如何建设好煤矿瓦斯监测监控系统

罗廷义

【摘 要】近年来，我县的采矿业在迅速发展，煤炭的持续涨价，让很多企业赚了个钵满盆盈。有些人只顾挣钱，只抓生产，把“安全”两字抛在脑后，导致煤矿爆炸事故频发。国家对于煤矿瓦斯灾害的治理制定了一系列重大方针，其中“先抽后采、监测监控、以风定产”瓦斯治理十二字方针尤为重要。

【关键词】安全;建设;防治瓦斯;监控系统

瓦斯监控，那是防范于未然。当井下的瓦斯监控系统报警时，煤炭企业需要做的第一件事情就是拿出应急预案，比如让井下员工迅速撤离，比如打开备用通风口，甚至是关闭某个巷道等。所谓的瓦斯监控只是一种手段和方法，最终目的是为了减少事故的发生。而在这个生态链中，一旦发现瓦斯超标，采取应急措施才是真正避免重大损失的最后一步。

1、彝良县瓦斯监控系统现状

信息传递，短一米也是灾难。煤矿安全监测监控系统监测的是什么？是在地下几百里甚至几千里的深度瓦斯是否超标，是否有明火、自燃等安全隐患。但要让矿井监控室的人了解这些指标，甚至让上一级的集团公司和主管部门对此了如指掌，就有难度了，传输问题首当其冲，信息传输半径即使只短了一米，也会造成无法挽回的灾难。比如将瓦斯浓度监测头监测到的数据从井下传到井上，再从井上传递到监控站进行监控和分析，最后将处理意见传回井下，该用什么方法？很多地方甚至连电话线都没有，怎么解决？

目前使用的安全监控系统多为2007年以前安装，部分系统的性能指标已不能满足新的安全规范要求，煤矿安全监控设备的安全使用寿命基本为3～5年，而瓦斯监测类设备的安全使用寿命多为1～2年。在新一轮转型升级后，大部分煤矿规模由3万吨/年提升了15万吨/年以上，部分煤矿直接提能到30万吨/年;因此，必须按新的初步设计和安全专篇装备煤矿瓦斯监测监控系统。据此分析，截至2018年底，全县在建、在产矿井更新改造以及基建矿井新配备安全监控系统的市场需求总量达15套以上。

2、目前煤矿瓦斯监控系统存在的主要问题

2.1 主通讯传输速率仍然偏低，系统响应时间长

由于煤矿井下环境恶劣、巷道距离长，多年来在系统传输速率上始终没有大的突破。为了保证长距离可靠传输，大部分系统采用2400 bps或4800bps传输速率。一些采用9600 bps传输速率的系统，为达到超过15 km传输距离的要求，需要增加中继器，而中继器往往会被认为是通讯可靠性的瓶颈。

部分厂家在传输链路中增加矿用光端机，采用光纤传输方式实现高速率远距离信号传输，提高了信号传输的可靠性，尤其是在抗雷击性能方面有极大的优势。

2.2 关键传感器技术仍需提高

众多厂商的参与使产品功能更完善、性能也得到提升。尤其是监控分站功能方面，除安全生产行业标准目录（AQ）要求的功能外，部分产品具有液晶汉字显示界面、RS485智能通讯口等。在分站处理能力方面，采用了ARM处理器、双CPU等技术，使分站的处理能力大大增强。但是，在传感器性能方面，由于甲烷热催化敏感元件技术水平限制，使得甲烷传感器在寿命、稳定性和耐用性上仍然没有得到本质性改善，在这一点上与国外技术也存在较大差距。虽然近年来红外甲烷传感器开始在部分煤矿投入使用，但从检测原理上决定了它抗恶劣环境的能力有限。

2.3 系统抗干扰能力有待提高

目前煤矿安全监控系统普遍存在抗干扰性弱的问题，最典型的现象就是“冒大数”，造成系统误告警。干扰源主要来自传感器本身和传输线路。在煤矿所使用的传感器当中，最易受干扰的要属CO传感器。由于CO敏感元件为电化学原理，输出信号很微弱，几乎所有厂家选用的敏感元件灵敏度都不到0.1 tLA/ppm，很容易被干扰造成输出信号异常。另外，传感器输出信号采用最多的200～1000 Hz频率信号也是主要的干扰侵入点。

3、如何解决当前存在的问题

3.1 全面实现煤矿瓦斯监测监控系统安装运行

已安装瓦斯监测监控系统的煤矿，必须要与相关安装厂商密切配合，搞好系统的维护、升级及相关设备尤其是瓦斯探头的校验检测，并按《煤矿安全规程》及《煤矿监控系统及检测仪器使用管理规范（AQ1029-2007）》规定等国家煤矿安全相关法规和技术要求，配齐配足相关设施设备，保证系统的正常运行。原安装的系统已属淘汰产品的，必须进行改造升级，不能改造升级的，应将其撤出，重新安装合格产品。未安装瓦斯监测监控系统的煤矿，必须及时与相关安装厂商进行联系，于某月某日前将瓦斯监测监控系统安装调试完毕，并保证能正常运行。

3.2 全面实现与区级监控中心的稳定联网

一是规范统一网络接入方式。尚未实现与县级监控中心联网运行的煤矿，必须选择中国电信光纤接入区级监控中心;已经实现联网但未采用中国电信光纤接入方式的，在网络服务协议到期后必须更换为中国电信光纤接入方式，确保网络传输的稳定。二是配置不间断电源，保证停电后设备能正常运行工作4小时以上。三是有专用的性能可靠的监控主机2台（1台工作，1台备用），确保24小时不间断运行。

3.3 提高数据应用水平、建立专家分析系统

煤矿安全监控系统对数据的分析只是简单的阀值超限判断，缺少对数据的深入发掘和综合应用。虽然近年许多煤矿都在配备综合信息平台，但大都停留在数据信息汇总层面上，还达不到综合应用的效果。对数据的深入分析挖掘方面，重庆梅安森科技在煤与瓦斯突出实时预警系统上的思路值得借鉴。

3.4 规范瓦斯监测监控设施设备的配备使用

一是配置不间断电源，保证停电后设备能正常运行工作4小时以上;二是配置足额的甲烷、风速、温度、负压、馈电、一氧化碳、风门、风筒、设备开停等传感器并调试安装到位。三是所配置的设施设备的位置、数量和地点必须符合《煤矿监控系统及检测仪器使用管理规范（AQ1029-2007）》的规定，同时随巷道及工作面的变化，调整相应的设施设备。

4、结语

要达到 “监控有效”的基本要求：必须装备齐全、数据准确、断电可靠、处置迅速。系统的中心站、分站、传感器等设备安装设置要符合规定，系统运作不间断，不漏报。传感器必须按期调校，其报警值、断电值、复电值要准确，监控中心能适时反映监控场所瓦斯的真实状态。当瓦斯超限时，能够及时切断工作场所的电源，迫使停止采掘等生产活动;当瓦斯超限和各类异常现象出现时，能够迅速做出反应，采取正确的应对措施，使事故得到有效控制。只有建设好瓦斯监控统，才能使管理层快速、及时、准确地获取生产相关数据，提高决策的科学性，从而避免或减少因决策失误而造成的安全事故和财产损失，确保矿井安全生产

参考文献：

[1]庞海云：《监测监控系统建设》科技创新与应用;2014年第13期.

[2]《煤矿安全监控系统现状与发展方向》，山东科大中天电子有限公司.

[3]许子寅.关于消除变频对瓦斯监控系统干扰的探讨[J].中小企業管理与科技（下旬刊），2011（10）：176-177.

（作者单位：云南省昭通市彝良县煤炭工业局）