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關鍵詞煤礦；煤礦安全；安全監(jiān)測；監(jiān)控系統(tǒng)；問題

中圖分類號：TD76 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0155-01

我國大多數(shù)礦井都安裝了煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，但是在實際工作中，這些監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的使用存在一些問題，沒有將其作用真正的發(fā)揮。在煤礦生產(chǎn)中安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的相關專業(yè)技術人員相對的缺乏，進行這項安全監(jiān)測監(jiān)控工作的人員，大多只進行生產(chǎn)中的監(jiān)測，而沒有進行安全方面的監(jiān)測監(jiān)控，因此造成了一些煤礦安全事故[1]。這些安全事故的發(fā)生，是因為沒有對其安全監(jiān)測監(jiān)控高度的重視，也包括安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)本身存在一定的不足，導致效果不好，隱藏著安全隱患。對煤礦生產(chǎn)中存在的問題進行總結分析，進而提出針對性解決策略。

1煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題

1.1 缺乏安全監(jiān)測觀念

部分煤礦生產(chǎn)業(yè)主以及管理人員在思想上沒有高度的認識，對安全監(jiān)測監(jiān)控的重要性沒有引起高度的重視。在煤礦生產(chǎn)中發(fā)生安全事故是不可避免的，即使安裝了煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，也是會發(fā)生煤礦安全事故。安裝煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，在其正常運行時，還是需要人工井下監(jiān)測，所以他們將工作的重心，放在了生產(chǎn)上，而忽視了安全監(jiān)測監(jiān)控的重要性。

1.2 監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)不健全

煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控的系統(tǒng)以及程序規(guī)定了完整的煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控工作流程。而在一般的評價公司是將工作的程序以示意圖的方式來呈現(xiàn)，對于客觀的監(jiān)測監(jiān)控失去了完整度以及科學性，因監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的建立上存在很大的不健全。

1.3 安全監(jiān)測監(jiān)控針對性較弱

煤礦系統(tǒng)的安全性問題，受到了地質(zhì)條件、開采條件、巖力學性質(zhì)、開采工藝、通風管理等多方面的影響，因此對于煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控的分析要實現(xiàn)地域、地質(zhì)等針對性，這樣就難以實現(xiàn)對于監(jiān)測監(jiān)控的準確度，安全的保證就難以實現(xiàn)。

1.4 監(jiān)控人員業(yè)務水平低

在煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中有很多科技，這需要有一定技術的人員進行監(jiān)測監(jiān)控管理，在煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中有傳感器、計算機、電子技術等，這些都需要有一定的專業(yè)知識和技術[2]。然而，在實踐監(jiān)測工作中，管理人員的文化程度相對較低，出現(xiàn)參差不齊的現(xiàn)象，甚至有部分人員并未經(jīng)歷正規(guī)的選撥而進入到監(jiān)測監(jiān)控中工作，導致缺乏一定的安全及防爆意識，同時還缺乏相應的操作技能，對于一些較為先進的工作并不能夠?qū)ζ洳僮鳌?/p>

2煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的解決對策

2.1 轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念

煤礦安全生產(chǎn)直接關系到財產(chǎn)、人員安全，因此，要求煤礦工作人員樹立監(jiān)控管理意識。首先，建立相應的安全監(jiān)控管理方法，通過規(guī)章制度的約束，逐漸引起工作人員的重視。其次，加大安全監(jiān)控管理力度，通過宣傳，使煤礦企業(yè)中每一位工作人員意識到安全監(jiān)控的重要性[3]。如：可通過微信、微博及QQ平臺等，在這些論壇中宣傳如何安全監(jiān)控，以及最近全國各地發(fā)生的煤礦安全事故，提高工作人員的警惕性。再次，加強領導對安全監(jiān)控的重視。建立相應的領導值班制度，讓領導參與到安全監(jiān)控工作中，與基層監(jiān)控人員共同對煤礦安全進行監(jiān)控，這樣一來，能夠激發(fā)基層人員工作信心，一旦發(fā)現(xiàn)問題，可及時向領導匯報，通過討論及交流等制定詳細解決對策。最后，做好煤礦通風安全工作。由于在煤礦開采中會出現(xiàn)二氧化碳及一氧化碳、瓦斯等氣體，不僅對現(xiàn)場工作人員身體有害，若不及時進行通風，可能發(fā)生火災或爆炸事故，將造成嚴重的人身及財產(chǎn)損失。為此，應對煤礦通風機進行監(jiān)控，確保其正常運行。

2.2 建立監(jiān)控系統(tǒng)

近幾年來，隨著信息技術的不斷發(fā)展，煤礦安全生產(chǎn)中應充分利用現(xiàn)代信息技術，建立相應的監(jiān)控系統(tǒng)。并派遣相應工作人員輪流工作，一方面減輕人員的工作量，另一方面還能夠提高監(jiān)控效率。此外，還應做好煤礦安全監(jiān)控設備及檔案的相關管理，全面及系統(tǒng)反應設備的性能及其使用性。在煤礦生產(chǎn)地區(qū)建立相應的系統(tǒng)維護中心，定期對監(jiān)控設備進行檢修，確保監(jiān)控系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。并配備足量的專職監(jiān)測人員，實現(xiàn)24小時輪流制，對煤礦瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)進行查詢，并繪制相應曲線，生成監(jiān)測報表等，以便人員查看，并以此為依據(jù)，采取預防性對策[4]。

2.3 加強監(jiān)控人員素質(zhì)

要想較好的實現(xiàn)煤礦安全監(jiān)控，較為重要的就是完善內(nèi)部監(jiān)控制度。首先，對監(jiān)控方面進行嚴格規(guī)定，明確職責，使工作崗位落到實處，做到人人負責。其次，做好監(jiān)控人員的培訓工作，使其掌握正確的操作規(guī)范，時刻與相關部門保持聯(lián)絡。其培訓不僅包括技能而且還包括理論知識，若沒有豐富的理論知識，一切都是徒然，只有具備豐富的理論知識，才能夠?qū)⒗碚撆c實踐有效的結合起來。最后，可開展技能活動大賽，在活動中鍛煉人員技能，使其得到有效開展[5]。

3結束語

總而言之，煤礦安全生產(chǎn)直接關系到人身安全及企業(yè)的財產(chǎn)安全，因此，應做好煤礦安全監(jiān)控工作。本文通過分析煤礦安全監(jiān)控現(xiàn)狀，然后重點分析安全監(jiān)測策略，從監(jiān)控制度、監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控人員的素質(zhì)等幾方面進行詳細探討，旨在提高煤礦生產(chǎn)的安全性，促進企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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Abstract: In recent years, the situation of production safety of China's non-coal mining enterprises is very serious. The frequent heavy accidents not only caused tremendous damage to the state property and people's lives, but also resulted in adverse social impact, so the the security of non-coal mines have become major issue that has an impact on the mining production and even the social stability. This paper expounds safety monitoring system of the non-coal mines and the analysis and control of its risk and harmful factors, and puts forward several supervisory measures.

Key words: non-coal mines; production safety; supervisory system中圖分類號：X924.3文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）

非煤礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)是各礦生產(chǎn)、安全及管理方面的實時監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng),對于非煤礦山的生產(chǎn)運行狀況,安全水平、預測預報具有重要的作用。非煤礦山行業(yè)是高危行業(yè),粉塵、水災、火災、地熱等困擾著礦業(yè)生產(chǎn)的健康發(fā)展。鄉(xiāng)鎮(zhèn)非煤礦山事故頻發(fā),百萬噸死亡率是國有重點非煤礦山的7倍,這就充分證明,先進的技術、可靠的裝備、合格的人才和到位的管理,是非煤礦山安全生產(chǎn)的重要保障。 1 非煤礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)概述 非煤礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)是非煤礦山安全高效生產(chǎn)的重要保障。非煤礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)分井下和地面兩部分。井下主要設備是礦用分站,是井下信息收集處理的基本單元,配接風速傳感器、溫度傳感器、一氧化碳傳感器、負壓傳感器、機電設備開停傳感器、風門開閉傳感器、饋電傳感器完成采區(qū)數(shù)據(jù)采集,實現(xiàn)對生產(chǎn)場所的安全監(jiān)測與控制。地面主要設備是信息采集處理中心:由傳輸接口、監(jiān)測管理軟件、監(jiān)控主機、備用機、打印機、監(jiān)視器以及信號避雷器等組成,主要把井下上傳的監(jiān)測控制信息及時傳輸?shù)椒敲旱V山各個生產(chǎn)部門,對井下環(huán)境進行綜合分析和科學判斷,確保非煤礦山生產(chǎn)的安全。 非煤礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)用來監(jiān)測CO濃度、CO2濃度、O2濃度、風速、風壓、溫度、煙霧、饋電狀態(tài)、風門狀態(tài)、風筒狀態(tài)、局部通風機開停、主通風機開停等。當某一監(jiān)控出現(xiàn)超標報警時，提醒領導、生產(chǎn)調(diào)度等及時將人員撤至安全處。

