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煤矿安全监控系统的研究范文1
[关键词]煤矿；安全监控；远程断电
中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）08-0227-01
1 问题的提出
随着矿井升级为煤与瓦斯突出矿井，对监测监控及现场断电范围等的要求也在不断提高，如在《煤矿安全规程》中对低瓦斯、高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井采煤工作面断电范围的要求就存在差异，对低瓦斯和高瓦斯矿井要求断电范围为“工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备”，但对煤与瓦斯突出矿井要求断电范围为“工作面及其进、回风巷内全部非本质安全型电气设备”，多了进风巷的要求，而在煤矿的实际生产环境中，由于被控开关的位置、数量；监控分站的位置、供电电源、控制距离；掘进或回采巷道的布置；通风系统的变化等因素的影响，客观上扩大了断电范围，引入了区域断电的新要求，同时也导致在施工中存在较多的困难，不仅增加了设备的投入，也增加了工作量，造成系统复杂化，稳定性和可靠性降低，一旦发生故障也不好处理。
如何用简单的方法实现断电，而且符合相关要求，同时减少设备、电缆以及工作量的投入，也可以简化系统的复杂程度，提高系统的稳定性，因此在现场工作中试验并实践了以下两种不同的区域断电的方法，起到较好的效果。
2 安全监控系统概况
2.1 系统的性能及主要参数
车集煤矿隶属于河南能源永城煤电控股有限公司，2013年4月升级为煤与瓦斯突出矿井，安全监控系统为天地（常州）自动化股份有限公司研发的KJ95N型安全监控系统。
2.2 KJF16B型监控分站
KJF16B型监控分站是KJ95N型安全监控系统在煤矿井下的就地控制中心，分站采用18V直流稳压电源供电，可接入频率型和数字型传感器，其可以接入8路频率型或开关型传感器、8路开关量输入控制信号和8路开关量输出控制信号，分站具有两路RS482接口，最多可接入32个测点。
2.2 KDG15A型远程控制开关
KDG15A型远程控制开关是一种用于远距离控制设备的开关，同时带有馈电状态检测功能，能反映被控设备的状态，是安全监控系统中连接高、低压电路的枢纽，是重要的执行器，采用浇封设计，其本安侧与监控分站连接，其非本安侧与被控开关连接，可提供常开点（黑、绿两根线）和常闭点（黑、蓝两根线）的连接以及馈电的监测（红、黄两根线）。
3 远程断电的接线方法
3.1 利用远程控制开关断电的接线方法
3.1.1 接线及原理
控制原理：在A分站内甲烷传感器断电试验期间，当瓦斯超限后，甲烷传感器可通过A分站控制A区域被控开关断电；在B分站内甲烷传感器断电试验期间，当瓦斯超限后，甲烷传感器可通过B分站控制A区域和B区域被控开关断电；欲达到上述目的，在B分站上另接一远程控制开关，将控制口与B分站内甲烷传感器对应，将此远程控制开关的常开点与A分站的远程控制开关的蓝线串联，想当于在A分站的远程控制开关上加一开关（继电器），由于是常开点，正常情况下继电器闭合，蓝线保持通的状态，当B分站内甲烷传感器瓦斯超限，使新接的远程控制开关动作时，继电器由闭变开，A区域被控开关动作跳电。
3.1.2 软件设置
（1）A区域A分站内瓦斯控制A分站开出口动作。
（2）B区域B分站内瓦斯控制B分站及A分站内的开出口动作。
3.2 利用分站级联断电的接线方法
3.2.1 接线
A区域分站开出口（A区域瓦斯控制该开出口）级联B区域分站某一开入口（该开入口控制B区域开出口），B区域开出口本地连接断电器。详细接线见下图：
B分站X口作为虚拟开关量，控制B分站X+1口，B分站X+1口连接远动开关。
3.2.2软件设置
（1）A区域瓦斯控制A区域分站某一开出口动作。
（2）B区域开入口（与A区域开出口相连的开入口）控制B区域分站某一开出口，该开出口连接断电器。
4 应用效果
通过两种不同的区域断电方法在车集煤矿多个采区不同的采掘工作面的的试验和应用，不仅满足了断电的要求，而且达到如下效果：（1）减少了远程控制开关、分站以及监控电缆的投入；（2）大大简化了断电控制系统，减少了分站及电源的故障，使系统运行更加稳定；（3）避免了大范围的高压断电造成的影响。
5 结论
通过两种不同的远程断电方法的探索，第一种利用远程控制开关的断电创造性的将远程控制开关当做一个继电器，利用不同地点的分站进行联合断电；第二种利用分站连锁的断电既能达到断电目的，直接取消了硬件的投入，使断电控制更为直接，但更依赖于软件的设置；不同的控制方法在不同的情况下应用可以取得更理想的效果，都是对现有系统的一个突破，都能实现要求。
参考文献
[1] 国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局编.煤矿安全规程[M]. 煤炭工业出版社， 2011.
