矿井安全监控技术与系统探究

崔明浩

摘  要：在煤炭生产过程中，矿井安全是最为主要的部分，要通过科学合理的监控技术与系统，全面对煤炭内部进行监测，及时发现安全隐患，保证煤炭生产安全进行。随着技术设备全面创新，矿井开采也向大型化、机械化、智能化方向发展，进一步提高了煤炭生产开采效率，矿井安全监控技术与系统则是智能化发展的重要方向。文章主要通过对矿井安全监控技术与系统的基本组成和原理进行分析，对目前存在的问题进行探讨，进一步提出了未来发展趋势，为矿井高效生产保驾护航。

关键词：矿井开采;安全监控;系统;高效

中图分类号：TD712 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）35-0127-02

Abstract： In the process of coal production， mine safety is the most important part. It is necessary to comprehensively monitor the internal coal through scientific and reasonable monitoring technology and system， so as to find the hidden dangers in time and ensure the safety of coal production. With the comprehensive innovation of technology and equipment， mine mining is also developing in the direction of large-scale， mechanization and intelligence， which further improves the efficiency of coal production and mining. Mine safety monitoring technology and system is an important direction of intelligent development. This paper mainly analyzes the basic composition and principle of the mine safety monitoring technology and system， discusses the existing problems， and further puts forward the future development trend to protect the efficient production of the mine.

Keywords： mine mining; safety monitoring; system; high efficiency

引言

煤炭生产过程中，面临许多不安全隐患，如果不能及时发现，则会危及到生产的安全。在煤炭生产过程中，通过矿井安全监控技术与系统的安装，能够全面对瓦斯、煤尘、火灾、水害及矿山压力等矿山灾害数据进行实时监测，并通过光纤系统向后台传输，使信息数据能够得到快速的分析预测，后台的传输采集设备能够全面显示各种矿井监控数据，计算机通过对设定参数的对照，就能够及时发现参数异常情况，只需要对上传至相关系统的数据简单进行数学代入分析，就能够及时发现问题点，并提出指导生产的安全意见，全面保证煤炭生产的连续性。当前，技术在不断进步与发展，随着煤矿开采向机械化、智能化方向发展，矿井开采安全也得到了充分的重视，煤矿安全监察部门全面要求所有煤矿井下必须安装安全监控系统，这样才能有效保证开采安全，为开采保驾护航。可以说，煤矿井下的环境非常特殊，面对不同的地质结构和结构性变化，环境的特殊性及复杂性，很容易造成易燃易爆、瓦斯气体、煤尘等的爆炸，在线路电磁干扰的情况下，如果开采的空间不足，则会出现问题，轻则出现损坏的情况，影响生产继续进行，重则会导致安全生产责任事故，造成人员伤亡。在矿井全面安装监控系统能够对矿井情况全面了解，为矿井安全生产提供有效保障。

1 矿井安全监控技术与系统的功能

1.1 保障生产安全

矿井生产是重中之重，是煤炭开采工作中的头等大事，要全面保证生产的安全，才能实现稳定和经济效益。可以说，煤炭的生产能力能够有效衡量矿井盈利指标，那么，没有安全则不能保证质量与进度，更谈不上创造效益。当前，为了保证矿井生产安全，采取了各种有效措施，全面保证了生产的安全。对巷道围岩进行监测，全面对位移、应变情况进行监测，是来自顶板离层、液压支架阻力、工面冲击压、岩爆等礦井灾害做好全面预测。煤炭生产中，瓦斯事故情况较多，要全面做好对瓦斯涌出量的监测，对各种数据进行监测，及时预警，对巷道隅角等通风不畅位置加强监测，避免局部瓦斯积聚引发爆炸。煤炭生产过程中，会产生大量的粉尘、煤尘，要充分做好浓度监测，保证井下作业安全。对矿井环境温度、温差、烟雾等情况进行监测，控制井下风门，调节风压避免出现火灾事故。对于水灾多发区域安装探测设备，能够及时发现水灾问题，保证巷道围岩安全，及时查看时间涌水量及围岩压力，对突水性灾害做好预防。监测系统还要对风压、风量、其他有害气体等进行监测，全面保证生产安全。

1.2 保障运输安全

矿井生产过程较为系统，只有全面保证各生产环节的安全，才能保证生产安全。立井是矿井的重要部分，通过钢丝绳及斜井工作面对煤炭进行向上运输，但是，运输设备皮带在长期的恶劣环境下工作，如果不能及时检修，很容易出现损伤的情况，如果不能及时更换，则会给运输带来隐患，导致运输安全事故。在提升设备上安装相关监测仪器，就能够及时发现存在的问题，再以数据为依据，全面做好设备安全分析，通过弱磁监测技术就能够对皮带及钢丝绳损伤进行良好的监测，并对问题进行快速预报。

1.3 保障供电安全

煤炭开采设备越来越自动化，当前，机械化开采已成为矿井开采主要方法，通过电力引领，全面保证了机械设备的可靠运转，电力对煤炭生产非常重要。根据不同的机械设备，对电能的需求也不同，在矿井中有很多电源，而矿井下的环境又存在高压、高危、复杂等特点，存在施工用电隐患，很多电气设备都使用的是防爆型，全面做好了防爆措施，通过监测能够及时发现电力运行的情况，全面建立矿井供电系统安全监测系统，能够从根本上实现对矿井用电电压及电流的监测，防范未然，保证了供电安全。

