电子信息技术在矿山工程安全监测中的应用研究

李润涛

摘 要：矿山工程的建设生产属于高风险作业，因此必须紧紧抓好安全管理工作，以避免安全生产事故的发生，降低作业人员和工程企业的损失。随着现代信息技术的发展，矿山工程安全监测工作中也越来越多地出现了电子信息技术的身影，为矿山工程安全监测工作提供了更多便利的条件。本文围绕电子信息技术在矿山工程安全监测中的应用议题，概述了矿山工程中电子信息技术发展的状况，分析了矿山工程安全实际需求，最后论述了电子信息技术在矿山工程安全监测中的具体应用，供相关人士参考。

关键词：矿山工程;工程安全管理;监测;电子信息技术;技术应用

1、引言

矿山作业是我国的高危职业之一，矿业工程作业过程中事故发生率很高，给现场工作人员和企业造成了巨大损失。为了提高矿山工程的安全管理水平，采用现代新技术和新设备来作为科技支撑成为矿山安全监管工作的重要手段和途径。近年来，在国家安全监管部门的引导下，矿山工程中安全监测系统建设的进程日益加快，大大提高了矿山工程安全生产和管理水平，有效降低了事故发生率，为矿山生产效益以及施工人员安全防护目标的实现奠定了强有力的技术支持。

2、矿山电子信息技术发展概况

矿山电子信息技术发展和应用的典型代表是矿山安全监测监控系统。安全监测监控系统融入了多种现代化信息技术，如计算机技术、网络技术、数据传输技术、传感器技术、自动控制技术、数据分析技术等等，通过多种技术的集成和融合，使矿山工程生产中的各个节点得到实时监控，对现场作业人员所处的环境变化和生产设备运行的状态进行信息的监测，尽早发现工程生产中的风险隐患，及早扼杀掉隐患，从而更加科学高效地避免矿山工程事故发生，确保矿山工程生产安全有序进行。常见的矿山安全监测监测系统主要的功能体现在数字化传输方面、异地断电方面、声光报警方面、系统融合联动方面以及大容量数据的储存方面。这些功能都是矿山电子信息技术发挥出的综合技术优势体现。但是随着矿山工程难度日益提升，以及国家对矿山工程安全生产要求标准日益提高，矿山企业必须进一步加强生产安全监测技术水平，以满足矿山实际安全管理的需求以及国家安全监管部门的要求。目前，矿山企业的安全监测系统虽然已经具备，但是在应用过程中仍旧存在一些问题，难以满足现代化矿山企业的发展需求，需要从业人员正视和改进。比如在传感器方面存在稳定性差、灵敏度低、使用寿命短、设备发生故障率高的问题，由于传感器是安全监测系统中十分关键的设备，因此传感器存在技术性功能低的问题严重制约了矿山工程安全监测数据的准确性和可靠性。又如，安全监测系统在诊断功能方面不够完善，仅能满足部分诊断的需求，还有些在线故障诊断难以实现，一些设备缺乏自身的诊断功能，而且设备的维护较困难，在详细判断故障性质、故障发生的区域位置以及故障设备或元件的准确定位方面还需要更加先进的技术。另外，矿山工程生产中，很多矿山企业具备了安全监测系统，但是由于缺乏专业的技术维护人员，导致安全监测系统不健全，很多设备缺乏应有的校准，设备无法正常使用，這些问题也导致矿山工程的安全监测系统难以保持正常运行。

3、矿山工程安全监测需求分析

结合现阶段矿山工程安全监测的实际状况，在安全监测监控系统中还需要进一步满足以下需求。

首先是监测设备具备更强的综合性能。对矿山工程生产作业的高危环节具备高宽广的监测范围，监测的内容应更加丰富，设备监测的灵敏度更高。

其次是传感器设备应具有更高的稳定性，能够适应矿山工程的各种恶劣生产环境。

其三安全监测系统能够具备数字技术，能够及时准确完整高效地对采集的信息数据进行传输，避免信息在传输的过程中受到电磁干扰。

其四安全监测系统能够实现不同系统之间的数据交换，通过统一的控制中心实现各个系统信息数据的共享，满足数据开发和利用的需求，实现控制中心统一进行指挥调度的目标以及各系统联动报警的目标，提高矿山工程生产管理的安全性。

其五矿山工程安全监测系统中具备对系统设备的自检功能，能够在设备自身性能出现异常时发出相应的警报，实现对设备故障信息的数据分析和实际处理。

4、电子信息技术在矿山工程安全监测中的具体应用

目前，电子信息技术在矿山工程安全监测中主要的应用体现是安全监控系统及其完善。安全监测系统的主要包括地面中心站、井下监控分站、网络交换系统、传感器。实际应用中，系统通过对矿山工程作业的各个环节进行监测监控点的设计，主要包括视频监测系统、环境监测系统、关键设备监测系统、井下岩层位移和应力监测系统、地表沉降监测系统。

视频监测系统采用网络前端摄像机采集现场信号，信号通过TCP/IP协议利用以太网传输到监控中心，然后对矿山的各个生产作业环节进行视频的实时监控。视频监测系统必须保证视频的清晰度，地下作业环境需要具备夜视功能。

环境监测系统主要是对矿上井下作业中的有毒有害气体进行进行监测，需要实现24小时不间断监测效果。当有毒有害气体的浓度超过设定的标准范围时，系统自动发出警报信号。如通风监测系统对风速、风压、风机的参数进行监测。风速传感器一般设置在井下总回风巷以及各个分段的回风巷，风压传感器一般设置在通风机处，风机起闭传感器一般设置在风机电机靠近风机的主回路上。

关键设备监测系统是对风机、水泵以及提升系统等设备的监控，对开关量和水位实现精准监测。当井下水位超过设定的标准时启动警报信号，便于及时处理危险状况。

井下岩层位移和应力监测系统是对开采过程中的矿柱和巷道应力进行监测，使井下为岩层位移变化情况能够被及时获知，从而根据监测数据的分析结果来判断采空区顶板的沉降情况、页岩开裂破坏情况以及顶板岩体的冒落情况，尽早采取防护应对措施。

地表沉降监测系统中含有高精度测量仪器，利用棱镜技术对矿山开采过程中岩层位移或沉降的情况进行监测。通常在采空区中心位置向外围按照200m*200m的网格进行监测点位的布设，同时在一些重点地表构筑物附近适当增加监测点。监测系统的基准点位位于岩石位移界限范围之外的安全区域内，一般设置两到三处，其中一个作为定向点位，通过基准点位和监测点位来对采矿岩石的位移和沉降情况进行监测，从而根据获取的数据分析结果对沉降趋势做出预警。

5、结语

综上所述，在矿山工程的安全监测系统中，电子信息技术与其他自动化技术的融合越来越紧密。未来，随着电子信息技术的发展，矿山工程安全监测系统也将更加完善，在保障矿山工程生产安全和生产效益方面发挥出越来越多的潜能。

参考文献

[1] 基于大数据分析时代对矿山安全生产信息化建设的探讨，李国娟，《数字通信世界》，2019（8）

[2] 计算机网络技术在智慧矿山智能生产中的应用——评《物联网与智能矿山》，庞淑兰，王晓辉，刘国新，《矿业研究与开发》，2019（05）

[3] 矿山安全监控系统的应用发展研究，张勇，《石化技术》，2019（5）

[4] 矿山安全事故成因及预警管理措施分析，赵楚，《世界有色金属》，2019（02）