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近些年來，隨著我國煤礦行業(yè)的發(fā)展，煤炭事故發(fā)生的次數(shù)越來越多。煤炭事故的頻頻發(fā)生，不僅對人們的生命安全造成極大的威脅，也不利于國家的財產(chǎn)安全。所以煤炭安全監(jiān)控系統(tǒng)就顯得愈發(fā)重要。文章就我國煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)技術管理的應用進行了簡要的分析與總結，并結合實際監(jiān)測提出合理化的解決措施，以便更好地推動煤礦行業(yè)的發(fā)展。

關鍵詞：

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)；技術管理；應用

1概述

近些年來，我國煤炭行業(yè)迅速發(fā)展，躍居成為世界上重要的煤炭出口國，也是世界上使用煤炭較多的國家。由于現(xiàn)階段我國使用煤炭的數(shù)量在一次能源中占有較大的比例，對于煤炭的需求較大，煤礦行業(yè)發(fā)展處于一種穩(wěn)步增長的態(tài)勢。我國由于自然條件的限制，煤礦的開采條件十分復雜，非常容易出現(xiàn)事故。煤炭行業(yè)的危險性很大，除了容易受地震所引起的塌方等自然因素的影響，很容易因為在操作環(huán)節(jié)的一個小小的過程從而帶走無數(shù)人的性命，所以說煤礦行業(yè)是一種高危職業(yè)。為了避免煤礦事故的發(fā)生，我們應該通過一系列的手段保障煤礦的安全生產(chǎn)。國家制定了一系列的方針政策規(guī)定了煤礦無論大小，都必須安裝煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)。因為煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通過運用高科技技術，實現(xiàn)了對煤礦全方位、多層次的管理，能夠更加方便、快捷、直觀的獲取所需的信息，及時對發(fā)生的情況進行預警，為煤礦安全生產(chǎn)提供堅實的后盾。

2煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)裝備情況

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)由地面中心站、光纜傳輸交換機、井下監(jiān)控分站、遠程斷電器、近程斷電控制器、模擬量傳感器、開關量等組成。地面中心站是整個系統(tǒng)的核心部分。整個系統(tǒng)的工作原理為井下監(jiān)控分站根據(jù)設定好的方式接收信號，并對接收到的信號進行整合分析，處理不準確的信息，并將處理后的信息傳送給地面中心站，通過地面中心站的機器顯示；而傳感器的作用是將獲取到的信息轉(zhuǎn)化為電信號，電信號有一個限制因素是：它不能單獨顯示、也不能傳輸，必須依托顯示設備才能顯示出來并轉(zhuǎn)換為可以傳輸?shù)男盘?。而監(jiān)控系統(tǒng)可以通過對電信號進行分析，如果出現(xiàn)突況時，電信號會進行預報，并分析出現(xiàn)問題的原因。

3煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的意義

在以前沒有煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的時候，一旦井下發(fā)生突況，由于無法及時獲取信息，往往會造成救援人員到達事故發(fā)生地點較晚，使得事故損害更大。而煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的應用，由于運用了科學的手段，對井下情況進行實時的監(jiān)察，一旦有問題出現(xiàn)及時將信息反饋到地面監(jiān)控系統(tǒng)。而且煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)可以對于井下瓦斯的濃度值進行監(jiān)控。如果井下瓦斯的濃度值超過標準值，系統(tǒng)會自動報警并切斷電源，減少事故的發(fā)生。而一旦瓦斯的濃度值回歸正常水平，系統(tǒng)就會解除警報然后提供用電，從而恢復生產(chǎn)。而這個優(yōu)點是通過人工檢查所無法做到的。井下作業(yè)會面臨一大問題，就是通風。如果不能及時通風，井下工作人員十分有可能會煤氣中毒，所以通風問題是十分有必要解決的。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)可以記錄瓦斯涌出的變化情況，工作人員通過對存儲的數(shù)據(jù)進行分析掌握瓦斯的變化規(guī)律，從而制定相應的應對通風問題的計劃?？梢哉f使用煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)可以科學地對井下情況進行監(jiān)控，對獲取的數(shù)據(jù)進行整合分析，為解決問題提供了可靠的科學依據(jù)。

4煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)技術管理的應用

4.1實際運用

隨著我國科技實力的不斷提高和信息技術的不斷進步，相關的科研機構不斷地推出不同種類與實用性的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的專業(yè)性、穩(wěn)定性、科學性不斷提高，以此滿足我國企業(yè)日益增長的需求。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)在避免煤礦事故的發(fā)生方面有著十分重大的作用。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)在井下將各個裝備連接起來，建立了一套系統(tǒng)性、科學化的網(wǎng)絡。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中的預警機制能夠?qū)崟r監(jiān)控到煤礦中各個情況。由于是機器作業(yè)，沒有人工作業(yè)的時間限制，系統(tǒng)可以全天、連續(xù)性的對井下情況進行監(jiān)控。而且各個設備將獲取的信息傳送到地面中心站，地面中心站對獲取的信息進行有效地整理，能夠清楚地了解井下的實際情況，避免在突況發(fā)生時難以應對。

4.2光纖傳感技術

隨著相關企業(yè)與研究機構在這一方面加大研究的力度，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的性能得到很大的提高。就當前容易出現(xiàn)的一些問題，如精確度低、穩(wěn)定性差等，有關機構研發(fā)出了新型的技術———光纖傳感技術，并且將這一技術運用到煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中的甲烷傳感器是進行災害預警與處理的一個關鍵性的設備。然而我國常用的甲烷傳感器一直面臨著穩(wěn)定性差、壽命短等問題。而光纖傳感技術是最近幾年才研發(fā)出來的一種高效傳感技術。光纖傳感由于其材質(zhì)的特殊性，具有使用壽命長、使用形式多樣、安全等優(yōu)點，十分適用于將其運用到煤礦行業(yè)中。光纖傳感技術還具有其他的優(yōu)點。例如除了通風問題之外，灰塵也是煤礦災害易發(fā)的原因之一。在井下工作的人員由于長期吸入灰塵，肺病的患病率十分之高。而且灰塵的燃點低，當灰塵的濃度達到一定的數(shù)值時，一旦遇到明火就極易發(fā)生爆炸。需要注意的是，粉塵爆炸的威力要遠遠大于瓦斯爆炸?；覊m爆炸會產(chǎn)生大量有毒氣體，而在井下又很難將氣體排放出去，所以會對井下人員造成二次傷害。而光纖傳感技術占地面積小、易安裝的特性可以減少設備的占地面積、節(jié)約空間，將空間更多的運用到煤炭開發(fā)中去。通過使用光纖傳感技術對井下空氣中的灰塵含量進行及時的監(jiān)測，達到高準確度、高效率的監(jiān)測作用。

5結束語

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)憑借其可靠性高、準確度高、實用性強、安全性高等特點減少了煤礦企業(yè)事故發(fā)生的次數(shù)，從一定程度上保護了礦區(qū)工作人員的性命，進而保護了國家財產(chǎn)。而且由于煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)運用互聯(lián)網(wǎng)技術，使得工作人員的工作效率大幅度提高。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的預警功能可以培養(yǎng)工作人員的安全意識，從而降低事故的發(fā)生頻率。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)在我國煤炭行業(yè)生產(chǎn)和監(jiān)控中發(fā)揮著巨大的作用。但是雖然我國煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展而不斷更新升級，但是我國的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)封閉性較強，各個職能部門相對較為分散，信息的傳遞容易出現(xiàn)滯后的問題，從而嚴重影響了各個部門對于信息的使用度，沒有真正發(fā)揮出煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)所應該發(fā)揮的功能，不利于煤炭行業(yè)科學生產(chǎn)目標的實現(xiàn)。為了真正發(fā)揮出煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的作用，應當建立起一個全方位一體化的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，將監(jiān)控系統(tǒng)的各方面結合起來。需要注意的是，除了建立一個全方位一體化的綜合監(jiān)控系統(tǒng)外，工作人員應當定期對系統(tǒng)進行檢查，并對發(fā)現(xiàn)的問題及時解決，對于任何小問題不忽視、不放棄，從而推動煤礦產(chǎn)業(yè)的和諧化發(fā)展，提高企業(yè)的安全管理能力。

作者：李軼 單位：三峽大學水利與環(huán)境學院

參考文獻

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【關鍵詞】煤礦；安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)；無信號；誤報警

當前，為了有效監(jiān)測并防范重大煤礦事故的發(fā)生，我國大部分煤礦已經(jīng)進行了安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的安裝，并起到了重要的監(jiān)控、預警作用。但是在實際工作當中，仍然存在無信號、誤報警的情況發(fā)生，從而導致了很嚴重的煤礦安全事故。因此應當加大對煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)防治無信號、誤報警技術的分析和研究。

1煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)構成分析

主站、分站、交換機、電源、執(zhí)行機構、數(shù)據(jù)傳輸電纜、各種傳感器、傳輸接口、系統(tǒng)軟件以及地面上位機等共同組成了煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。在系統(tǒng)中，利用依次巡檢的方法，監(jiān)控系統(tǒng)主機能夠?qū)崿F(xiàn)對各個分站數(shù)據(jù)的收集，并通過解析之后進行數(shù)據(jù)顯示。同時，如果在數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)故障，安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)也會對信號、報警等異常信息進行顯示，然后相關工作人員再根據(jù)信息進行檢查和相關處理。

2煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)無信號、誤報警原因及防治技術分析

2.1無信號、誤報警原因分析

2.1.1安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)傳輸線路受到干擾造成無信號、誤報警傳輸距離長、側點多且分布廣是我國煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點，分站到主站的距離從幾千米到二、三十千米長短不等，而分站與傳感器之間的距離從幾十米到幾千米長短不等。礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的這種特點，再加上煤礦工作容易受到具體環(huán)境的影響，就造成系統(tǒng)線路在鋪設過程中，容易形成一個耦合回路。如此一來，當啟動變頻器或者開停一些大型機電設備時，由于部分線路距離變頻器較近，從而使系統(tǒng)受到強大電磁脈沖的影響和干擾。這種影響和干擾會與正常信號進行疊加，然后產(chǎn)生變數(shù)或者“大數(shù)”，進而監(jiān)測值在系統(tǒng)軟件上的顯示就會出現(xiàn)異常，不是沒反應就是會突然變大，從而最終產(chǎn)生無信號或誤報警。2.1.2傳感器受到特殊情況的影響，其運行不穩(wěn)定造成無信號、誤報警由于煤礦企業(yè)很多工作都要在井下進行，而井下環(huán)境濕度較大，使得傳感器電路板或元件受潮，從而產(chǎn)生氧化現(xiàn)象，導致傳感器性能不穩(wěn)。尤其是受到濕度的影響，在更換傳感器時接頭容易因氧化而變得接觸不良，從而造成無信號或者誤報警現(xiàn)象。當煤礦井下灑水時，傳感器會因進水產(chǎn)生線路破損情況，如果這種情況沒有得到很好處理，傳感器的運行就不穩(wěn)，從而造成無信號、誤報警的情況發(fā)生。2.1.3供電不穩(wěn)定造成無信號、誤報警煤礦井下工作區(qū)域供電電源距離變電站比較遠，這種情況下就要產(chǎn)生壓降，當啟動大型電器設備時，就會產(chǎn)生較大的電壓波動，且超出了分站工作的正常范圍，從而造成設備運轉(zhuǎn)不正常，導致出現(xiàn)短時間的無信號、誤報警。

2.2無信號、誤報警防止技術分析

通過對煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)無信號、誤報警原因的分析發(fā)展，發(fā)生無信號、誤報警現(xiàn)象的原因多為外界影響和干擾。對于無信號、誤報警的判斷流程如圖1所示。針對無信號、誤報警時，傳感器數(shù)據(jù)會發(fā)生異變情況，如持續(xù)時間短、數(shù)值變大等，對于無信號、誤報警采取監(jiān)控系統(tǒng)軟件處理的方式來進行防治。2.2.1觀察監(jiān)測值變化狀態(tài)及處理技術煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在正常運行情況下，其測點報警監(jiān)測值有一個逐漸上升的過程，但是由于外界影響和干擾引起的誤報警監(jiān)測值會呈現(xiàn)垂直上升的狀態(tài)，且傳感器的頻率值也會成倍上升。因此，當傳感器監(jiān)測值的上升大于傳感器頻率的倍頻或者最大理論增長值時，就被斷定為為監(jiān)測值異常。但是還有一種情況也會引起傳感器監(jiān)測值發(fā)生異常，即瓦斯在線標校的情況。所以，首先應當進行傳感器表校狀態(tài)的監(jiān)測和判定，然后在進行監(jiān)測值變化狀態(tài)的監(jiān)測。通過這兩種監(jiān)測，能夠有效防止或減少無信號、誤報警現(xiàn)象的發(fā)生。2.2.2觀察持續(xù)時間并處理當煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)無信號、誤報警現(xiàn)象時，應當按照傳輸通道內(nèi)的分站順序進行逐個巡檢，在這種巡檢方式之下，分站的數(shù)量決定了巡檢的周期，巡檢周期會隨著分站數(shù)量的增多而變長，但最多不會超過30秒。當發(fā)現(xiàn)某一分站監(jiān)測值發(fā)生異常狀態(tài)時，系統(tǒng)會自動改變之前按照分站順序進行逐個巡檢的方式，縮短對該分站的巡檢周期，提高傳感器所在分站的巡檢頻率，而其他分站的巡檢方式保持不變，并對該分站進行多次巡檢，從而有效防止或減少無信號、誤報警情況的發(fā)生。2.2.3利用傳感器對系統(tǒng)無信號進行判斷和處理在安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中對各路電源所接入的傳感器進行配置，如果傳感器沒有數(shù)據(jù)產(chǎn)生，那么就可以通過對電源電壓的判斷，來斷定無信號狀態(tài)的原因，如傳感器的電源是否處于短路狀態(tài)等。另外，還可以通過對電流的判斷，來進行系統(tǒng)無信號現(xiàn)象的斷定。如果電壓、電流都正常，則就能夠斷定出是傳感器發(fā)生故障或者電纜故障，從而從這些方面入手對無信號現(xiàn)象進行處理。

3結束語

綜上所述，影響煤礦安全生產(chǎn)的一個重要因素，就是其安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中無信號、誤報警現(xiàn)象的發(fā)生。因此，只有對無信號、誤報警產(chǎn)生的原因進行分析，然后根據(jù)原因分析找到科學的處理方法，并對其進行有效防治，才能夠保證我國煤礦的安全生產(chǎn)。

參考文獻

[1]安永忠.對我國煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的認識和研究[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2010-04-25.

篇5

關鍵詞：監(jiān)控系統(tǒng)通信技術發(fā)展方向

中圖分類號：TN91文獻標識碼： A

煤炭是我國的主要能源，近年來，我國煤礦安全生產(chǎn)形勢逐年好轉(zhuǎn)，事故起數(shù)、死亡人數(shù)、百萬噸死亡率均大幅下降。由于賦存條件差、災害嚴重、地方小煤礦多等原因外造成我國煤礦安全生產(chǎn)壓力大。隨著煤礦機械化、自動化、信息化程度的提高，大大改善了煤礦生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境和煤礦抵御自然災害的能力。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是煤礦井下安全避險“六大系統(tǒng)”之一，在煤礦瓦斯防治、災害預警和事故調(diào)查中發(fā)揮著重要作用。但我國煤礦在監(jiān)控系統(tǒng)與通信技術方面存在很多不足，與發(fā)達國家之間還存在很大的差距。

1、煤礦監(jiān)控與通信技術的現(xiàn)狀

1.1全礦井通信技術與系統(tǒng)

研究發(fā)現(xiàn)了一些礦井無線傳輸規(guī)律及特性，分析總結了礦井移動通信的特殊性和需求。針對礦井無線傳輸衰減大、發(fā)射功率受限、設備體積小、抗干擾能力強、抗故障能力強、防護性能好、電氣防爆、電源電壓波動適應能力強等特點，提出多基站礦井移動通信系統(tǒng)網(wǎng)絡結構，提出礦井移動通信與應急通信系統(tǒng)性能要求和方法。礦井移動通信系統(tǒng)在煤礦安全生產(chǎn)調(diào)度、安全避險和應急救援中發(fā)揮著重要作用。

1.2煤礦井下人員位置監(jiān)測技術、標準與系統(tǒng)

針對GPS信號不能覆蓋煤礦井下巷道、礦井無線傳輸衰減大、電氣防爆等特點，提出了煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)主要技術要求和測試方法：

(1)識別卡與分站之間的無線傳輸距離不小于10m 。

(2)識別卡位移速度不得小于5m/s。

(3)識別卡并發(fā)數(shù)量不得小于80個。

(4)系統(tǒng)漏讀率不得大于10。

(5)識別卡數(shù)量應不小于8000個等。

提出了煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)裝備要求：各個人員出入井口、采掘工作面等重點區(qū)域出入口、盲巷等限制區(qū)域應設置分站?；赗FID的煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)，宜設置2臺以上分站或天線，以便判別攜卡人員的運動方向。巷道分支處應設置分站，巷道分支的各個巷道應設置分站或天線，以便判別攜卡人員的運動方向。煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)在遏制超定員生產(chǎn)，防止人員進入危險區(qū)域，事故應急救援，及時發(fā)現(xiàn)未按時升井人員，領導下井帶班管理，特種作業(yè)人員管理，井下作業(yè)人員考勤，持證上崗管理等方面發(fā)揮著重要作用 。

1.3煤炭產(chǎn)量遠程監(jiān)測技術、標準與系統(tǒng)

根據(jù)遏制煤礦超能力生產(chǎn)等需求，提出了煤炭產(chǎn)量監(jiān)測信息遠程傳輸通信協(xié)議、每小時產(chǎn)量文件數(shù)據(jù)格式、系統(tǒng)工作異常文件數(shù)據(jù)格式、初始化參數(shù)文件數(shù)據(jù)格式；提出了監(jiān)測與顯示要求、超產(chǎn)監(jiān)測與顯示、時產(chǎn)量監(jiān)測與顯示、系統(tǒng)工作狀態(tài)監(jiān)測與異常顯示；提出了基于有功功率監(jiān)測、基于圖像監(jiān)測和計量裝置工作狀態(tài)監(jiān)測的防作弊方法。煤炭產(chǎn)量遠程監(jiān)測系統(tǒng)是加強了煤炭產(chǎn)量監(jiān)測與管理、遏制煤礦超能力生產(chǎn)的重要工具之一。

1.4無人值守遠程監(jiān)控技術與系統(tǒng)