煤矿安全监控系统的研究范文2
[关键词]煤矿安全监控系统 工业以太环网 分站 多层分布式体系结构
中图分类号：TD76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）36-0325-02
0 引言
预防事故是煤矿安全工作的重点。在煤矿中，装备矿井安全监控装置是防止煤矿事故的重要手段，这就要求有更多的煤矿监控系统的研究。为了从根本上解决煤矿安全问题，需要依靠科技进步手段提高煤矿整体安全技术装备与管理水平。其中在高瓦斯矿井建立煤矿安全监测监控系统，从而改善煤矿安全环境和建立包括煤矿安全隐患全面查排、实时监督管理、安全保障等内容的安全管理体系是长治久安防止煤矿安全事故的最重要的两个方面。国内外发展状况井下安全检测系统是矿井安全监控技术的一部分，是随着煤炭工业发展而逐步发展起来的。
1.系统的总体设计
目前，煤矿开采正在向高产，高效和集成化方向发展，全矿井的生产自动化，管理信息化技术在一些现代化矿井得到越来越多的应用，以使矿井在“采，掘，运，风，水，电，安全”等生产环节和管理环节逐步实现综合自动化和信息管理化。矿井工业以太网技术是基于以太网协议的工业网络技术。系统整体架构采用工业以太环网+现场总线架构，并划分为管理层和设备层三层。管理层即地面管理局域网；监控层即工业以太网平台，各监控主机，数据服务器，接入网关；设备层包括现场总线，监控站，控制器，传感器，执行器等。
整个工业以太网平台分为井上监控部分和井下监控部分，井上部分网络系统采用100/1000Mbps工业以太网将地面各个监控设备连接起来，再通过防火墙与管理信息网连接。井上部分采用100/1000Mbps矿井防爆工业以太网将各个监控设备连接起来，以矿用阻燃单模光纤作为主传输介质。所有工业网络交换机和光纤环网共同汇集到监控指挥中心的核心交换机上。
2.系统工作原理
系统硬件设计包括采集信息设备的各种末端传感器，传输设备分站，执行器，馈电开关，受控设备，避雷器，地面环网交换机，中心站主机等。工作时，传感器将采集到的各种监测数据经传输线缆，送给监控分站，分站对数据分析处理打包后送给地面中心监控主机，监控主机收到数据，分析判断后，发出控制命令给分站，分站对控制命令进行解包，然后发送给执行器。
系统中，各种传感器和监控分站均为以单片机为控制中心的微型计算机系统，这样同地面监控主机一起，整个监控系统实际上构成了一个三层的计算机控制网络，结合系统分站和传感器的等的网络布局，最终形成一个多层分布式体系结构的闭环控制系统，实现了集自动控制技术，通信技术，计算机网络技术等于一体的煤矿安全生产监控系统，体现了“两化融合”的新思潮。
3.系统硬件设备
3.1 井下分站部分
（1）监控分站
监控分站是整个监控系统的核心设备，在系统中它起到采集各种传感器的监测数据，并将数据处理结果传输给地面监控中心，同时又接收监控中心主机的控制命令，经过处理后传输给受控设备等的作用。分站除了是系统的数据处理中心，同时还为个传感器提供本案电源，并能根据采集数据的限制要求对井下机电设备执行断电和复电控制动作。
（2）分站工作原理：
分站是一个以89C55单片机为核心的微型计算机系统。主要由单片机，看门狗自动复位，参数保存，输入数据采集，控制输出，通信数值及状态显示，隔离电源，手动设备等电路组成。
分站工作时，首先根据分站各输入通道上所挂接的传感器类型，通过DPSK或RS485两种通信方式接收地面中心站初始化数据，对分站的各个通道分别进行定义/设置。工作中，分站通过数据采集电路对输入通道进行不间断的循环信号采集，使系统内部各模拟开关根据设立，定义的指令自动切换到相应的转换电路上。当分站对挂接各类传感器的输入通道进行连续，不间断数据采集时，来自传感器的频率或电流信号在经相应的交换后进入施密特整形及分频电路进行二次处理，最后送至89C55定时器供单片机进行采集，运算，分析，判断。
