基于无线传感器网络的矿井安全监控系统研究

黄晓寸

伴随着现代高科技技术的发展，矿井安全监控系统为保障煤矿实现高产量、高效率、高安全的，实现三高提供了良好的途径，其安全可靠性越来越受到人们的关注。提高矿井安全监控系统的可靠性，不仅可以为地面监控人员远程控制井下作业提供保障，更为降低煤矿事故的发生率，从而减少人力物力财力方面的损失提供了可能性。 由于那么诸多问题都会因利用高科技技术从而而得到解决。因此，将以利用最新出现的计算机技术和通信技术对煤矿生产方面实行安全监测监控体系，从而建立一套完善的利用无线网络传感器网络系统达到实现煤矿安全监测监控系统，这将是为解决当前煤矿生产安全问题的提供了有效途径。

1 无线网络传感器的概念和特征

无线传感器网络（Wireless Sensor Networks， WSN），这是一种被称为分布式传感网络，它不同于一般的网络系统，它的末梢是可以检查外部世界的传感器，并且可以感知外部世界。它的传感器主要是通过无线方式通信，因此，其网络设置方式灵活多变，不大受到干扰，设备能选择的位置可以随时更改，还能够跟互联网进行无线等多种方式的连接。从而将对无线通信方式本身而言形成了一个多跳型的组织网络。从而使网络实现了数据的采集，处理、传输这三个方面的功能。可采取静止或者加速模式，通过相互扶持达到感知，采集数据，处理数据和传输网络等方面，达到覆盖地理范围内被需要感知对象的所有信息，并能最终把这些相关信息传送给网络它本身的所有者。

2 无线传感器网络的重要性

无线传感器网络具有搜索等功能，从而有效地提高其在矿井安全生产中的观察能力。无线传感器网络在工业领域中的应用，尤其是在矿井作业中的作用显得尤为重要！

无线传感器网络在矿井作业中我们一般把它放在一个十分核心的地位。在计算机技术、无线通信技术、微电子技术和网络技术发展的推动下，工业通信技术正朝着智能化和网络化的方向不断发展。出现了一个前所未有的前景展望。

3 矿井安全监控概念和特点

煤矿安全监控系统它主要是指在其作用范围内主要用来监测甲烷浓度，一氧化碳浓度，二氧化碳浓度、氧气浓度，矿尘浓度，风速，风压，温度和湿度，馈电状态，风门状态，局部通风机开停等等，并能够实现甲烷超限声光报警，断电以及甲烷风等方面的电闭锁控制等作用的系统，国务院颁布的 《关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（ 国发 [2010]23号）和国家安全生产监督管理总局国家煤矿安全监察局颁布的 《关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统"的通知》这是为了要求全国煤矿能够安装无线传感网络监测监控系，从而对井下人员实现定位，实现紧急避险和压风自救，供水施救以及通信联络等提供相关的技术装备。其中最为重要的一点是要求建设完善矿井监测监控系统，从而充分发挥其在矿井作业中达到安全避险的预警作用。它所具有的特点有以下几个方面①电气防爆，②传输距离远， ③网络结构宜采用树形结构，④监控对象变化缓慢，⑤电网电压波动大，电磁干扰严重，⑥工作环境恶劣，⑦传感器 宜采用远程供电，⑧不宜采用中继器作业，矿井监控系统一般由传感器作为其组成的部分，矿井监控系统一般由网络传感器实现其目的。

4 事例

2017年3月11日，有部分群众反映：3月3日20时左右，神华国能集团陕西德源府谷能源有限公司配套建设的三道沟煤矿发生一起矿难，从而发生了1人死亡的安全事故。第二日上午9时许，在陕西德源府谷能源有限公司接待室见到了三道沟煤矿办公室主任武晶就此事进行了说明：“此事发生在3月3日晚8时许，在府谷县三道沟煤矿井下作业的锚杆队队长曹广亮（男，51岁，内蒙古自治区人）遭遇井下机械事故，煤矿立即启动应急预案，紧急救援，在府谷县人民医院救治无效死亡。截止到当日，煤矿生产指挥中心立即上报榆林市相关部门，3月4日，榆林市煤监局、公安局、总工会、能源局、纪委等单位成立事故调查组来煤矿调查，目前此次事故还在调查中，具体原因不详。当日下午2时，在陕西煤矿安全监察局榆林监察分局，办公室刘主任称：“此次事故市上成立了事故调查小组，初步原因确定为顶板事故，详细情况还在进一步调查中。2个月内就做出调查结果。”根据相关调查，府谷县三道沟煤矿属于陕西德源府谷能源有限公司煤电一体化项目配套电厂工程，这个公司成立于2005年8月，是由国网能源开发有限公司与陕西煤业化工集团府谷能源开发有限公司按照70%：30%的股比共同出资组建的国有大型能源企业。公司位于陕北地区榆林市府谷县西北约38公里的沙梁川河道漫滩处，北距庙沟门镇1.5公里，是三道沟煤矿煤电一体化项目配套电厂工程，配套建设900万吨/年的三道沟煤矿，是“西电东送”北线方案重点项目。尽管此次事故的发生有关责任人说原因不详，但笔者認为，若此矿井作业公司使用无线传感网络技术将会在一定程度上降低风险。

5 总结

在现实世界中，我们都知道这个矿井作业是一个十分吃力但又十分重要的项目，但是一旦出现事故，往往伴随着人员的伤亡，所以为了减少矿井人员伤亡，实现社会和谐，将无限传感技术网络运用于矿井作业显得尤为可贵！

（作者单位：沧州师范学院）