為減少煤礦井下作業(yè)人員，避免或減少重、特大事故發(fā)生，研制成功煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)、排水監(jiān)控系統(tǒng)、膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)、軌道運輸監(jiān)控系統(tǒng)、膠輪車運輸監(jiān)控系統(tǒng)等，實現(xiàn)了煤礦井下機電硐室、壓風機房、水泵房、帶式輸送機等無人值守遠程監(jiān)控。

2、煤礦監(jiān)控與通信技術的未來研究方向

2.1 煤礦一體化通信技術與系統(tǒng)

為滿足煤礦生產(chǎn)調(diào)度與應急通信的需求，需要研究煤礦一體化通信技術與系統(tǒng)。研究有線與無線一體化通信技術，生產(chǎn)調(diào)度與應急通信一體化技術，語音、視頻及短信多媒體通信技術。研制具有如下功能的煤礦一體化通信系統(tǒng)：

(1)具有生產(chǎn)調(diào)度、報警聯(lián)動、應急擴音通信、緊急呼叫、避險與逃生聲光提示、位置監(jiān)測等功能。

(2)具有語音、視頻、短信等通信功能。

(3)具有移動和固定通信功能。

2.2無人工作面遙控技術

采掘工作面是煤礦事故多發(fā)地點。因此，要通過煤礦監(jiān)控、通信與機械化，減少煤礦采掘工作面作業(yè)人員。目前采煤工作面能夠做到工作面有人巡視條件下的回采巷道遙控和記憶割煤，但不能自動識別煤巖，不能實現(xiàn)工作面無人控制。因此，需要研究煤巖分界識別技術和儀器，研究液壓支架、采煤機、刮板輸送機精確定位技術，進一步提高監(jiān)控的可靠性，實現(xiàn)無人工作面地面遙控。

2.3煤礦井下人員精確定位技術

煤礦事故應急救援急需煤礦井下人員定位系統(tǒng)，以便及時發(fā)現(xiàn)被困人員位置，爭取救援時問。GPS信號不能覆蓋煤礦井下巷道。目前，煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)主要采用RFID、漏泄電纜等技術，實現(xiàn)了煤礦井下人員位置監(jiān)測，在遏制超定員生產(chǎn)工作中發(fā)揮著重要作用。但這些系統(tǒng)不能實現(xiàn)人員精確定位，難以滿足災后救援的需求。因此，需要針對煤礦井下巷道特點，研究煤礦井下人員定位網(wǎng)絡結構和定位算法等，研制具有精確定位功能的煤礦井下人員定位技術與系統(tǒng)，實現(xiàn)煤礦井下人員精確定位。

2.4煤礦重大災害預警技術

煤礦重大災害預警是保障煤礦安全生產(chǎn)的重要措施?，F(xiàn)有煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)具有瓦斯等實時監(jiān)測、報警與斷電功能，部分系統(tǒng)具有瓦斯、火災、沖擊地壓等重大災害預警功能，但預警準確率較低，難以滿足煤礦安全生產(chǎn)需要。因此，迫切需要提高煤礦重大災害預警準確率，研究基于煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的瓦斯、火災、沖擊地壓等災害預警技術

2.5煤礦井下生命探測技術

煤礦井下發(fā)生災變后，生命探測技術和裝置是加快搜救進度，減少人員死亡的有效手段之一。由于煤礦井下電氣防爆，無線傳輸衰減大等特殊性，地面一些成熟技術難以直接在煤礦井下應用。這需要根據(jù)煤礦井下災后環(huán)境特殊性，研究用于煤礦井下的生命探測與定位技術。研究能夠穿透煤巖冒落物的礦用防爆超寬帶生命探測雷達、礦用防爆超低頻生命探測儀、礦用防爆便攜式人員位置檢測儀、礦用防爆光學生命探測儀、礦用防爆聲學生命探測儀等。

2.6 本質(zhì)安全光纖通信技術

以太網(wǎng)、光纖通信技術在煤礦井下應用，解決了監(jiān)控數(shù)據(jù)、工業(yè)電視等寬帶遠距離傳輸問題。但激光引爆瓦斯的極限功率和能量的研究較少。需要研究光信號引爆瓦斯的極限功率和能量，以及復用方式等影響。

2.7傳感器無盲區(qū)布置

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關鍵詞：煤礦安全；監(jiān)控系統(tǒng)；傳感器；計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)

中圖分類號：TD76 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）03-0100-03

我國是世界煤炭生產(chǎn)大國，占世界煤炭總產(chǎn)量的31%，但在煤礦生產(chǎn)過程中，我國煤礦死亡的人數(shù)卻占世界煤礦死亡人數(shù)的60%以上?？梢?，解決煤礦生產(chǎn)中的安全問題，已是煤礦生產(chǎn)中所要研究的重要課題。

在煤礦生產(chǎn)中運用安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)可以確保煤礦生產(chǎn)過程中的安全，因此安全監(jiān)控系統(tǒng)有“煤炭安全衛(wèi)士”的稱號。安全監(jiān)控系統(tǒng)以“安全第一，預防為主”為生產(chǎn)方針，通過對井下生產(chǎn)情況的實時監(jiān)控來保證煤礦生產(chǎn)在安全的狀態(tài)下進行。它在保證人員安全的情況下，還能夠提高煤礦企業(yè)的效益。

1 安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)

安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)采用的是信號采集、計算機監(jiān)控和數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)，以模板化設計思想來對硬件電路和軟件程序的各個子系統(tǒng)進行設計。針對監(jiān)控系統(tǒng)硬件部分，本文主要從硬件系統(tǒng)的組成和主要模板的電路來對其進行介紹。

為了實現(xiàn)快速的遠距離數(shù)據(jù)的傳輸，安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)采用MSP430F135的微控制芯片和MAX1480B數(shù)據(jù)通信接口電路；CH451專用芯片能夠通過串行接口的鍵盤顯示使得安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)具有實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和顯示各種狀態(tài)圖以及狀態(tài)表的功能。對于硬件部分的介紹，以實時電路圖對各個電路進行了詳盡的分析，主要包括數(shù)據(jù)的顯示電路，電源的轉(zhuǎn)換電路、采集信號的輸入電路以及輸出電路。

由于簡便線路連接的硬件系統(tǒng)，使安全監(jiān)控系統(tǒng)在惡劣的環(huán)境下依然能夠工作，并以良好的通用性，廣泛地應用在煤礦生產(chǎn)的過程中。

對于安全監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分，我們從以下幾個方面進行概述：

（1）通過數(shù)據(jù)編碼和數(shù)據(jù)通信技術對數(shù)據(jù)進行計算、判定以及聲光的報警，并在非本質(zhì)安全電路的情況下進行斷電控制，從而保證煤礦生產(chǎn)在安全的狀態(tài)下進行。

（2）在實時監(jiān)控的同時，還能夠?qū)δM量和數(shù)字量進行記錄，通過查看“模擬量實時數(shù)據(jù)監(jiān)測表”和“數(shù)字量實時數(shù)據(jù)監(jiān)測表”的報警記錄以及斷電記錄，得到第一手的安全資料。

（3）通過“工作現(xiàn)場”界面實時觀測，能夠看到動態(tài)的工作現(xiàn)場，以更加直觀的角度來對報警位置和斷電位置進行全方位的了解。

（4）安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)以遠程控制、異步控制和就地控制的方式入手，來對斷復電進行控制，使得事故發(fā)生的幾率降到最低。

本安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)集模塊化設計思想、研發(fā)周期短、可拓展性強、移植安裝方便、維護簡便等優(yōu)點于一身，使得今后在對系統(tǒng)進一步修改和添加的時候更為簡便。

2 安全生產(chǎn)監(jiān)控技術應用的現(xiàn)狀

針對我國煤礦計算機監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展時間較短的現(xiàn)狀，以傳感器、斷電儀、載波機、傳輸線路、計算機和模擬調(diào)度盤組成了初期的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。

為了能夠推進我國煤炭工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)代化腳步，我國不少煤礦井通過引進外國的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)來確保煤礦的安全。但是該系統(tǒng)在為煤礦安全發(fā)揮巨大作用的同時，還是存在著很多的問題。

在引進外國先進的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的同時，我國也在借鑒外國先進技術的基礎上，來自行研制開發(fā)屬于我國自己的KJ4、KJ22、KJ95、KJ66等先進的安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。KJ66安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)詮釋我國現(xiàn)在監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦領域的發(fā)展水平。

地面中心站、井下工作站、各種種類的傳感器、各種種類的執(zhí)行器和斷電的設備是安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的組成部分。

安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的地面中心站是通過KJ66主機、KCT3調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡XD510圖形終端、多媒體工作站、模擬盤、網(wǎng)絡服務器、集線器和KJ66等部分，來對井下現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)和生產(chǎn)所使用的設備進行監(jiān)測；對數(shù)據(jù)的核子秤計量進行采集和處理；對井下瓦斯的含量進行監(jiān)測。

安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)井下工作站是以安型分站、隔爆兼本安型電源和傳感器等部分來對礦井中的瓦斯、一氧化碳、溫度、風速和皮帶開停進行監(jiān)測。一方面，向地面中心站傳送所檢測的各種參數(shù)、狀態(tài)。另一方面，接受地面中心站對礦井的各種指令。工作站還能夠在井下發(fā)生危險的第一時間發(fā)出警報和斷電信號。

