水泵开启、停止的时间，使设备能够在最短的时间内，完成相关工作，减少设备运行的能耗。第三，巡检人员巡检不及时。就煤矿开采来说，地质条件相当复杂，涌水量较大。进而，造成煤矿巷道相关部位积水较多，使煤矿生产无法正常进行。由于各个抽水点的位置相距较远，分散煤矿巷道的各个地区，巡检人员并不能及时进行全方位的巡检。可见，这种人工巡检方式已经无法顺应煤矿开采的客观要求，需要充分利用网络技术，建立动态化的巡检系统。

二、煤矿巷道积水远程网络测控系统

平顶山天安煤业天力有限责任公司针对煤矿巷道积水方面存在的问题，决定采用先进的技术，建立完善的远程测控系统，对煤矿巷道进行自动化的实时监控，全方位掌握积水的分布情况、水位变化情况。一旦出现异常情况，及时进行声光报警，提醒工作人员，及时制定可行的方案解决存在的故障问题，为煤矿正常开采提供有力的支撑力量。因此，从安全生产实际需要的角度，对用于其中的远程网络测控系统予以了对应的研究。

1 煤矿巷道积水远程网络测控系统的分站

从某种意义上说，该系统是以分站组网、主站控制的形式为主。在分站中，C8051F040单片机是远程网络测控系统的中心控制器，具有多方面的功能，比如，控制数字量、采集开关量、实现声光报警。在系统运作中，采用的是UPS电源，能够为相关方面提供持续的工作电压，比如，传感器、分站。在此基础上，还能够及时接收分站输出的各种开关量控制信号，对煤矿巷道中水泵的开启与停止予以有效地控制，解决启停不及时的问题。此外，其中的多参数传感器主要是并行分布采集这些方面的数据信息，比如，煤矿管道的水压变化情况、煤矿巷道水泵的启停情况。

2 主站

对于远程网络测控系统来说，S7-200CPU226XP PLC是其主控制器。对于这方面，以总线电缆为纽带，台网模块CP243-1和应用到其中的PLC相连接。同时，以RJ45为桥梁，使其接口和对应的以太环网相连接。以此为基础，使各个分站的数据信息被集中到监控中心。监控中心在对这些数据信息进行识别之后，会及时把一系列相关指令传输到主站中。在整个系统运作中，一旦其中任何一点有异常情况出现，系统沿线的其余各点都会发挥报警功能，及时而准确显示报警点，施工人员能够第一时间采取可行的措施解决故障问题。

3 系统上位机人机界面的设计

以King View组态软件为核心，来设计系统的上位机人机界面。在充分利用各种形式的基础上，比如，故障报警处理、数据库的查询，实时显示实煤矿施工现场的一系列数据信息以及历史记录。并以GSM DTU模块、Web发布技术为基点，实现一系列的远程网络操作，对煤矿巷道的水位变化情况进行动态化监控，能够灵活切换远程网络测控系统的运行模式。此外，还能正确修改其中各种设备参数，实现水泵及时启停。具体来说，其中的GSM短信通信平台可以通过手机短信的形式来查询煤矿井下水位情况，各种故障报警信息。该通信平台能够实现多种数据传输方式，比如，中心对多点。就互联网Web发布技术来说，工作人员可以不受时间、地点的限制，以互联网为媒介，实现煤矿巷道水情的远程网络动态化监控，随时掌握煤矿巷道水情。

结语

总之，煤矿安全管理中，远程网络测控系统在解决煤矿巷道积水问题方面有着举足轻重的作用。从安全管理的角度来说，它的应用能够满足煤矿巷道巡检方面的客观要求，实现远程动态化监控。可以减少煤矿作业人员，减少施工人员的工作量，优化施工人员结构，提高煤矿开采的效率。该系统的应用能够避免煤矿开采中各类安全事故的频繁发生，造成不必要的经济损失，保证煤矿开采的正常运作。更重要的是，它的应用能够使煤矿巷道积水这一技术难题得到有效地解决。此外，该系统的应用有利于煤矿开采企业以最小化的施工成本实现最大化的经济效益，实现煤炭资源的优化利用，走上健康持续发展的道路。

参考文献

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[3]杜亚玲.矿井水位监控系统研究[J].机械管理开发，2015（02）：70-72＋94.

中图分类号：TD421

文献标识码：A