3.2 传感器部分
传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定关系的、便于应用的某种物理量的测量器件或装置。在某些领域它也被称为换能器、变换器盒探测器等。
传感器一般由敏感元件，转换元件，测量元件和辅助电路组成。其中敏感元件能直接感受或响应被测量，并输出与之成确定关系的某一另类物理量，在矿井监控中又将敏感元件和转换元件统称为传感元件；转换元件将敏感元件的输出转换为电参量，既可以和敏感元件作在一起，也可分开；转换电路把转换元件输出变为易于处理、显示、记录、控制的信号；辅助电源：提供传感器正常工作所需能量的电源部分，它有内部供电和外部供电2种形式。
3.3 避雷器
避雷器是为了防止煤矿井下和机房遭受雷电通过通信线路窜入的袭击，从而损坏与之相连的电器设备，引发安全事故。
通信避雷器采用半导体放电原理，用阻抗线圈，TVS熔断保险丝和压敏电阻等专器件组成浪涌保护装置。浪涌又叫突波，是超出正常工作电压的瞬间电压。可能引起浪涌的原因有：重型设备，短路，电源切换，大型发动机或雷电。通信避雷器含有浪涌阻绝装置，可以有效地吸收突发的巨大能量，以保护连接设备免于受损。
3.4 监控中心
采用两台或多台华研工控机或普通微机同时实现监控，分别为主机和备机，实现双机或多机热备。在正常情况下主机具有中心站主机的全部功能，备机只有监测功能，不能实现对系统的控制。当主机发生故障时备机将自动转换为主机，并且具有主机的全部功能。
3.5 通信接口连接
KJJ46型数据通信接口采用调制解调原理转换和发送来往于地面中心站监控主机及井下分站间的各种控制指令和检测信号。主要组成部分有：dt发送、rts收发、转换与控制、rd接受状态的指示、电源等。
KJJ46型数据通信接口是本系统的关键设备，主要实现地面中心站与井下监控分站之间的数据双向通信、地面非防爆设备与矿井防爆设备之间的电气安全隔离等功能。其通讯方式DPSK/RS485，速率2400bps，通讯距离可达25km。
4.小结
随着科技的飞速发展及矿井生产自动化程度的提高，煤矿安全监控系统技术已渗透到井下生产和管理等各个环节，在煤矿安全生产和高产高效以及防灾、减灾中发挥着重要的作用。同时煤矿安全监控系统也是一门综合性很强的技术系统，涉及到通信技术、计算机技术、传感器、光电、工业电视、光纤宽带通信等技术，到目前为止，还在不断地进步和完善。与此同时，要充分发挥煤矿安全监控系统的安全保障作用，就必须按照《煤矿安全规程》和有关标准的要求，正确安装、使用、维护与管理系统，避免或减少瓦斯爆炸等事故发生。高性能的计算机煤矿监测监控系统在我国煤矿有着广阔的应用前景。
总之，随着煤炭工业化和信息化的融合，煤矿安全监控系统也会更进一步的开发和应用。
参考文献
煤矿安全监控系统的研究范文3
1．1缺少专业的技术人才
由于煤矿生产中缺少专业的技术人才，不能按照相关的规定进行作业，同时对图纸没有进行定期的交换，不能全方位的了解井下的实际情况，再加上煤矿工作中技术环节比较薄弱等。另外，在井下作业过程中，各项措施贯彻落实不到位，这样就给煤矿生产埋下了安全隐患。
1．2不能按照煤矿监控《AQ》行业标准进行作业
在近几年来，由于一些煤矿生产企业受到眼前利益的诱惑，不按照瓦斯监控《AQ》行业标准进行作业，系统安装及维护存在缺陷，不能按照行业标准安装各类传感器及无法实现“三大闭锁”。另外，有些矿井的通风系统没有进行定期的维修和保养，有的还经常使用多头掘进的方法，这样就会给正常的矿井通风工作带来很大的影响。
1．3操作方法不熟练
对煤矿安全生产监控系统的操作不熟练，在对监控系统进行定期维修和检验的过程中，操作方法单一，不能定期对感敏元件进行校验，导致监控系统时常出现故障引起无法正常监测矿井各区域气体数值并时常出现上传中断现象及各类模拟量传感器灵敏度下降不能真实反映作业现场环境状况，不能将监控系统的作用充分发挥出来。