安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的傳感器能配接頻率型、智能型、電流型、電壓型和觸點型等類型的信號。

安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的斷電儀主要是對斷電控制和斷電開關的各項狀態(tài)進行實時的監(jiān)控，進而向地面中心站反饋。

安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的工業(yè)電視部分由前端攝像部件、網(wǎng)絡、中央控制機柜、多媒體工作站、調(diào)度顯示屏和多媒體工作站組成。其主要用于完成對主、副并絞車房，采區(qū)工作面，變電所，皮帶機頭等重要的監(jiān)控部分進行監(jiān)視，以同軸電纜傳輸、同軸電纜與光纜混合傳輸、光纜傳輸三種形式通過攝像機輸出。

3 安全生產(chǎn)監(jiān)控技術應用的目的

煤礦安全生產(chǎn)問題一直是煤礦生產(chǎn)中的最為重要的問題。為了能夠讓煤礦生產(chǎn)有一個快速、廉價、標準和高效的安全方案，通過使用煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)可有效對井下的甲烷、一氧化碳進行實時的監(jiān)控，當它們的濃度超標時進行報警；在地上的工作站就能了解到井下的電壓電流、設備開停等的具體情況；把井下發(fā)生的狀況實時進行數(shù)據(jù)的傳輸，通過對這些數(shù)據(jù)的分析，能夠及時地進行問題的處理，從而達到保護井下工人安全的目的，同時還能夠降低煤礦主的損失。

4 安全生產(chǎn)監(jiān)控技術應用的發(fā)展方向

隨著信息技術的飛速發(fā)展，人們在各個領域都開始通過引入寬帶網(wǎng)和多媒體的相關技術來提高工作效率。

4.1 監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控主機

隨著監(jiān)控主機的不斷發(fā)展，速度也更加快捷了，再結合完善的網(wǎng)絡功能，電視監(jiān)控圖像的處理也有了進一步的提高。在聲、像相結合的監(jiān)控中，運用了多媒體的監(jiān)控系統(tǒng)。

4.2 監(jiān)控系統(tǒng)的井下分站

在電子技術不斷發(fā)展的今天，必然能夠在技術不斷發(fā)展中來降低價格，減少體積和重量。

4.3 監(jiān)控系統(tǒng)的傳感器

在新元件層出不窮的今天，傳感器的壽命也會越來越長，智能化程度也會越來越高，功能和便捷性也會進一步地提高，也會縮小其體積和降低耗電量?，F(xiàn)階段的傳感器已經(jīng)能夠進行聯(lián)網(wǎng)了。計算機通信技術的不斷發(fā)展，為在礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中應用數(shù)字寬帶網(wǎng)提供了條件?，F(xiàn)在國內(nèi)正在為去除井下分站，使地面控制中心能夠直接接受井下傳感器的數(shù)據(jù)進行研究。

4.4 監(jiān)控系統(tǒng)的信號傳輸技術

通過將光纖技術引入到礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的方法，來對機電設備電磁的干擾和系統(tǒng)遭雷擊的現(xiàn)象進行根除，使系統(tǒng)更加的穩(wěn)定。

4.5 監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡化管理

雖然計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)在本礦井進行了應用，實現(xiàn)了本礦井信息的共享，但是外界的信息還是沒有聯(lián)系起來。若網(wǎng)絡化的管理系統(tǒng)把各個生產(chǎn)礦井、礦物局聯(lián)系在一起，就能夠形成一個完整的煤炭系統(tǒng)，使得煤炭的資源得到共享。

4.6 監(jiān)控系統(tǒng)的災害預測預報

對瓦斯和一氧化碳等有危害性的氣體含量驟然升高的前期能夠進行預報，使得系統(tǒng)更具智慧性，提高了礦井的安全性。

在科學技術不斷發(fā)展的今天，我們在發(fā)展煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的時候要加強先進的科學技術，來提高煤礦生產(chǎn)過程中的安全性，在確保工人生命安全的同時，還能夠降低煤礦主一些不必要的損失，在“早發(fā)現(xiàn)，早處理”的原則，煤礦安全。通過不斷的完善和進步，對煤炭安全生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)進行研究。

參考文獻

[1] 牛世衛(wèi).煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].機械管理開發(fā)，2003，（2）.

[2] 楊世興.煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].安防科技，2004，（5）.

篇7

關鍵詞：視頻監(jiān)控；煤礦；生產(chǎn)安全

將視頻監(jiān)控技術運用在煤礦安全生產(chǎn)中，可以有效保證生產(chǎn)的安全，視頻監(jiān)控技術是指利用信息交換、集中及共享等操作，實現(xiàn)將多個功能完善且獨立的系統(tǒng)綜合為有機的整體，實現(xiàn)系統(tǒng)維護以及管理的自動化、軟件界面合成、多種信息集成。信息技術與計算機生產(chǎn)技術成為了煤礦智能化生產(chǎn)的重要基礎。由于當前煤礦對安全生產(chǎn)的要求在不斷提升，視頻監(jiān)控技術也逐漸被廣泛運用在煤礦生產(chǎn)中，當前自動化控制系統(tǒng)已逐漸成為煤礦生產(chǎn)設備運行監(jiān)測、設備調(diào)控檢測和設備運行狀態(tài)校正切實有效開展的重要保障。依據(jù)事前設置的規(guī)則開展網(wǎng)絡視頻安全控制、危機處理、節(jié)能減排及生產(chǎn)告警等各項工作。

1視頻監(jiān)控技術

目前煤礦企業(yè)對生產(chǎn)安全有著較高的要求，因此，借助視頻監(jiān)控系統(tǒng)的全新技術，這樣可以良好控制煤礦的安全生產(chǎn)，實現(xiàn)生產(chǎn)的高效、穩(wěn)定、可靠[1]。視頻監(jiān)控系統(tǒng)有著十分完善的運行日志，可以按類型、時間、設備、報警等開展有效的統(tǒng)計。設備時間日志中，用戶能夠監(jiān)控某個設備的某一時間段內(nèi)的運行狀況，查看該設備在選定時間段內(nèi)的報警記錄。在事件日志內(nèi)，用戶可以借助日志記錄，詳細查看該設備在運行過程中出現(xiàn)的各種事件，開展綜合分析，如設備的開啟和關閉功能是否良好。視頻監(jiān)控測點由于具備信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)中用戶只用選擇某設備或測點，自行設置上下限、比例變換、語音文件、報警級別、專家意見等多種信息。

2視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結構

當前視頻監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品主要包含兩種類型，分別為數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)及模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)。其中模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)也包含兩種：一是以PC機為主的監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠切換和控制矩陣主機，借助計算機軟件，能針對煤礦的安全生產(chǎn)實行報警及控制，如在煤礦生產(chǎn)中，借助瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)能有效監(jiān)控礦井的瓦斯含量，一旦瓦斯超過了安全定值，系統(tǒng)將自動報警，有關人員可以及時疏散并處理相應的事故；借助以單片機為基礎的監(jiān)控系統(tǒng)，能夠很好地開展監(jiān)控。煤礦電子監(jiān)控系統(tǒng)能夠分成井上光纖部分、井下光纖部分、電視系統(tǒng)及調(diào)度室控制等。在使用中，各種系統(tǒng)能夠?qū)⒕弦约熬碌膶崟r信息傳輸至調(diào)度室，從而管理人員能直接分析礦井的實際狀況[2]。借助電子監(jiān)控系統(tǒng)，能夠全面、及時和準確管理礦井的安全生產(chǎn)。

3視頻監(jiān)控在煤礦安全生產(chǎn)中的運用

煤礦生產(chǎn)安全包含了很多內(nèi)容，因此，在設計煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中必須要確保系統(tǒng)具有較強通用性和實用性，在安全生產(chǎn)過程中必須要對整個業(yè)務開展系統(tǒng)有效的分析，業(yè)務處理往往十分繁瑣，對此必須要結合具體的情況及業(yè)務過程明確具體的算法、參數(shù)等，并且還要規(guī)范相應的業(yè)務流程。及時發(fā)現(xiàn)并及時處理安全生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題。煤礦生產(chǎn)中使用的視頻監(jiān)控涉及的主要操作為：分離正常監(jiān)控視頻信息的監(jiān)控數(shù)據(jù)，保存系統(tǒng)監(jiān)控中必須要監(jiān)控的數(shù)據(jù)和近期數(shù)據(jù)。剝離歷史監(jiān)控數(shù)據(jù)，同時將數(shù)據(jù)導入備份數(shù)據(jù)庫中，隨后在備份監(jiān)控數(shù)據(jù)庫中再重新構建監(jiān)控安全系統(tǒng)。實現(xiàn)網(wǎng)絡監(jiān)控生產(chǎn)流程化，具體有效地針對各種種類的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)設置操作要求及規(guī)范，實時分析所有網(wǎng)絡監(jiān)控數(shù)據(jù)和保證網(wǎng)絡監(jiān)控資料完善、準確[3]。不同崗位的視頻檢測熱點可以有效掌握不同網(wǎng)絡監(jiān)控流程、信息和進度，班組長要按照監(jiān)控中心的網(wǎng)絡合理開展監(jiān)控，借助監(jiān)控達到實時監(jiān)控的目的，顯著提升監(jiān)控工作效率及水平，實現(xiàn)精細化及人性化監(jiān)控。伴隨視頻監(jiān)控的不斷開展和工作內(nèi)容的不斷增加，監(jiān)測數(shù)據(jù)相應的也會不斷發(fā)生各種問題。目前我國的煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)的運行速度并不高，因此，往往會發(fā)生監(jiān)控數(shù)據(jù)查詢超時這一問題。要想切實有效地解決這一問題，必須要在正常視頻監(jiān)控的過程中實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)和監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)相分離，同時還要將歷史監(jiān)控數(shù)據(jù)分離出來，定期導入設備監(jiān)控數(shù)據(jù)庫，以此來提升監(jiān)控系統(tǒng)的運行速度。關于視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)的分離工作，主要是指轉(zhuǎn)換并遷移監(jiān)控數(shù)據(jù)、分析生產(chǎn)監(jiān)控數(shù)據(jù)表、查詢變更信息、查詢生產(chǎn)監(jiān)控、統(tǒng)計相關信息、核對并查詢?nèi)罩?、確保移動生產(chǎn)安全和查詢報警電話等，進而確保生產(chǎn)安全監(jiān)控有著更好的安全監(jiān)控系統(tǒng)查詢和分析統(tǒng)計功能，而且無需利用眾多監(jiān)控數(shù)據(jù)就能進一步分析煤礦安全生產(chǎn)中的異常數(shù)據(jù)[4]。

