煤矿安全综合监控的网络管理系统研究(1)

唐宁

摘要：煤矿开采作业环境复杂且恶劣，安全问题同时受地质因素、人为因素、机械设备等影响。传统煤矿安全监管的被动性较强且管控体系不完善，无法全面有效防控煤矿安全事故。建立综合监控的网络管理系统，实时跟进矿井作业人员的工作信息动态，密切注意地质环境变化及瓦斯和通风情况，构建主动安全防控体系，将有助于提高煤矿安全管理水平。本文首先概述了煤矿安全综合监控网络管理系统的价值、组成及主体功能，其次重点分析了井下人员定位监控系统及瓦斯监测系统，希望能为相关企业提供一定参考。

关键词：煤矿;网络管理系统;井下定位;瓦斯监测

煤矿安全生产事关国计民生，既具有重大经济价值又具有重大社会价值，由于煤矿井下作业环境特殊，存在瓦斯泄露、底层突水、矿井坍塌等多种风险，不仅对煤矿企业的正常经营和经济效益构成威胁，而且对作业人员的生命健康造成威胁。煤矿企业在安全管理中尤其要重视对井下人员的定位监控和瓦斯监测，为确保监测数据精准，提高监控工作效率，降低监控成本，必须建立安全综合监控网络管理系统，笔者就此进行以下分析和探讨。

一、煤矿安全综合监控网络管理系统概述

（一）价值意义

煤矿安全生产综合监控网络管理系统，以推进“装备现代化、系统自动化、管理信息化”建设，实现煤矿增产增效为目的。安全监控网络管理系统以互联网、智能化设备、电子通信技术等为依托，对煤矿作业环境及井下人员等进行集中、连续监控，可以减少人力成本，提高了生产调度效率，加强风险防控，保证安全生产。

（二）系统组成

该系统是一个综合性安全监控管理系统，根据煤矿生产作业的特点具体分为环境监测系统、人员监测管理系统、设备检测系统、现场安全管理系统等。其中环境监测系统主要包括：矿井中硫化氢、甲烷、瓦斯等易燃易爆气体监测，矿井离层及顶部应力监测，地下水位监测等;生产设备检测主要是对监测胶带、电缆的温度，以及设备振频;人员监测管理主要是井下人员定位;现场安全管理系统即对作业现场的无线通信进行监测安全排查。[1]

（三）主体功能

煤矿安全综合监控网络管理系统的主体功能部分包括矿端监控设备、传输网络、以及集成安全控制中心（如图1）。这些部分既相互独立又紧密联系，各功能部分内部通信使用TCP/IP协议。矿端监控设备处于工作第一线，实时采集煤矿现场信息;传输网络建立矿端与监控中心之间的数据传输路径，按照标准通信协议进行数据信息传递;控制中心属于系统中枢，负责监控指令发布，数据存储处理、报警预警等。

二、煤矿井下人员定位监控系统

井下人员定位系统借助GPS技术，通过反馈井下作业人员或车辆携带的无线识别卡电波信号来确定人员及车辆的具体位置及运动状态，以及停留时间等。井下定位能够对作业人员的工作状况进行有效监管，避免违规操作;同时可以有效避免监管脱节。

（一）井下人员定位联网

鉴于煤矿企业的网络环境及传输线路的多样性，目前井下人员定位的数据传输软件通常采用IP数据包进行传输，以便于兼容不同网络，确保数据传输的稳定性和及时性。

（二）系统主要功能

首先，定位系统的最大优势在于动态掌控和实时报警，通过对矿井作业人员的动态监控、轨迹查询，可以全面掌握人员作业状态，为第一时间作出危险警示创造有利条件。实时监控数据可以显示全区井下作业人数，实时状态，可以清晰显示各矿点的名称及位置，以及煤矿掉线情况等。其次，通过对人员运动轨迹的查询和监控，可以准确掌握人员出勤、操作等情况，对加强生产过程安全管理有较大帮助。另外，可实现实时报警。基于井下人员动态监控，对作业人员的违规行为作出警示和警报。比如危险操作，进入限制区域、停留时间及人员密度超限等，以及设备存在故障时的报警，如定位分站故障、识别卡功能故障，视频信号中断等。

三、煤矿瓦斯监测系统

煤矿瓦斯监控系统是针对矿井现场的瓦斯情况进行的监测监控。通过监测系统既可以全面了解矿井瓦斯环境，提前采取防控措施，还有利于提高生产调度效率和质量。其主要功能体现如下：

（一）GIS全局实时信息监控

瓦斯监测系统配合GIS技术，将发生瓦斯风险的矿井直接呈现在控制中心大屏幕上。[2]当某一矿井发出瓦斯报警时，在控制中心的电子地图上会将对应矿点标识为红色或黄色，且报警紧急程度不同其颜色也有所不同，值班人员及安全管理者能够及时发现。管理人员只需点击对应的报警区域就可以直接跳转到对应区域的井下通风系统，从而清楚地查看瓦斯数值、风机开停状态等信息，准确找到故障症结并进行及时处理。

（二）瓦斯数据分析

此系统包括监测报表、趋势分析两个系统部分。首先，监测报表分析系统对各矿井的传感器数据进行详细统计分析，以此判断各传感器的运行是否正常，并对异常数据予以分检。同时从瓦斯超限报表中也能够准确了解瓦斯超限情况，便于判明原因及时处理。[3]其次，趋势分析系统按照一定的时间精度对传感器采集到的瓦斯波动数据进行分析，探查瓦斯变化周期规律，波动原因及频率等，通过系统分析和探查，可以提前预测瓦斯变化周期，便于指导安全生产。

结语

推广使用煤矿安全生产安全综合监控的网络管理系统，加大對煤矿井下环境及人员作业的动态监控，既有助于加强煤矿生产的风险控制，降低人员生命及企业经济损失，又可以提高管理效率和管理质量。系统建设中，各煤矿企业必须结合自身实际条件，灵活配置及选用技术和设备，以此达到最佳功效。

参考文献

[1]亓校岳.煤矿安全监测监控系统现状及发展趋势[J].现代矿业，2019（9）：217-219

[2]暴晶，张欣，朱谨，张凯.基于地理信息背景的煤矿安全综合监控系统[J].电子世界，2017（10）：155-156+159

[3]王彩林.煤矿安全生产中瓦斯监控系统的应用研究[J].当代化工研究，2020（12）：32-33