1．4智能化、自动化监控水平低
由于一些煤矿监控系统的长期使用，致使系统工作缓慢，系统出现老化的现象，甚至会出现煤矿安全生产中没有安装监控系统的问题，这样就很容易出现安全隐患。
1．5煤矿安全生产预测技术差
无论是在资金的投入上还是人才的管理上，煤矿安全生产工作都存在着缺口，例如，没有对煤矿火灾隐患、瓦斯突出进行深入的探索和研究，不能及时预测煤矿生产安全环境，因此也就很难预防煤矿灾害事故的发生。
2综合信息化监控系统在煤矿安全生产中的应用
在近几年来，随着我国信息技术的应用和普及，煤矿监测系统的应用开始趋向于智能化和信息化发展。综合信息化监控系统是指通过对煤矿存在的安全隐患进行科学的预测，以在最大限度上防止煤矿危险事故的发生。在信息化时代，我国的很多学者将综合信息化监控系统应用于煤矿安全生产中，其中包括对煤矿安全环境进行科学的预测，将各种传感器安置于矿井中，然后收集信息，通过综合信息化监控系统对煤矿的安全生产环境进行及时预测，从而避免煤矿生产事故发生。以下是综合信息化监控系统在煤矿安全生产中的应用：
2．1综合信息化监控系统对煤矿瓦斯监测监控系统的监测
煤矿瓦斯监测监控系统主要是对井下安全生产进行动态监测、实时监测各区域气体含量分布情况及对各风机房主扇局扇等数据进行及时采集，并将采集的数据输送到综合信息化监控系统，监控中心负责对采集数据进行筛选，如果期间发现有异常现象，那么就应该马上报警，并根据各种数据的不同之处，有针对性的采取相应的应急措施。此外，运用模拟量传感器技术，比较已经检测过的瓦斯气体分数值和标准值，通过比较之后，如果比标准的分数值要高，那么就必须采用声光报警的方式，在这个过程中还要注意将现场人员进行撤离，并做好矿井的通风工作，同时还要求作业人员必须采取安全防护措施进行作业，以免危险发生。因此，综合信息化监控系统对煤矿瓦斯报警系统有很大的影响作用。
2．2综合信息化监控系统对矿井人员定位系统的监测
建立以灾害预防、事故救助、电子信息化管理为主要目的的信息化、智能化矿井，煤矿矿井人员定位跟踪系统被广泛应用于煤矿的井下作业过程中。这种系统采取井下环网传输平台进行信号传输且携带方式是比较简单的，可以放在仪器上，然后通过综合信息化监控系统对其所处的位置、工作状态进行信息收录。根据煤矿井下作业实际情况，例如，如果操作方法不当，可能出现爆炸和冒顶等事故需要救援，井下作业人员只需按下救援按钮便可通知调度室安排实时救援。这样就可以在有危险发生时能够通过综合信息化监控系统对矿井人员位置进行识别，然后对井下情况进行判断，这样可以提高采取应急措施的速度，从而保障人员安全。该系统可以自动完成入井人员精确定位、运行轨迹、双向呼叫、险情报警等功能，并将井下人员动态信息及时、准确的反映到我公司地面计算机控制中心，为矿井实施井下人员安全监控、跟踪定位和预防安全问题发生起到积极作用。运用综合信息化监控系统的完整性和灵活性，对井下的情况进行监控，来实现煤矿矿井的信息化管理，以提高煤矿生产安全。
2．3综合信息化监控系统对斜井运输的监测
在近几年来，由于在煤矿矿井斜井运输的过程中经常会发生人员伤亡的事故，给煤矿的安全生产带来严重的困扰和危害。从一定意义上来说，这些事故的发生多数是由于人为因素造成的，如果在斜井运输的过程中能够按照行车不行人、行人不行车的规定，那么就不会发生安全事故。但是如果人员没有按照相关规定在斜井巷道中行走，很可能会发生危险。因此，针对这个问题，很多煤矿企业的解决办法是利用现代信息技术，对煤矿安全系统进行监控，在这个过程中，可以利用视觉传感器，通过对斜井巷道进行检测和分析，当有危险因素侵袭时，报警系统就会发出警告，这样就可以预防事故发生。