4監(jiān)控和通信技術在煤礦安全生產(chǎn)中的運用

4.1礦用無線通信技術

為了防止假冒機電設備運用在煤礦安全生產(chǎn)中，保證煤礦井下生產(chǎn)安全，可以采用基于物聯(lián)網(wǎng)的礦用無線通信技術。眾所周知，無線傳輸在煤礦井下衰減程度較大，在地面上可以有效運用的物聯(lián)網(wǎng)技術難以有效運用于煤礦井下，因此，必須要根據(jù)煤礦井下的特點，有效運用物聯(lián)網(wǎng)技術。針對礦用物聯(lián)網(wǎng)信息數(shù)據(jù)進行編碼、輸送及整理操作；設計與研究煤礦用車、人員等多種動靜態(tài)目標管理系統(tǒng)；對多數(shù)工作及操作人員設計人機環(huán)閉鎖系統(tǒng)；針對礦用產(chǎn)品和重大設備設計跟蹤系統(tǒng)。隨著科學技術和網(wǎng)絡信息技術的持續(xù)進步，煤礦井下多種礦用產(chǎn)品及重要設備都需要利用物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術實現(xiàn)，并且利用這一技術來提升生產(chǎn)效率、保障生產(chǎn)質(zhì)量。

4.2礦下人員精準定位技術

煤礦是事故多發(fā)的場所，一旦出現(xiàn)煤礦事故必須要及時準確地對礦下工作人員進行定位，從而對被困人員有一個全面的了解，協(xié)助救助人員開展高效救援[5]。但是全球GPS定位難以全面覆蓋煤礦井下的各巷道，當下我國多數(shù)煤礦的井下人員定位技術使用的是無線射頻識別技術，該技術雖然也能對礦下人員展開定位，但是其定位并不十分精準，難以有效協(xié)助救援工作的開展。因此，必須要有效結合礦下的具體環(huán)境特點，深入和細致研究礦井下的網(wǎng)絡定位系統(tǒng)及算法，研究與開發(fā)更加精準的煤礦井下人員定位系統(tǒng)，為礦下工作人員提供更強大的生命安全保障。

4.3全方位傳感技術

為了能夠?qū)崟r檢測井下瓦斯?jié)舛?，防止瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定值而產(chǎn)生重大煤礦安全事故，要在礦下的各個重要位置布置傳感器。傳感器的大量分布并不會造成安全投入成本的增加，反之還會有效分擔系統(tǒng)工作。實際系統(tǒng)運行和使用中，可結合礦井下煤礦采掘具置、巷道風速、瓦斯分布的波動等情況來設計和安置傳感器（如圖2所示），對各種設備是否吊掛、斷電濃度、報警臨界值等進行監(jiān)測，實現(xiàn)傳感器的大范圍分布，保障煤礦井下工作人員的安全，確保煤礦井下各項工作的順利開展[6]。

4.4礦下生命探測技術

一旦煤礦井下出現(xiàn)了惡劣的安全事故，借助生命探測設備可以快速開展搶救，加快搜救速度，盡可能減少人員的傷亡。通常煤礦下的環(huán)境及條件都十分惡劣和復雜，有些技術無法被有效運用于礦井下，對此為了更好應對出現(xiàn)安全事故后的井下環(huán)境，必須要研發(fā)高效的定位礦井下生命的技術。這一技術可以穿透煤礦巖石層，及時掌握并了解礦井下人員的生命情況，借助生命探測技術，可以最大程度降低事故中的人員傷亡率，切實為礦井下工作人員的安全提供保障。

5結語

在煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)和通信技術不斷發(fā)展的今天，煤礦企業(yè)的工作人員能夠合理運用視頻監(jiān)控系統(tǒng)，加大對煤礦安全生產(chǎn)的監(jiān)管力度，并且借助視頻監(jiān)控系統(tǒng)來杜絕各種不安全行為和因素，極大提升煤礦生產(chǎn)的安全性。

作者:陳麗 單位:六盤水宏通通訊信息有限公司

參考文獻

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[4]楊俊.淺談無線視頻監(jiān)控技術在煤礦生產(chǎn)中的應用[J].科技視界,2015(2):335.

篇8

關鍵詞 煤礦；監(jiān)控系統(tǒng)；瞬間高值

中圖分類號TP39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）113-0204-02

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是指利用計算機技術、信息技術、傳感器技術以及控制技術等多種高科技手段對煤礦生產(chǎn)全過程的監(jiān)控，是煤礦生產(chǎn)順利進行的必要保障。其主要構件有中心站、信息傳輸設備、執(zhí)行裝置以及傳感器，能夠完成停風斷電、通風系統(tǒng)監(jiān)控等監(jiān)測或控制工作，同時其可以反映煤礦井下的各項參數(shù)，對隱藏風險能夠即時發(fā)現(xiàn)并且處理。通過應用監(jiān)控系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)井下事故險情，能夠精準判斷事故發(fā)生地點，提高救災工作的效率。綜合以上優(yōu)點，能夠發(fā)現(xiàn)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)對于煤礦生產(chǎn)的重要性，同時也能看出系統(tǒng)信息的真實、準確與否直接決定監(jiān)控系統(tǒng)的有效性，因此當事故出現(xiàn)后，監(jiān)控系統(tǒng)必須即使發(fā)出警報，同時能夠自動斷電或者電氣及故障閉鎖等應對措施。就目前看來，煤礦監(jiān)控系統(tǒng)在日常工作中還是存在故障，尤其是出現(xiàn)高值的情況，針對這點問題，本文主要做了以下研究。

1 傳感器模擬量錯誤以及解決措施

傳感器模擬量出現(xiàn)誤報主要體現(xiàn)在瓦斯?jié)舛然蛘咭谎趸紳舛容^低時，傳感器以及地面中心站均反映高值，導致這種情況出現(xiàn)的原因主要有以下幾點：第一，傳感器內(nèi)部出現(xiàn)故障，例如集成塊插腳和插座之間的接觸不良等；第二，黑白元件的電橋輸出過大，主要是黑白元件老舊導致性能受損；第三，調(diào)控不規(guī)范；第四，煤礦環(huán)境對傳感器或者電路的影響，主要有進水或者磨損等，這些不良作用容易導致線路短路；第五，強磁場對通信線路的影響；第六，現(xiàn)場傳感器與實際的檢測數(shù)據(jù)相同，但是經(jīng)過傳送到達地面中心后，其數(shù)值又偏高，導致此情況出現(xiàn)的主要因為：分站編解碼錯誤、線路受干擾、中心站錯誤識別傳感器名稱。

針對以上問題，可以采取以下措施：第一，必須保證傳感器的質(zhì)量，做好日常的維護工作，保證設備符合參數(shù)要求，運行狀態(tài)正常；第二，井下監(jiān)測工人必須落實崗位職責，指導現(xiàn)場人員正確使用并且保養(yǎng)好設備；第三，工作面的瓦斯傳感器最好4d更換一次，以保證運作的穩(wěn)定性；第四，設備必須安裝防護罩，避免受到不必要的損壞；第五，為了避免迎頭在工作時對線路造成損傷，因此最好用有屏蔽的數(shù)據(jù)線。最后在鋪設線路時候，應該盡量避免大型機械設備的外壓以及變頻設備的磁場影響。

2 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)信號傳送

當前我國大多的煤礦生產(chǎn)使用的是移頻鍵控的傳輸方式，它包含KJJ107A網(wǎng)絡交換機、地面中心站、井下分站、傳輸電纜等其他的傳感器設備。通過復合分站主板中的通訊板和地面控制中心站中的調(diào)制解調(diào)器共同對數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)，之后將數(shù)據(jù)傳送到主機當中，信號幅值的變化范圍在0.1V-10V中。

