瓦斯监测监控系统存在的问题及改造应用研究

李杨

摘 要：在过去传统采矿生产中受到多项要素限制，在矿井瓦斯气体监控中主要是通过人工进行管控。加上瓦斯监控设备应用较为落后，相关技术人员要通过瓦斯检测仪实施现场人工监测。诸多监测监控仪器设备受到环境温度、压力状态、视线等要素影响，会产生不同程度测量误差问题。其次，对瓦斯难以实施持续性检测监控，将难以及时发现瓦斯监测中各项问题，会对采矿安全生产产生较大负面问题，因此要注重做好瓦斯监控系统升级改造。

关键词：采矿生产;瓦斯监测监控系统;问题;改造措施

在我国矿井开采技术应用中要注重对采矿安全问题集中分析，近年来我国科学技术全面发展，能为采矿生产活动提供全新的管理模式与管理方法，有助于提高采矿安全管理效率，对各类采矿安全生产问题集中控制。在矿井开采阶段，瓦斯以及机电设备运行中安全风险系数较高，因此要注重整合多方面问题集中探究。

1 目前瓦斯监测监控系统存在的问题分析

1.1 载体催化元件传感器容易受到影响

从各区域采矿生产现状中能得出，采矿生产过程中井下作业环境较差，开采掘进中会产生大量粉尘。对各类入井设备应用具有较高的防护等级要求，此外在井下施工区域还会产生H2S、SO2等诸多毒害性气体。各类有害气体以及粉尘进入到监控设备之后将会产生电路故障以及不同程度腐蚀问题，这样会加剧传感器运行故障发生概率。传感器催化元件被油污杂物、大量水汽封堵以后，传感器受到撞击，将会导致传感器获取数值与现场监控数值之间产生较大偏差。其中广泛应用载体催化传感技术消耗成本较低，但是实际性能相对落后，在运行中会出现诸多不稳定要素。应用传感器展开测量活动，通风环境对传感器测量会产生较大影响，会导致传感器测量精确性降低[1]。

1.2 监控设备抗干扰能力亟需增强

在井下生产作业中，实际作业环境较狭窄，磁场干扰以及强电场将会对传感器运行产生较大负面影响，导致传感器难以稳定运行。当前传感器实际输出信号大多较为微弱，加上井下存有諸多耗能设备，且设备运行功率损耗较大。多类大功率设备在感性负载启停过程中会产生较大的尖脉冲干扰。加上井下监控系统实际交流动力、信号电缆与长巷道处于相同走向敷设，会出现搭接共钩问题。其中信号电缆实际屏蔽处理不规范，将会产生诸多干扰问题。

1.3 监测传感器覆盖范围受限，监测设备智能化程度较低

在采矿生产井下操作环境复杂程度较高，在多项环境参数监控过程中要注重对CO以及CH4气体集中关注。部分矿井对于多数危害气体监控属于离散点监测，对于各个重点区域缺乏有效监控。实际获取信息数据单一化程度严重，对传感器自身运行现状以及完好情况难以集中判断。加上和分站连接过程中主要是通过各类电缆对接，难以实现自组网，加上井下环境相对复杂，容易受到布线空间影响，各个传感器之间难以对接通讯。现场技术人员在传感器获取中，对于多项数据仅仅只能通过观察以及声光信号判定，现场交互能力不足将会导致系统安全保障能力降低。加上矿层开采过程中井下环境复杂性较高，多项监测数据保存中能有效对后续生产现状集中指导。数据仅仅是应用于作业情况分析，各类设备运行参数与通风环境参数与瓦斯监测管理难以有效联系，数据利用效率较低，将难以指导现场作业维护操作[2]。

2 瓦斯监测监控系统升级改造路径探析

2.1 应用新型传感器且研发更多低成本传感器

当前在监控系统升级改造过程中要注重全面推广光谱传感器，比如常见的激光甲烷、红外甲烷等传感器等。比如在激光传感技术应用中，半导体激光器波长能进行有效调控。通过对电流量合理调控，促使其变化输出得到有效控制，基于变化输出电流方式能对波长有效控制，高效化完成监控扫描任务。其中气体能对光谱全面吸收，对气体实施有效测量，还能研发更多稳定系数较高的传感器，实现多样化监测，自行诊断与校正，提高多项监测数据稳定性。

2.2 强化瓦斯监测监控系统抗电磁干扰能力

在矿井下的生产过程中要注重规范化应用各类大功率元器件以及电气设备，其中弱电设备应用中，比如各类监控设备应用将会受到强电磁干扰。将会导致监控系统运行中诸多数据产生错误，对分站情况产生影响。当前要注重对矿井安全监控系统升级改造要求进行分析，选用更多抗干扰应用设备。对各类大功率设备、常用设备可靠距离集中控制，在项目现场安装中要对二者之间间隔距离进行控制[3]。

2.3 推动应用多系统数据综合平台，提高数据传递效率

目前多数监测系统运行独立性突出，功能相对单一，加上此类系统应用中主要目标就是对现场环境参数以及设备参数集中控制，为矿井安全运行提供更多参考依据。当前全面实现多系统数据融合发展是重要趋势，在升级改造过程中要注重将多项监控信息在地面中心站集中汇总。对现有电缆整合利用，做好分站更换，确保各类系统数据共享传递。在分站中设定了WiFi、Zigbee、RFID多类无线通讯接口，能保障新设备有效接入组网，实现系统有效拓展。

2.4 强化多系统兼容性发展以及大数据合理应用

近年来随着改造升级方案全面实施，各类接口逐步趋向于标准化发展，各类通讯协议应用逐步趋向于统一状态。监控系统中终端采集设备、系统应用软件以及系统平台能趋向于相互兼容状态。所以，为了能做好数据集中管理以及高效分析，要注重实现数据兼容应用。对井下环境参数、人员位置数据、设备运行参数等有效耦合。集中整合各项数据，能全面提升数据应用安全性控制，对各类灾害预警控制数据更为精确。在各项大数据应用分析中能保障监控系统从被动观察转变为主动预警，这样在各类灾害发生中能有效提醒工作人员快速撤离危险地带[4]。

3 结语

在采矿领域生产发展新时期，要注重做好智慧化矿井建设，做好监控系统改造升级。在改造升级过程中，能推动传感器智能化发展，对多项大数据集中整合利用。在数据采集、建模、分析以及安全预警中要注重引导更多专家参与其中。保障多项数据有效整合，对各项数据集中分析，实现综合性控制，适应安全监测系统发展趋势。

参考文献：

[1]郭晓霞，张少华，王紫民.煤矿监测监控系统存在的问题及改造研究[J].现代制造技术与装备，2019（12）：154-155.

[2]张勇.煤矿监测监控系统存在的问题及改造研究[J].科技创新导报，2019（6）：157-158.

[3]武绪仁.煤矿监测监控系统存在的问题及改造研究[J].建筑工程技术与设计，2018（7）.

[4]杜刚.煤矿监测监控系统存在的问题及改造研究[J].能源与节能，2018（1）：166-167+192.