3煤矿安全生产管理措施
3．1提高煤矿安全生产管理人员素质
1煤矿安全生产和管理人员的素质有很大关系，发现问题，并及时解决问题，是管理人员的职责，煤矿安全生产管理人员自身素质如何，直接关系煤矿安全生产工作的成败。因此，在煤矿安全生产管理过程中，作为管理者要对自己的工作负责，同时还要起带头作用，要努力将工作做到煤矿安全生产的一线，让一线以及煤矿企业的所有人都能充分意识到安全生产的重要性。2运用先进的信息化技术进行指导，随着我国科学技术的发展和进步，信息技术的更新，无论是日常的生活还是生产实践，引用现代化的信息技术，例如综合信息化监控系统的应用，应用于我国煤矿生产企业中，可以对煤矿生产状况进行监控，可以预防危险发生，对煤矿安全生产管理具有重大作用。
3．2加强综合信息化监控系统的创新
加强综合信息化监控系统的创新，是信息技术的进一步发展需要，也是现代化煤矿安全生产更高的要求，及时解决煤矿生产中的各种问题，推进煤矿企业向信息化管理方向迈进，同时还要提高机械化作业水平，对信息处理方法进行更新，以提高煤矿安全生产效率。
3．3采用先进的、科学的信息化监控系统
在煤矿生产过程中要加大资金投入，这样可以购买比较先进的、科学的信息化监控系统，只有不断提高信息化监控系统的应用水平，才能强化煤矿生产管理，才能将煤矿安全生产管理工作真正的落实到位。
4总结
煤矿安全监控系统的研究范文4
【关键词】煤矿；安全监测监控系统；对策
0.引言
我国煤炭资源丰富，但开采条件复杂，自然灾害严重，47%的矿井属于高瓦斯或瓦斯突出矿井。在当前煤炭市场需求旺盛的推动下，部分煤矿存在突击生产或盲目超产现象，造成近几年矿井安全事故发生率居高不下。为保障煤矿的安全生产，除进一步加强煤矿安全管理意识外，关键是建立煤矿井下安全监测监控系统，形成煤矿井上、井下可靠的安全预警机制和管理决策信息通道。所以当前现代化矿井的生产不仅要解决煤矿生产过程中存在的安全问题、生产自动化的问题、又要了解各种与生产经营相关的信息。建立安全生产、调度和管理网络系统，对井上、井下安全生产全面了解，靠及时准确的信息指挥生产和防止各种事故的发生，已成为煤矿设计工作必须解决的问题。
1.煤矿安全监测监控系统的内涵和作用
矿井安全监测监控系统是传感器技术、信息传输技术、计算机应用技术、电气防爆技术和控制技术等多种技术在矿井安全生产监控领域应用的产物，对保障煤矿安全生产，提高生产效率和机电设备的利用率都具有十分重要的作用。矿井安全监控系统一般由三部分组成：①中心站（包括应用软件、计算机及设备）；②信息传输装置（包括传输接口、分站、传输线、接线盒等）；③传感器和执行装置。具体来讲，煤矿安全监控系统是指对煤矿的瓦斯、风速、一氧化碳、烟雾、温度等环境参数和矿井生产、运输、提升、排水等环节的机电设备工作状态进行监测和控制，用计算机分析处理并取得数据的一种系统。安全监控系统可以为各级生产指挥者和业务部门提供环境安全参数动态信息，为指挥生产提供及时的现场资料和信息，便于提前采取防范措施。另外通过对被测参数的比较和分析，系统可以实现自动报警、断电和闭锁，便于制止事故的发生或扩大；在发生事故的情况下，能及时指示最佳救灾和避灾路线，为抢救和疏散人员、器材，提供决策信息。
2.安全监测监控系统目前存在的问题
2.1通信协议不规范，可集成性差
因为没有一个符合矿井电气防爆等特殊要求的总线标准，所以现有生产厂家的监控系统的通信协议几乎都采用各自专用的，互不兼容。不同厂家产品之间缺乏互操作性、互换性，因此可集成性差，不易于系统功能扩展。在使用中，个别系统虽经多次升级改造，仍不能实现系统资源的有效共享，形成了一个个独立的“信息孤岛”，严重阻碍了矿井安全生产管理水平的进一步提高。
2.2传感器质量和性能