通訊板和KJJ107A網(wǎng)絡交換機均使用RS-232C標準協(xié)議，RS-232C電平使用負邏輯1：-3~-15V，邏輯0：+3~+15V，單片機的SC1端口與電平轉(zhuǎn)換電路相連接，分為將COMS的高壓平與低壓平分別轉(zhuǎn)換為RS-232C的負電壓信號和RS-232C的正電壓信號，特殊的轉(zhuǎn)換電路給予-9V與+9V。

在監(jiān)控系統(tǒng)當中，井下分站與地面中心站之間的數(shù)據(jù)傳輸是關鍵點，主要的傳輸方式包括數(shù)字調(diào)頻傳輸方式以及基帶傳輸方式。

3 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)信號的影響因素

首先，是阻抗不連續(xù)的不良作用，當信號處于傳輸線尾端的時候其遭遇電纜的阻抗降低，這種情況下信號就會出現(xiàn)反射，此種反射原理類似于光在不同煤質(zhì)間形成的反射想象，而消除此種反射的方法就是在電纜的尾部設置一個與電纜特性電阻數(shù)值一致的終端電阻，從而使電纜的阻抗過渡平穩(wěn)保持連續(xù)。理論上來說，如果在電纜尾端跨接了與電纜特性阻抗一致的電阻，那么信號反射的情況就基本不會發(fā)生，但從實際應用上來說，因為電纜的特性還是會導致一定量的信號反射存在。

其次，除了阻抗之間的連接不連續(xù)外，數(shù)據(jù)收發(fā)器和傳輸電纜的阻抗未能協(xié)調(diào)統(tǒng)一也是重要的影響因素，而此類信號反射會導致在通訊線路空閑時，整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的數(shù)據(jù)紊亂。綜上兩點，信號反射對于數(shù)據(jù)的不良作用的根源是反射信號觸動了接收器輸入端的比較器，從而影響接收器收到的信號準確性，最終使CRC校檢錯誤。

最后，監(jiān)控系統(tǒng)在將信號傳輸?shù)倪^程中，會受到礦井中不穩(wěn)定因素的影響，容易導致瞬間出現(xiàn)高值的事情發(fā)生。當高值出現(xiàn)時，如果地面中心站正好對分站進行掃描，那么就會捕捉到瞬間高值的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生高值的原因有：第一，電纜有分布的電感以及電容，其在數(shù)據(jù)中數(shù)字載頻中上下行頻率分別為4.1kHz、2.5kHz；第二，分站的供電電壓不穩(wěn)定，即在10.5V之下或者在13.5V以上；第三，開關電源的電源箱更容易出現(xiàn)高值情況，主要是由于12V開關電源的影響；第四，分站的主板、電源、探頭的電阻過大。主要的改善措施有：一方面將KDW12中供電板的電壓輸出控制在12V，使其不小于10.5V或大于13.5V；另一方面，使分站主板和接口板12V電源連線中的插接座電阻歸零，即采取壓線式連接方式。

4 結論

綜上所述，煤礦企業(yè)的發(fā)展離不開有效的安全監(jiān)控系統(tǒng)，上文分析了高值產(chǎn)生的原因以及補救措施，要求煤礦部門健全運行管理知己，加強對維護技術的學習。導致監(jiān)控系統(tǒng)瞬間出現(xiàn)高值的因素有很多，應該根據(jù)實際問題采取針對性的解決措施，及時發(fā)現(xiàn)問題并立即解決。

參考文獻

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[2]張志立.煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中的重要性[J].能源與節(jié)能，2013(11).

篇9

關鍵詞：煤礦安全管理；信息系統(tǒng)；計算機技術

引言

只有加強思想政治工作才能保證企業(yè)堅決貫徹執(zhí)行黨的路線、方針、政策以及國家法律、法規(guī)，保證工人階級在企業(yè)中的主人翁地位，為企業(yè)的不斷發(fā)展壯大提供強大的動力。

1 煤礦本質(zhì)安全管理和要素

1.1 煤礦本質(zhì)安全管理

煤礦本質(zhì)安全管理主要是指：以實現(xiàn)人、機以及環(huán)境等系統(tǒng)的最佳匹配為目標，圍繞煤礦安全系統(tǒng)中存在的各類危險源進行的各種風險管理。主要的管理途徑包括：對煤礦生產(chǎn)等環(huán)節(jié)中的危險源進行有效判斷、評價以及有效控制等流程管理。其中，所謂的“危險源”具體指的是：具有能量的物質(zhì)或其載體，其同人、機以及環(huán)境共同構成了煤礦安全系統(tǒng)。

1.2 煤礦本質(zhì)安全管理的要素

1.2.1 人的本質(zhì)安全。煤礦企業(yè)的生產(chǎn)過程本身具有一定的危險性，所以，保障煤礦企業(yè)職工的人身安全是安全管理的重要內(nèi)容。不僅如此，據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多安全事故的發(fā)生都是人的違章行為導致的。所以，作為煤礦本質(zhì)安全管理系統(tǒng)的構成要素，人即使安全管理的主體，同時還是安全管理的對象。

1.2.2 機的安全。機的本質(zhì)安全主要包括：機器設備、機具以及相應的安全設施的安全。其中，機械設備的本質(zhì)安全具體指：在機械設備的安裝上要保證正確無誤，在日常的維護過程中，要定時維護保養(yǎng)，確保機器正常使用。同時，還要為機械設備的使用者，配備必要的安全防護措施。不僅如此，機的本質(zhì)安全還要體現(xiàn)在機的安全可靠性上，當設備出現(xiàn)故障時，其能夠避免一定的安全事故發(fā)生。另外，還要確保機器不存在安全隱患，確保機的正常運轉(zhuǎn)。

1.2.3 環(huán)境的本質(zhì)安全。在“以人為本”的理念下，確保企業(yè)職工的生存權以及其他合法權益，借助各種科學、安全的技術措施，為安全生產(chǎn)創(chuàng)造良好的工作環(huán)境以及生活環(huán)境。具體要求包括：煤礦的井下生產(chǎn)環(huán)境應該符合國家的安全規(guī)程以及標準，這是保證安全生產(chǎn)的基本要求；在作業(yè)環(huán)境中保證煤礦職工的人身安全，保持作業(yè)環(huán)境的清潔、有序、通道順暢以及空氣流通。

1.2.4 管理的本質(zhì)安全?？茖W的管理手段能夠有效保障人、機以及環(huán)境等因素的本質(zhì)安全，甚至彌補這幾方面存在的安全不足。具體的管理本質(zhì)安全主要體現(xiàn)在：制定科學、完善的管理保障原則和實施措施，構建全面的管理保障系統(tǒng)。相對來講，盡管本質(zhì)安全管理并不能將所有的事故全部避免，但是，其能夠從根本上避免因管理問題而造成的責任事故。

1.2.5 信息本質(zhì)安全。煤礦企業(yè)根據(jù)自身的管理狀況，制定出對應的鏈接、控制以及管理各部門的信息執(zhí)行協(xié)議。信息是前面四個要素的重要溝通渠道，其為管理決策提供了重要的參考依據(jù)。其反映出管理機制執(zhí)行過程中存在的不足，并為管理者提供了管理依據(jù)。所以，信息本質(zhì)安全也可以算是管理本質(zhì)安全的重要組成。

2 我國煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)現(xiàn)狀以及存在的問題

2.1 我國大部分煤礦的地質(zhì)條件復雜，極易引發(fā)重大事故，因此給安全生產(chǎn)造成極大的困難。并且隨著開采深度的不斷增加，沖擊地壓危險性加大以及通風排水難度增大等不容易改變的事實，使得煤礦安全生產(chǎn)管理面臨巨大考驗。

2.2 安全管理的技術及設備的相對落后。與西方發(fā)達產(chǎn)煤國相比，我國煤礦應用信息化技術的研究起步相對較晚。另外受傳統(tǒng)經(jīng)營思想的影響以及煤礦企業(yè)經(jīng)濟實力的制約，使得我國產(chǎn)煤裝備和安全監(jiān)控設備較為落后。

2.3 我國煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)還存在以下的問題：專業(yè)技術人才嚴重缺乏，從業(yè)人員的素質(zhì)偏低；煤炭產(chǎn)業(yè)的集中度不夠，生產(chǎn)力水平依舊不高；一部分管理者安全意識薄弱，法制觀念不強；煤炭行業(yè)的管理弱化，煤礦安全技術標準嚴重落后等問題。

3 計算機信息化技術在煤炭企業(yè)安全信息化管理中的幾點應用

3.1 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)在煤炭企業(yè)安全管理中的應用

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)成為煤礦安全生產(chǎn)管理的一只有力抓手，通過煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)在地面就可以對井下環(huán)境進行監(jiān)測，準確、全面地了解井下環(huán)境、安全情況和生產(chǎn)情況，掌握井下設備運行情況，實現(xiàn)對災害事故的早期觀察、監(jiān)測和預報，準確地指揮生產(chǎn)。

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)不僅能對井下瓦斯等有害氣體的濃度進行監(jiān)測，而且煤層瓦斯閉鎖功能可自動切斷該巷道內(nèi)所有機電設備的電源，在地面就可以直接用電話迅速通知有關人員組織撤離，從而防止了因局部通風地點無計劃停風而造成的事故。

