摘要：煤矿是国家经济发展的重要基础能源，应用范围非常广泛，需求量逐年增加，煤矿开采过程中存在很多危险因素，对职工生命安全造成威胁，因此有必要加强安全监测。煤矿监测监控系统在瓦斯超限、断电等需立即撤人的紧急情况下，可自动与应急广播、通信、人员定位等系统应急联动，发出瓦斯超限、瓦斯突出预警、火灾预警后，根据危险等级控制矿井断电，通过井下应急广播系统通知危险区域人员撤离，通过人员定位双向通信功能，直接通知危险区域人员进行撤离。该系统能提升矿井安全系数，为作业人员提供安全保障。
关键词：煤矿；监测监控系统；应急联动功能
引言
近些年来，煤炭是我国国民经济发展的基础能源。预测到2020年煤炭在我国一次能源生产和消费结构中将占50%以上，因此，煤炭在相当长的时期内仍将是我国的主要能源。煤炭在我国国民经济发展中占有非常重要的位置，目前煤炭占我国一次能源结构的62%。近10年来，加之煤炭开采科学技术的不断进步，煤炭产量大幅度增加，年产量已由2008年的27.9亿t增加到2017年的34.5亿t。煤炭的生产过程与其它矿产资源一样，需要在井下开采或露天进行开采。由于煤炭自身特性及赋存的特点，在井下开采过程中时常伴有因水、火、瓦斯、煤尘、顶板等造成的灾害发生，直接影响煤矿生产的安全。同时，由于科技的发展，煤矿采掘设备能力大幅度提高，随着煤矿开采强度的提高及回采工作面单产的增加，致使矿井瓦斯排放量大幅度地提高，从而造成原来的低瓦斯矿井在局部会形成高瓦斯区域，低瓦斯矿井发生的瓦斯爆炸事故也逐渐增加，并占有相当大的比重。
1、煤矿监测监控系统技术
与其他发达国家相比，我国在煤矿监测监控技术方面起步较晚。我国关于该项技术的研究，是从20世纪80年代开始的。当时，我国专家学者引进国外先进生产工艺，结合我国煤矿安全管理实际情况，在少部分煤矿内，开始逐步推动了煤矿监控系统。经过这些年的发展，我国在这一方面的技术研究取得了重要突破。除了继续引进国外先进工艺的基础上，还积极做好自主研发工作，已经拥有这一方面的自主知识产权。比如新型的KJ2、KJ4煤矿监测监控系统，已经广泛应用于日常生产实际。同时，信息技术的创新发展，也带动了煤矿监测监控技术的完善，多种类型的监测类型不断出现，比如熟知的KJ90系统等等。此外，数字化网络监测管理系统也得到了很好的普及和应用。这些都在目前煤矿安全生产管理中得到广泛应用，对确保煤矿生产正常运转提供了重要保障。
2、人员定位系统
人员定位系统通过在煤矿井口、井下巷道和重要工作地点设置KJ237－F型读卡分站和KJ237－F－S型动态目标识别器，为井下作业人员配备标识卡，通过对标识卡信息进行非接触式读取的方式，实现对人在不同状态下的自动识别，从而实现煤矿井下移动目标的定位、虹膜考勤等信息化管理。整个系统分为地面和井下两大部分。
1)井上部分主要由人员定位主机、环网交换机、UPS电源、打印机、地面识别器、人员标识卡等部分组成。在地面人员定位系统中心站，主机采用双机热备配置自动切换，井下读卡分站上传的读卡数据同时写入人员定位主机、备机数据库。人员定位主备机通过KJ306－J型环网数据接口与井下KJ306型环网交换机形成工业环网，与读卡分站等设备进行通讯。员工出入井通道为副井口，副井口以唯一性检测装置虹膜考勤机进行出入井考勤。考勤机自动审核员工的入井资格证，对无证件或者证件已超期不具备从业资格的人员发出报警，井口安检人员根据提示制止其入井。系统对证件即将到期的入井人员也会有预警提示。对井下各种报警信息(如人员呼救、设备故障、证件过期等)有弹出功能。人员入井考勤必须带定位卡，识别器识别到定位卡后，经系统验证信息正确才能进行虹膜考勤，若识别器未识别到定位卡，则虹膜考勤无效。系统人员档案基本信息健全，包括岗位资格证证件号和证件有效期、血型、固定联系方式等内容，WEB管理系统实时显示井下作业人员的数量及分布情况。
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2)井下部分主要为KJ237－F型读卡分站+KJ237－F－S型动态目标识别器+KDW0．3/660(A)型矿用电源箱的组网方式。分站布置在井下各变电所，井下主要巷道、各采掘工作面均装有足够数量的目标识别器。每个识别器与分站之间为485传输制式，采用矿用阻燃四芯通讯电缆相互连接，由读卡分站通过KJ306型环网交换机接入工业环网，及时采集、处理、存储并传输数据。
3应急广播系统
3.1 KTK113型广播
煤矿安全数字广播(CAN总线)系统适用于矿山井下巷道、停车场、候车室、变电所、工作面等场所。系统可在紧急情况下作为紧急呼叫系统，一键通知全矿井或指定区域的人员进行紧急撤离，为突发事件提供快速应急措施，为矿井的安全提供保障。另外，系统还可进行文件通知广播与安全知识教育广播，并在需要时做双向通信用，井下每台广播分站可以对调度紧急对讲报警和区域对讲，实现安全调度指挥互通功能。整个系统分为地面和井下两大部分。
1)井上部分包括应急广播主机、麦克风、音响、地面语音网关、地面传输接口等。地面传输接口通过地面工业环网交换机与井下广播分站进行通讯，音频数据传入应急广播主机系统软件。
2)井下部分包括广播分站、广播分站电源、隔爆兼型网络接口等部分。广播分站通过型网络接口，就近接入基于GEPON技术的工业环网交换机与地面传输，形成工业环网+现场总线的模式。
3.2 KXY660广播系统
该系统由地面主机、主机系统操作软件、地面音响、麦克风及井下广播音响、广播电话、传输光纤等设备组成。组网方式及系统功能采用基于IP网络的数字化音频广播系统，通过井下环网与地面工业网对接来实现井上下的通讯与联系，突破了传统模拟广播系统的内容局限、空间局限和功能局限。具体功能有:广播、音乐播放、广播监听、查询打印、监控录音及自动录音、整点报时、动态图显示及编辑、程控等。
4应急联动的效果
满足联动条件后，系统会对人员定位子系统井下设备进行呼叫，对广播系统井下指定区域进行语音广播，并在GIS图形上面展示联动结果。监测监控系统与人员定位系统、广播系统融合后实现了应急联动。当工作面瓦斯超限后，工人所携带的定位识别卡会发出滴滴的报警声，同时工作面的应急广播会循环播放工作面瓦斯超限的信息，向所在工作面的矿工发出预警，直接通知危险区域人员进行撤离，将人员危险系数降到最低，提升了作业安全系数和队组安全作业水平，保证矿井安全高效生产。
结语
若想实现煤矿系统的信息共享，使得煤矿企业中的各个硬件以及软件都兼容，就必须要强化煤矿监测监控系统，从多个角度出发，提高煤矿监测系统的质量以及监控效率，提升相关从业人员的素质，都有利于煤矿安全生产的进一步发展，使我国煤炭行业蒸蒸日上。
参考文献
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论文作者:吴纯兵
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第05期
论文发表时间:2019/7/31
标签：井下论文; 煤矿论文; 人员论文; 瓦斯论文; 系统论文; 矿井论文; 分站论文; 《科学与技术》2019年第05期论文;