安全监测监控系统配接的甲烷传感器和CO传感器已成为矿井瓦斯综合治理和监测煤炭自燃发火灾害预测的关键技术装备，并越来越受到使用单位和研究人员的普遍重视。但在现场使用中，虽然系统主机、分站以及软件已经不断进行升级，但国产安全检测用的传感器几乎全部采用载体催化元件，长期以来我国载体催化元件一直存在使用寿命短、工作稳定性差和调校期频繁、灵敏度漂移以及制作工艺水平低等缺点，严重制约着矿井有害气体的正常检测。另外《煤矿安全规程》中对甲烷传感器的调校有严格的规定，调校工作需要专用器具和标准气样，对调校人员的技术水平有一定的要求。很多煤矿往往由于缺乏专业技术人员等原因而不能按时对系统进行维护和调校，甚至从不调校，严重制约了矿井有害气体的正常检测。
2.3现场管理和维护水平欠缺
尽管我国各省市煤炭管理部门都强制性要求各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统，而且近几年再次加大了对矿井安全生产的管理力度，但一些地方国有煤矿，特别是乡镇小煤矿，多数由于缺乏专业技术人员而不能正常使用和维护已装备的系统，甚至对系统配接的传感器根本不进行调校。另外，在大多国有煤矿还存在着监测监控方面的管理制度不够健全、对已经存在的监测监控管理制度执行不严、对监测监控系统的监督管理不到位等问题，严重地制约着安全监测监控系统的正常运行。
2.4诊断功能有待加强，系统的可维护性低
现场设备在线故障诊断、报警、记录功能不强，现场设备的远程参数设定困难，影响系统的可维护性。作为管理维护监控系统的辅助手段，部分系统只能对系统的通讯状况诊断，不能详细地判断故障的性质和故障点。但实际工作中要求能迅速判断出分站、传感器或电缆故障之间，或短路报警与真实超限之间的区别，为维护人员提供故障的类型和方位，以便于迅速处理故障地点。
3.提高安全监测监控系统良好运行的措施
3.1加强技术培训，完善管理制度
监测监控系统维护要求非常严格，所以在日常监测管理工作中采取多种形式提高维修人员的维修技术和操作水平，每月应组织理论和实践的学习，对新调入的安全监测员，重点加强对其基础知识的学习和培养，合理利用售后服务和兄弟矿井相互指导的便利条件，确保矿井监测系统维护的顺利进行。另外要建立细致严谨的管理制度，及时完善有关监测监控管理的规定和制度，有效提高相互监督、相互预警的能力。
3.2规范监控系统统一通信协议
通信协议不规范将造成设备重复购置、系统补套受制于人和不能随意进行软硬件升级改造等后果。为了改变标准不统一的局面，国家出台了很多规范性规程和标准对监控系统及信息传输协议等进行规范，如《矿井安全监控新标准、新规程汇编及矿井安全监控系统设计与选型手册》等。建议各监控系统统一通信协议，统一采用SQL数据库，采用统一数据格式，这样可以很方便对系统进行维修、补套、升级，也可以很方便的建立矿、公司（矿务局）两级数据存储中心，并与上级监管系统联网，实现系统资源共享。
3.3研究和开发高品质的传感器
国产安全检测用甲烷传感器几乎全部采用载体催化元件，严重制约着矿井瓦斯的正常检测，与国外同类传感器比较差距较大。所以国家科研院所应加大科研投入力度，进一步提高传感器应用的可靠性。
3.4发展专家诊断、专家决策系统软件
科研院所应开发专家诊断、专家决策系统软件。专家诊断应具有对故障的智能分析、判断功能，改变系统自检功能单一、简单的情况。在发生事故的情况下，能正确指示最佳救灾和避灾路线，为抢救和疏散人员、器材提供决策。
随着现代通讯技术和计算机技术的发展，高性能的煤矿监测监控系统在我国有着广阔的前景。安全监测系统是生产、安全及管理方面的一个实时监控系统，通过本系统可以使管理层快速、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。
【参考文献】
[1]赵延明，高军.煤矿安全监控系统的现状与发展[J].煤矿机电，2007，（3）.
