智能监控在煤矿设备安全运行中的应用

陈国永

摘要：本文介绍了煤矿设备安全运行监控系统的发展趋势以及建立井下设备监控系统的必要性，结合远程控制自动洒水降尘装置的研究，体现出煤矿设备安全运行监控的重要作用，对形成煤矿设备信息化数据库，实施建立煤炭井下机电设备监控系统，对煤矿安全生产具有重要意义。

关键词：远程控制；运转监控；洒水降尘

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）07-0121-01

随着国家对矿井安全生产、环境保护和职业病危害的重视，矿井粉尘浓度的危害也越来越受到关注，因此对矿井粉尘的防治要求也越来越高，矿井采掘工作面及矿井主要回风巷道，均需要按需或定期洒水降尘。

1 监控系统发展趋势

随着计算机的发展与普及，隧道机电监控系统逐渐引入了中心计算机系统，将各子系统联为一体，其发展趋势可归结为四个方面[1-3]：

（1）网络化。中心控制系统由多台计算机构成，其中两台为服务器，其余为工作站，通过计算机局域网联为一体，构成服务器-客户机模式，其中服务器和工作站均为两两互备，冗余可靠，各工作站各司其职，服务器则进行全局数据存储及网络通讯服务，这样可使系统达到很高的可靠性、实时性，满足矿山机电监控系统信息量大，监控流程复杂的要求，同时管理计算机可为用户提供大量运营管理资料。

（2）智能化。中心控制系统具有一定智能，可根据采集到矿山设备运行参数，然后根据现场反馈的参数不断调整运营模式，从而达到矿山机电设备的最优运营方式。

（3）组态化。中心控制系统可方便地扩展，如扩展工作站，增加运营模式等，而这些均不需通过修改程序完成，只须用户通过计算机导行修改数据库及监控流程即可完成，极大地满足了用户现场工作需要。

（4）综合化。中心控制系统不仅能提供对有关机电设备的监控，也能提供其运营资料信息，形成报表及记录，供有关管理者决策使用，中心控制系统综合管理各个子系统，使其联合运作，充分发挥了机电设备的性能，在发生灾害情况下迅速做出联动操作，启动迅速，可有效地帮助运营人员抢险救灾。

2 建立井下设备监控系统的必要性

（1）提高井下设备的工作效率如果构建井下设备监控系统，工作人员就可以通过监控平台清楚地了解井下机电的运行时长、设备基本指标等运作情况，并且可以良好的控制机电的运作，提高整体的工作效率，有效的节省煤炭井下工作的人力财力投入。通过对井下机电设备的监控，不仅可以了解机电的运行是否正常，还可以了解机电的工作进度，大概预算出机电完成任务的时间，有利于帮助工作人员根据监控平台提供的数据制定工作计划，计算投入比例，提高整个井下工程的工作效率。

（2）降低井下事故的发生，提高安全可靠性煤炭企业的井下设备事故发生几率较高的原因之一就是井下设备运行系统缺乏合理的监控措施。如今井下工程事故的频繁得到了社会越来越多的关注，由此引发的关于生产安全问题的讨论也在不断提醒我们追求经济效益的同时也要注意保证安全是最根本的前提。我们在改善工作环境和增加经济效益的同时提升井下设备的安全等级，就需要致力于研究、配套安装合理的井下监控系统，以减少井下事故惨剧的发生。

3 远程控制自动洒水降尘装置

3.1 设计说明

针对安全监控系统具有远程手动控制井下电气设备供电开关的功能，可设计通过控制井下防爆电磁阀的供电开关来间接控制回风巷道中的洒水喷雾装置，做到定时、定量及按需洒水降尘。

在实际案例应用中，可在矿井采区主要回风大巷中安设粉尘浓度传感器，监控中心站接收由井下粉尘浓度传感器反馈的数据，形成图表，来确定井下巷道内的实时粉尘浓度的变化规律，据此来确定井下喷雾洒水装置的开启时刻及开启时间的长短，达到最佳的降尘效果。

其中，可在KJ90N安全监控系统中設置当粉尘浓度传感器达到一定值时，井下分站对电磁阀供电开关执行断电动作，其控制电路由开路状态切换为闭合状态，电磁阀供电开关选用常闭状态供电，随即防爆电磁阀在供电状态下打开管道通路，喷雾洒水装置开始工作。

当粉尘浓度传感器降低到某一值时，执行复电操作，电磁阀供电开关控制电路转换为开路状态，随即防爆电磁阀失电，其控制的供水管路断路，喷雾洒水装置停止工作。

3.2 设备说明

（1）电磁阀需选用防爆型电磁阀，按现刘庄煤矿井下供水管路内压力，应选择工作压力在4Mpa以上的电磁阀，例如KL523型防爆电磁阀；

（2）防爆电磁阀使用DC24V供电，根据现有条件，其供电电源可取自井下监控分站电源KDW660/24B（A），上级供电可使用井下动力电或照明综保电路；

（3）电磁阀应尽量放置在巷道进风侧，故安装位置可选在矿井采区回风巷与胶带、轨道大巷的联巷进风侧，喷雾洒水装置放置在联巷口前后20m范围内，为此，供水管路可适当选用较长的4分或6分管路加工。

（4）电磁阀供电开关易选用控制电路闭合状态供电，防尘工和监测工应定期对装置进行检查，防线电磁阀失电状态无法将供水管道断路的，应及时联系更换或维修，避免因巷道积水造成安全隐患。

3.3 应用示例

本应用中的洒水喷雾装置易选择安装在主要回风巷道内与进风巷道的联巷口前后，在本矿实际应用中，可选择安装在西区2#回风石门距整流硐室联巷口20m的位置，其电磁阀可安设在整流硐室联巷中，供水管路可直接取自西区2#回风石门的阀门，电磁阀供电电源取自整流硐室配电点，井下监控分站中央变电所，粉尘浓度传感器安设在2#回风石门东侧。

4 结语

井下安全监测系统负责采集井下的安全数据指标，数据存储系统负责把所收集的数据进行长时间的保存与处理，二者相辅相成，构成了一整套完整的安全监控体系，为井下工人的安全提供了进一步的保证，把公司的管理提高到现代化管理水平。

参考文献

[1]张银花.机电设备运转监控及检修预警系统的应用[J].中州煤炭，2011，（10）：103-104.

[2]谢国柱.矿山井下机电监控的特殊要求[J].科技资讯，2011，（23）：92-92.

[3]张广明，涂善东，巩建鸣.特种机电设备远程监控若干关键技术研究[J].中国安全科学学报，2006，16（6）：135-140.endprint