2 矿井安全监控系统组成

2.1 数据采集监测系统

矿井生产存在许多安全隐患，要对不同环节进行数据分析，才能保证生产安全。那么，在矿井安全监控系统监测的时候，要全面提取的数据主要有：瓦斯浓度、顶底板巷道两帮位移、电流电压数据、巷道围岩应变等各种数据，通过在各部位安装传感器，全面采集各部位的数据，再通过光纤向地面中心站进行传输，后台计算机就会收集到各种数据，监测分站对所收集的数据做好简单的分析预测，再通过其他的网络接口，由环网设备传送到终端，对全站情况进行合理的分析预测，保证矿井生产安全。

2.2 人员定位系统

矿井生产离不开人员，各工种人员分散到不同的生产单元，要通过监测设备，对矿井下的人员做好定位，定位的系统包括：无线信号塔、井下基站、网络接口、环网设备、定位终端等，通过系统设定，对井下每个人做好频道参数设置，对于人员的活动区域做好监测，保证人员安全。如果出现问题，则会通过无线信号将频道参数发给网络接口，环网将频道参数转码发送到定位终端，这样就能够在定位终端显示人员的活动情况，及时做好人员的监测。

2.3 视频监控系统

视频监控系统是重要的部分，由地面监控系统及井下监控系统两大块构成，全面保证了各部位的视频监测，及时掌握现场情况。地面监控系统对来自于地面的情况进行综合监测，使地面作业更为安全，保证了生产的连续性，整体操作起来较为简便。井下监控系统是一个复杂的系统，其工作的条件艰苦，视频监控系统包括防爆摄像机、网络接口、环网设备以及监视设备终端，对地下传来的地网络接口传输，到达监控终端全面做好预判，及时做出安全警报。

3 矿井安全监测技术

3.1 红外传感监测瓦斯技术

当前，对矿井生產的监测技术较多样，其中，红外传感技术就是其中最为主要的监测技术，通过红外线吸收光谱能够对矿井瓦斯浓度进行监测，技术有应用范围广泛，通过双波长和单光源做好调制，能够对大范围的物象进行监测，保证了精度，目前技术看，监测范围0.00%～10.00%，误差低于0.06%，25秒就能够得到相关的测量数据。该技术与安全监控系统的有机结合，能够全面对安全隐患进行自动报警、自动断电。

3.2 互联网技术

网络的快速发展，推动了各项技术进步，随着传输及处理技术越来越成熟，数据应用也更加普遍，当前，传输处理速度及信息的可靠性大大提升，以太网技术是互联网技术核心内容，以太网在煤炭监测技术中得到了良好的运用，具有很大的实用性，能够快速准确对各种信息进行传递，传输速度达10G，信息的精准度避免了错误预警概率。

4 当前存在的问题及未来发展趋势

4.1 目前存在的问题

矿井安全监控技术及系统对于矿井生产有着巨大的促进作用，在各大矿区得到广泛应用，但系统也存在一些不容忽视的问题。一是智能传感器性能差。传感器是矿井安全监测技术及系统的主力构件，性能好坏决定了影像的清晰程度和数据的精准度，一些传感器存在寿命短、不精确、受干扰的问题，影响了监测效果。二是通信协议不规范。当前，市场化条件下，井下传感器及安全监测程序生产厂商多，没有形成统一的产品格式，一些软件产品无法形成兼容设计，通信协议也不统一，造成了不同厂商产品软件层次互不兼容的情况，给监测带来了困扰。三是系统智能化不够。当前，系统还没有形成高智能，其性能还存在问题，矿井安全监测系统发展不快，一些数据采集、处理及研判还缺少高级处理能力，新算法和程序没有在系统中全面应用。四是井下人员素质有待提升。智能化设备应用到矿井生产中，由于缺乏相关的技术维护人员，不能很好地发挥设备作用，比如说，传感器安装位置往往存在误差，不能及时做出数据收集和传输。

4.2 发展趋势

未来发展过程中，随着计算机技术及工业电子技术的全面创新与发展，更多的高新设备得到了应用，在矿井安全监控技术及系统中，将会呈现更加良好的监测质量，系统将会基于开放式互联模型主站-分站集散式结构进行开发利用，进一步提升专家决策能力，使系统软件更加兼容，有效提高了分站、传感器、断电仪、电源不同单元的性能，矿井安全监控技术及系统可靠性会增强，有效降低矿井生产安全风险。

5 结束语

煤炭是重要的能源，要全面保证矿井生产安全，才能维护好企业经济效益。通过安全监控系统为矿井避险，只有全面提高互联网、设备、人员的相互关联，才能更好地发挥矿井安全监控系统功能，保证矿井生产连续性、稳定性。

参考文献：

[1]蔡崇.煤矿安全监控系统瓦斯预警结果分析方法[J].工矿自动化，2018，44（10）：15-18.

[2]宋彪.煤矿安全监测监控系统在井下的应用探讨[J].能源与节能，2018（09）：175-176.