煤矿安全监控系统的研究范文5
1国内监测监控系统的现状
虽然目前监测监控系统在煤矿安全生产中还发挥着一定的作用，但是已经不能满足当前形势下煤矿安全生产对安全监测监控系统提出的要求，监测监控系统存在的问题主要体现在以下几个方面。1)异地断电不可靠。监测监控系统最基本的也是最重要的两个功能就是监测与监控。当监控系统实现异地断电时，地面主机巡检井下监控分站采集到传感器数据后，地面主机再将传感器的超限信息发给另外一个分站，另外一个分站收到断电信息后实施断电。由于系统采用主从式结构，井下分站级设备与地面主机通讯采用的是低速串行接口，异地断电发生时，系统不可回避的一个指标就是系统巡检周期，巡检周期的长短决定着系统异地断电控制时间的长短。同时，由于异地断电由地面主机实现控制，一旦地面主机无法与井下监控分站通讯时，监控系统的异地断电将无法实现，严重影响煤矿安全生产。2)传感器的工作距离短。随着煤矿开采的进行以及大型煤矿的开采，工作面的长度不断增加，目前长度在3000m以上的大型工作面已经见诸于多个煤矿。AQ6201－2006标准4．7．10条对最大传输距离做了以下规定:传感器及执行器至分站之间的传输距离应不小于2km。目前多数监控系统的传感器到分站的距离均只能满足2km的要求，当传感器到分站的长度超出2km距离时，传感器已经无法正常工作。3)系统数据传输效率低。监控系统的传感器会对井下的环境参数进行实时采集，分站将传感器的所有实时数据传送至地面主机。分站上传到地面主机的数据中几乎大于80%的数据都是重复无效的数据，系统的数据总线上传输的实时数据中只有20%的有效内容，过多的无效数据使得系统数据传输的效率极低、系统的实时性受到影响。4)系统数据利用率低。目前多数监测监控系统软件功能实现了多数据的最基本处理，没有对数据系统充分利用，没有开发专家诊断、专家决策系统软件，在数据异常时，不能为管理人员提供决策分析。5)系统电源的维护无法合理实现。由于煤矿安全监测监控系统的重要性，监控系统的供电电源很少情况下会被中断，系统电源的蓄电池一致工作在浮充状态，长期工作与浮充状态下的后备蓄电池的实际容量会下降、使用寿命会缩短，当系统需要后备电池真正工作的时候却无法满足额定时间内的供电需求。目前监控系统后备电源管理维护功能的缺失，使得监控系统存在着一个很大的安全隐患。6)缺少故障诊断功能。监控系统设备种类较多，在矿井下分布较广，而且井下环境比较恶劣，设备容易受温度、粉尘、潮湿、电磁辐射等环境的影响，监控系统的设备不可避免地会出现故障。监控设备没有故障自诊断功能，甚至无法对自身的运行状态进行表述。7)系统使用不方便。煤矿安全监测监控系统的设计、安装、管理和维护都有明确的要求。但是在实际配置、安装的过程中，存在多方面的问题。首先，煤矿企业技术人员技术水平参差不齐，就业门槛低，人员调动较频繁。其次，实际配置过程中的地面技术人员与井下现场安装人员沟通过程极易出错。最后，井下安装人员在井下选择分站、选择分站端口的正确性和接线的正确性也难以保证。
2安全监控系统的发展趋势
煤矿安全监控系统的研究范文6
关键词：传感器；设备监控；煤矿信息；UWB；精准定位
煤矿设备监控系统对保障煤矿安全生产起到了显著的作用，通过对系统的集成可以实现对井下水害、火灾、瓦斯及其他有毒有害气体的分级报警和预测。其中，矿用传感器作为一种测量系统，是安全监控系统中的重要组成部分，其准确与否直接影响实测数据的准确性[1]。随着矿山规模的提高，高河煤矿现有设备监控系统已经很难适应现代化矿井的需求，因此需要进行一定程度的升级改造。
1高河煤矿监控系统存在的问题
煤矿安全监控系统中，很多问题都与传感器的优劣有直接关系。设备传感器的本质是测量工具，如对瓦斯浓度、CO2浓度、空气温/湿度的测量，都是依靠传感器进行数据信号的传递[2]。传感器在井下获得数据后，对数据按一定的规律编译为电信号再传递至工作面监控中心，进而让技术人员对生产安全情况有更深的了解。但随着生产规模的加大，一些老式传感器的问题逐渐暴露，总结如下：
1.1无效数据无法有效识别
在对煤矿生产的监控过程中会有伪数据产生。伪数据通常由以下两种情况产生[3]：1）当传感器处于调校状态或所调校气体浓度超过警戒值时。2）当设备出现故障、元件失效异常或电路破损、受潮时。伪数据通常是无效数据，过多伪数据堆积会造成高河煤矿安全监控系统误差率的增大，并使空间占用率高居不下，同时影响系统对有效数据的判断。
1.2信号传输效率慢
