摘要：随着我国经济的不断发展，对于煤矿的需求在逐渐的提高，这在一定程度上就促进了我国煤矿开采企业的发展，同时煤矿生产中的一些安全问题也受到了相关部门的重视，特别是在煤矿生产过程中出现的瓦斯事故，给煤矿开采工作带来了一定的困难，同时也给煤矿开采工作人员的人身安全带来的一定的危险。本文分析和研究了煤矿井下安全监测控制系统的应用，探讨了该技术的发展趋势，为促进煤矿的安全生产奠定良好的理论基础。
关键词：煤矿；监测监控技术；应用；趋势研究
引言
我国有丰富的煤炭存储量，但煤炭分布呈现不规则状态，这大大地增加了煤矿开采的难度系数。威胁煤矿开采的主要因素是瓦斯，在矿区采用的监测和监控瓦斯超限技术简称监测监控技术，该技术除通过传感器检测和监控矿井周围的环境外，还检测其生产系统，确保矿区生产处于安全状态。
1煤矿安全监测监控技术介绍
矿井生产实时监测是通过专用网络的传输设备进行信号传输，包含通讯电缆和调制解调器，运用传感器的信号转换处理的方法，对所监测现场的工作过程加以监测，将井下分站的信号予以采集和转换、再进行处理，调用和显示各个监测点收到的矿压监测值等参数，传到地面的计算机系统中，然后为管理者提供资料、参数。紧急处理状态下还能把多台矿压传感器集中和连接起来，将设置在采区监测点的传感器的信息加以转换，形成井下分站的信号传输架构，方便管理者掌握生产过程中各个环节的运行情况。参数值超过限定值的时候，就预示着煤矿现场产生了安全隐患，监控系统可以及时进行报警，充分显示出了系统的安全预警能力。
2煤矿安全监控系统使用问题分析
由于煤矿矿井内作业环境较差，粉尘较多煤矿井下作业环境比较差，产生的粉尘多，所以在作业过程中需要较高的防护级别。同时矿井内还有大量的硫化氢、二氧化硫等有毒有害气体，以上因素对传感器的干扰影响较大；矿井的空间环境比较小，强电场与电磁干扰对传感器影响严重，导致传感器输出信号非常微弱，因此在整个信号的传输过程抗干扰能力较差；矿井内进行环境参数检测，只是进行的离散点监测，因此显示出来的数据只是重点区域的情况，在日常位置以及作业位置没有体现，导致全区域的覆盖难以实现；矿井内安装的大多数传感器只能监测到一种气体参数或者设备的运行参数，导致对数据采集过于单一，同时对于传感器的运行状态难以诊断，智能化水平较低，不仅影响了监测效率，也增加了设备故障出现的可能。
3煤矿井下安全监测控制系统的应用
(1)系统设计通过采用以太网技术作为基本技术原理，采用智能仪表管控一体化与现场总线技术一体化，适合于车间级生产信息的集成。具体工作包括：控制组态、仪表调校、记录诊断、报警等。在控制领域内DCS中的通信由专用网络的封闭系统来实现，新型的FCS（现场总线控制系统）突破了DCS技术的缺陷，通过使用数字通信技术代替5mA～20mA模拟传输技术，该技术专为工业现场层设备通信设计，以其实时性满足煤矿中开采现场控制的实时性、确定性、可靠性、专用性的要求；(2)该系统中的井下分站采用集成CAN控制器的微控制器+CAN收发器实现方式，对总线网络的智能节点加以链接，井下分站与CAN总线的接口按照标准调试安装，把基于封闭、专用的解决方案变成公开化、标准化的解决方案，微控制器+CAN控制器+CAN收发器，负责A/D（上位机）和D/A（下位机）变换的外围电路。基于CAN总线的井下分站硬件能对模拟量、上位机输出相应的信号进行采集，实现开关型设备的启停，对某些回路进行闭环控制，判断是否越过报警限；通过一定的算法（如数字PID控制算法），保证现场不会失控；采集开关型设备的状态，并判断是否报警；(3)煤矿安全监测监控系统中的井下分站就是CAN总线网络的智能节点，包括CAN的串行器件+CAN收发器。该系统中的井下分站以P80C592芯片为核心，符合CAN总线网络技术规范。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆硬件包含了显示器而无键盘，含有8路模拟量输入、2路模拟量输出、4路开关量输入和输出；(4)传感器的开发和应用重视了传统应用中某些传感器的稳定性还不能满足用户需要的问题，在传感器在调校周期、使用寿命、稳定性和可靠性方面进行了改善，选用智能化程度高、尽量减少调校的各种类型传感器，以提高煤矿安全监控水平。另外还与煤矿安全管理工作的规定进行了对照分析，明确了当前技术与先进技术的差距，例如缺乏专业技术人员而不能正常使用和维护，系统配接的瓦斯传感器不进行调校，造成煤矿安全监控水平下降等，导致提升装备技术等级及煤矿生产现场管理和维护水平无法得到实现。
4煤矿安全监测监控技术的发展趋势
4.1多样化功能
新一代的安全监控系统，其安全监测功能已从单一监测过渡到综合监测，发展为多样化的安全监控功能。之前的监控系统是监测气体浓度、温度和风速等环境安全参数以及设备启停的状态，新型监控系统的发展方向则是对水灾和火灾进行监控和预报；之前的监控系统的报警和断电都是简单控制的，新一代的监控系统将发展为联动控制。
4.2传感器的发展
就中国目前的现状来说，很大一部分的国产监控系统有如下两个较大的问题：首先是监控系统的配套传感器的品种不全，其次是现有的监控系统的配套传感器存在着不同程度的经度差，还有可靠性不高的缺点。第一个问题，用于监测环境参很多，但是用于监测生产设备工作状况的参数的传感器非常的少，就第二个问题来说，我国大部分使用的甲烷传感器，具有寿命短工作不稳定的缺点。所以说我们应该有高起点，高智能化的新型传感器研究方向，我们也应该充分的利用相关设备的优点，能够统一传感器输出的信号，来提高数据的可靠性，简单性，还有互换性。煤矿安全监测监控系统的关键技术之一，就发展配套齐全和高可靠性的矿用传感器。
4.3提高系统稳定性和抗干扰能力
目前，越来越多的大功率电子器件在矿井中被频繁使用，这些电子设备的使用，使井下的电磁环境越来越恶化，直接影响监测监控系统对有关数据信息的接收，更严重的是致使接收到的数据混乱，出现系统瘫痪的严重后果。基于这样的环境和条件，目前继续增强系统的稳定性和抗干扰能力。
4.4建立综合数据采集平台
到目前为止，安全监控系统传感器数据输送主要依据的是电缆，其维护工作量较大，成本也非常高。随着科技的发展，总线、无线及非接触供电技术迅速发展，通过总线进行输送数据，无线对数据进行采集，构建一个平台，即“一网一站一根线”，这样不仅可以在很大程度上节约成本，同时还更有利于安装和维护。
结语
煤矿井下工作环境异常复杂，许多因素使信息化发展受到了限制。但是，高产高效安全矿井的建设以及矿井智能化和信息化技术的运用，已经成为安全生产发展的趋势和必然，当然，也是煤矿由传统的随意开发和粗放式管理向高效、安全和标准化管理发展的趋势。
参考文献
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论文作者:朱克宝
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/12
标签：传感器论文; 煤矿论文; 监控系统论文; 井下论文; 矿井论文; 技术论文; 煤矿安全论文; 《基层建设》2018年第29期论文;