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)利用安全生產(chǎn)監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)多級監(jiān)控和礦級安全生產(chǎn)的網(wǎng)絡化集中監(jiān)測、管理，為調(diào)度人員提供了動態(tài)、快速、方便、實用的信息，為生產(chǎn)、經(jīng)營快速決策提供了數(shù)據(jù)信息支持。

3.2 煤礦井下人員管理定位系統(tǒng)

通過人井下人員管理定位系統(tǒng)可以準確定位井下人員所處的位置，并顯示出其活動軌跡。同時井下人員通過隨身佩戴的呼叫器在出現(xiàn)險情的時候可以呼叫地面調(diào)度中心。當出現(xiàn)險情的時候，地面中心可以通過人員定位系統(tǒng)對井下被困人員進行定位，實施營救。

3.3 流程管理系統(tǒng)在煤炭企業(yè)安全管理中的應用

該系統(tǒng)通過對工作流程角色定義，工作流程管理，工作流程運行等主要功能，將現(xiàn)實業(yè)務通過形象化的方式模擬，移植到系統(tǒng)中，從而達到方便、快捷的業(yè)務處理效果，提高工作效率，是煤礦安全管理工作準確、及時、高效的有力保障。

4 計算機信息技術應用在煤礦安全管理中的預期效果

4.1 可以有效地提升煤炭企業(yè)的安全預警能力和災害應急處理能力，降低事故的發(fā)生率和減少財產(chǎn)損失。

4.2 準確、快速、靈活的安全管理信息數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，實現(xiàn)了安全管理過程的規(guī)范化以及信息的標準化，降低了煤礦企業(yè)安全管理的難度。

4.3 及時跟蹤工作效率和結果、明確工作責任，為安全考核提供全面的依據(jù)。

4.4 建立起一體化的安全信息平臺，大大的提高了安全管理決策的準確性以及有效性。

5 計算機信息技術應用在煤礦安全管理中的發(fā)展趨勢

煤礦安全管理重在“防患于未然”。隨著計算機技術的發(fā)展和應用，煤礦安全管理中運用到的各種信息化系統(tǒng)必將朝著專家智能化的方向發(fā)展。

6 結束語

信息技術在我國煤礦安全生產(chǎn)管理中的應用還處于起步階段，存在一些問題，也面臨許多困難。但我國具有研發(fā)實力的公司一定會改變目前的狀態(tài)，從而促進煤礦企業(yè)整體信息化安全管理水平的提高，進而促進我國煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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[2]李海濤.淺析煤礦安全的科學管理[J].中州煤炭，2008（4）.

篇10

關鍵詞：煤礦；井下監(jiān)控系統(tǒng)；后備電源；電池管理系統(tǒng)；SOC估算

引言

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是指對煤礦的環(huán)境參數(shù)和生產(chǎn)、運輸、提升、排水等機電設備工作狀態(tài)進行監(jiān)測和控制，并用微機分析處理取得數(shù)據(jù)的一種系統(tǒng)。他是二到三級分布式集散系統(tǒng)，井下分站作為系統(tǒng)中重要配套部件，連續(xù)監(jiān)測礦井的各種環(huán)境參數(shù)，如：瓦斯、一氧化碳、風速、負壓等。文中從安全監(jiān)控角度探討了煤礦井下監(jiān)控系統(tǒng)后備電源用鋰電池管理系統(tǒng)。這一研究對于煤礦安全監(jiān)控的改進具有一定的借鑒意義。

1煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)涵和作用

在礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控領域中，由傳感器、信息傳輸、計算機應用、電氣防爆以及控制等多種技術衍生出一種新系統(tǒng)，即礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，它在很大程度上可以保證煤礦生產(chǎn)的安全性，除此之外，還能使生產(chǎn)效率與機電設備的有效利用得到提高。該系統(tǒng)一般由中心站、信息傳輸裝置、傳感器和執(zhí)行裝置三部分構成，其中計算機、應用軟件與設備屬于中心站部分，傳輸端口、傳輸線與接線盒屬于信息傳輸裝置?？傮w來說，該系統(tǒng)是監(jiān)測與控制機電設備某些環(huán)節(jié)與所處環(huán)境的運行狀態(tài)，環(huán)境參數(shù)包括一氧化碳、風速、煙霧、溫度等；環(huán)節(jié)包括運輸、排水、生產(chǎn)等；并通過計算機進行分析與處理，最終獲得數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)可以將環(huán)境安全參數(shù)信息的動態(tài)呈現(xiàn)給各級相關部門，第一時間將現(xiàn)場情況與信息提供給生產(chǎn)指揮部門，從而可以實現(xiàn)采取相應預防措施。此外，通過分析與對比所測參數(shù)，該系統(tǒng)還能自動報警、切斷電源以及與外界隔離，以防事態(tài)進一步發(fā)展與擴大；若事故發(fā)生，該系統(tǒng)還能在第一時間將救災與避災線路提供給現(xiàn)場人員，幫助搶救人員做適當?shù)臎Q定。

2后備電池管理系統(tǒng)的結構及工作原理

電池管理系統(tǒng)主要由五個部分組成，包括中央處理器、充放電控制模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、顯示單元以及電池狀態(tài)檢測模塊，其中電流、溫度以及電壓三個檢測模塊構成電池狀態(tài)檢測模塊。下圖為該系統(tǒng)的原理框架圖。中央處理器所使用的單片機是ATmega128，多數(shù)指令的完成只需要一個時鐘周期，所以它的數(shù)據(jù)吞吐率非常高，最高可以達到1 MIPS/MHz。

2.1 硼酸鐵鋰蓄電池狀態(tài)的檢測

1） 溫度的檢測。該模塊所使用的是DS18B20型號的數(shù)字式溫度傳感器，檢測的溫度范圍為零下55度至125度，分辨率可以達到約0.06度，一條數(shù)據(jù)傳輸總線上可以有多個傳感器，正因為這種結構特點，能夠使系統(tǒng)的抗干擾性得到提高。

2） 電壓的檢測。該模塊對芯片的采集使用的是專用電壓，它可以同時對十二個電池的電壓進行測量，其工作溫度的范圍為零下40度至85度，符合井下作業(yè)的環(huán)境要求，測量誤差控制在0.25%以下，使用特定的電平移位串行接口，可以將多個芯片進行串聯(lián)，不用采取任何隔離措施，從而對多電池組中的單個電池進行電壓監(jiān)控，它們能夠同時一起運行，這樣測量多電池組中單個電池電壓的時間均能控制在13毫秒的范圍內(nèi)。硼酸鐵鋰電池有特定的充放電控制電路和保護電路板，通過檢測的電壓防止電池的過充以及過放現(xiàn)象的發(fā)生，以保護電池。

3） 電流的檢測。該模塊使用的是閉環(huán)霍爾傳感器，額定輸出電壓為2.5±2V，額定輸入電流不超過6A，響應速度非?？?，且具有較強的抗干擾性。該模塊不僅能夠?qū)﹄娏鞣较蜻M行檢測，還可以在整個范圍內(nèi)進行等精度測量。輸出信號與電流實現(xiàn)完全電氣隔離，對調(diào)整和處理傳感器的輸出信號有一定的幫助，使整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到提高。

2.2電池的充放電控制管理

由于井下作業(yè)環(huán)境比較復雜，哪怕電池是置于隔爆箱內(nèi)，還是要采取措施保護電池的充電與放電過程，在進行充電過程中，根據(jù)對每節(jié)電池電壓、電池組充電電流的檢測情況來進行以下判斷：1、充電是否還要繼續(xù)；2、充電電流有無超出額定值；只要其中一節(jié)電池的電壓或電流比所規(guī)定的最大充電電壓或電流大就要馬上停止充電，避免電池發(fā)生過充電。而在放電過程中，根據(jù)對每節(jié)電池電壓、電池組放電電流的檢測情況來判斷否超過其額定值，只要其中一節(jié)電池的電壓或電流低于規(guī)定的最低放電截止電壓或大于規(guī)定的最大放電電流，就要馬上將放電回路保護電池斷開，避免出現(xiàn)過放電。

2.3 SOC的估算方法

單片機進行參數(shù)的采集是通過AD轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)的，處理過后再向顯示模塊發(fā)送，根據(jù)存儲在對應模塊中的數(shù)據(jù)對荷電狀態(tài)進行計算，為了確保能獲得較為精確的SOC。SOC所反映的是電池剩余部分電量所占總電量的比值，是對電池剩余電量的一種描述。鋰電池的容量取決于多種因素，其中最關鍵的估算參數(shù)就是實時的放電電流，根據(jù)其系統(tǒng)所獲取的數(shù)據(jù)，使用累計電量以及開路電壓測試的方法對鋰電池的SOC進行評估，即在放電時間段使用實時變化工作電流累計，再將該電量等價換算成一定電流下的放電電量，得到的值就是目前電池已經(jīng)消耗的電量，然后通過電池的剩余電量對SOC進行計算。

3.結語

電池管理系統(tǒng)的核心為ATmega128，能夠采集到電池組的電壓與溫度信號以及電源系統(tǒng)的電流與電壓，除此之外還可以保護每節(jié)電池的充放電電壓與電流，最大可能的保護電池組，使鋰電池的生命周期得到延長，從而使井下監(jiān)控系統(tǒng)的后備電源得到保障。

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