高河煤矿属于大型国有煤矿，井下工作面巷道超过数千米，根据规定监控分站还无法设置在工作面回风巷内，虽然采取了增加电缆截面积等扩容措施，但仍无法满足信号传输距离的要求，效果不明显。
1.3系统安装使用复杂
高河煤矿设备监控系统存在如下问题：1）调试不便：由于系统需要对矿井全覆盖，监控终端与传感器数量庞大，分站与传感器的间距从几百米至极千米不等，加上井下工作环境复杂，对设备的调试工作造成一定障碍。2）安装烦琐：对传感器的安装需要与地面进行实时沟通，首先将传感器连接到分站传输总线端口，然后在地面监控系统对传感器属性进行配置，如果发生配置不符、端口与接线不一致的情况，则会导致传感器无法准确识别、报警点偏差等情况，从而影响系统对数据真伪的判定，埋下安全隐患。
1.4故障诊断功能简单
煤矿安全监控系统组成部分复杂，硬件涉及较多，当分站、传感器出现故障或电源不稳定时都需要进行及时诊断。但由于现有设备自行诊断功能简单，需要人员下井排查，从而耽误了企业的正常生产。
2高河煤矿设备监控系统升级改造措施
2.1传感器的升级优化
井下设备传感器的防护等级均升级到了IP65，从防尘和防水两个方面进行了优化提升，减少了传感器误报警发生的概率。在配置方面，达到如下功能：1）实现了数字化传输，提升了系统性能指标，让安全监控系统数据传输和动作响应更加快速、灵敏、可靠。2）新增了自我诊断、自我评估功能，在系统配置不正确时，能够及时提醒操作人员进行修正，并能够避免因误操作导致的误报警事故发生。3）多系统融合，与精准定位系统、应急广播系统实现了应急联动。
2.2UWB精准定位系统的使用
高河煤矿在定位系统方面升级了最新研发的KJ464型精准定位系统，其由地面服务器、交换机和地下分站、传感器定位孔组成，其架构如下页图1所示，并与省级事故风险分析平台成功接网。该系统采用了UWB的定位技术，实现了井下所有巷道的信号“全覆盖”，实现了对井下人员目标的“全程、实时、连续、厘米级的精确定位跟踪”，同时实现了对井下人员的“实时双向无线寻呼”。该系统能够准确监测任意时刻、任意地点的人员、车辆位置，以快速搜索人员、车辆的具体精确位置和运动状态。
2.3工业视频监控系统
在视频监控方面升级了海康威视IVMS-8800型工业视频监控系统，系统采用数字信号传输，视频信号经过矿井万兆工业以太环网传输至调度中心，网络传输协议为TCP/IP协议，同时通过万兆环网接收来自调度中心的控制信息，来控制摄像机的各种动作及变焦等功能，覆盖整个矿井。系统对视频数据信号存储时间超过7d，可以同时监看多路不同的图像，实现了对摄像仪的远程控制、回访和警视联动功能，最终与省级事故风险分析平网运行。高河煤矿安全监控系统联网示意图，如图2所示。
3监控系统的未来发展
3.1物联网技术的应用
矿用物联网技术，可以对全矿井的动/静目标实现有效管控和人机环动态闭锁。例如对重大设备的生产、运输、储存、使用和维护进行全程跟踪管理，并在设备出现故障时进行自我诊断，因此可以在煤矿安全生产和应急救援方面提供有效的信息保障。
3.2煤矿一体化通信技术的应用
煤矿一体化通信技术在日常生产调度和应急通信方面具有广阔的前景。通过研究有线/无线的一体化通信系统，对语音、文字、视频等多媒体信号进行编译，使生产调度更加便捷、报警联动更为及时、应急呼叫更加准确、避险与位置监测更有效。
3.3无人工作面技术的应用
采掘工作面是煤矿事故的高风险地点，如何通过设备代替人工，从根本上降低作业人员的数量是减少事故发生危害的根本方法。目前智能化矿山的建设已经提出，采煤工作面需做到对回采巷道的远程遥控和记忆割煤。近年来，很多科研院所正在进行自动识别煤岩的技术攻关，将来还会对支护设备、采煤设备、煤炭运输设备进行精准定位，无人化工作面的技术发展将大有可为。
4结语
结合高河煤矿设备监控系统现存问题和目前智能化矿山建设的分析，提出了如传感器的升级优化、精准定位系统的更新、工业视频监控的改造等具体措施。通过一系列改造工程的实施，不仅促进了安全监控多元融合和信息共享，还实现了监控数据的深度分析和综合利用。下一步将对不同厂家生产的敏感元器件在信号模式、接口协议和数据通信等方面制定统一标准，进一步提高煤矿安全预测预警水平。
参考文献
[1]孙继平.AQ1029—2017《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》（报批稿）[J].工矿自动化，2017，43（6）：87-94.
[2]邹哲强，张立斌，蒋泽，等.煤矿监控系统产生伪数据的原因和应对措施[J].工矿自动化，2013，39（9）：1-4.
