摘要：为贯彻国家煤监局相关文件要求，新驿煤矿组织专家和技术人员对安全监控系统的情况做了自查，通过评估发现监控系统与国家新要求存在不少差距，为充分发挥安全监控系统的重要作用，提升煤矿安全保障能力，有必要对安全监控系统进行改造升级。通过数字传输新技术的使用，提升安全监控系统的抗电磁干扰能力，构建多主并发、对等通信高速率、冗余数据传输平台，实现系统融合，增强大数据的分析、挖掘、应用，提高安全监控系统的可靠性、稳定性，将极大地提升新驿煤矿安全生产管理水平。
关键词：煤矿安全；监控；智能化；展望；分析
引言：
煤矿改造方案为在原有基础上进行升级改造，该方案避免了重复投资，充分利用了矿上现有的设备和线缆，部分价值高的设备由厂家免费升级，大大减少了工作量和投资。新系统采用的环网结构及具备的自诊断功能，减少了故障处理时间和维护人员数量，提高了工作效率；采用的激光甲烷传感器，降低了标校维护工作量；数字化传感器的使用，减少了甲烷误报警次数和断电次数，降低了停电事故影响时间，提高了生产效率；数字信号传输减少了线缆的重复敷设，降低了矿井生产成本。通过系统升级使安全监控系统数据更加真实可靠，为安全生产提供了有力的保障。多系统融合结合报警联动功能，实现了数据的综合分析和利用，进一步提高了煤矿的灾害预防能力及应急救援水平。
1.相关技术研发及实施内容
1.1提高硬件自动化、智能化水平
一是目前全国传感器的传输模式均为模拟信号传输，由于模拟信号保密性相对较差，电信号在沿线路的传输过程中会受到外界和其他系统内部的各种干扰，混合后难以分开，从而使得通信质量下降。线路越长，通讯质量就越差，对信号传输影响也就越大，从而容易对传感器产生干扰，出现伪数据、误报警等现象的发生。集团公司通防处联合大数据中心、新驿煤矿和生产厂家，共同开发传感器、分站等硬件设备的嵌入式故障智能诊断芯片，提高安全监控系统设备的故障精准诊断。并实现自动修复功能，在自修复功能不能处理的情况下，为精准维修提供可靠的依据。目前新驿煤矿对安全监控系统中所有模拟量传感器进行全面数字化、智能化升级，将原来的频率传输升级为数字传输，避免了监控设备出现受现场环境干扰造成的数据传输误报等问题，同时实现传感器智能自诊断功能，当传感器出现故障或断线时自动分析故障原因。充分利用现有高端技术，利用甲烷气体对红外线的吸收原理采用激光元件代替原有的催化元件打造智能甲烷传感器。激光元件具有功耗小、精确度高、性能稳定可靠、免维护等优点，提高了井下作业现场瓦斯监测的精确度、灵敏度及可靠性。
二是目前国内安全监控系统主干网多采用RS485信号模式，由于矿井分站多、距离远，且该模式传输速率相对较低等原因造成系统巡检周期较长，读取数据较慢，直接影响地面对井下作业现场环境的及时掌握与判断。通过研讨采用工业以太网数据多通道并发巡检机制，可以同时对井下分站设备进行分组巡检、多路并发，能够彻底解决传统巡检方式带来的弊端，可以将巡检周期由原来的16s缩短到现在的5s之内。同时将异地断电时间由之前巡检周期26s控制在10s以内，巡检周期大大缩短。大大提高了现场作业环境中各类数据上传速度。确保地面实时准确地了解掌握现场的各种气体变化情况。
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1.2提高系统软件智能分析决策判断能力
一是临矿集团公司及新驿煤矿通防专业技术人员配合、协助厂家技术人员，结合煤矿灾害事故发生机理及基于神经网络算法的逻辑判断，对系统功能进行优化，进行必要的数学建模，建立传感器标校、区域性断电、分级报警、逻辑报警、火灾及瓦斯涌出预警等标准模板，充分利用大数据管理模式实现对分级报警、逻辑报警、火灾及瓦斯涌出预测预警、应急联动等智能分析决策。实现安全监控系统、通讯系统、人员定位系统及广播系统充分融合，避免了众多子系统“各自为政”的情况，通过对有用数据的深入挖掘，真正达到“1+1大于2”的目的。当出现瓦斯、一氧化碳报警时监控系统自动与通讯系统、人员定位系统及语音广播系统进行联动报警，及时有效地通知现场作业人员紧急撤离。同时为集团公司和山东煤监局大数据平台建设提供稳定可靠的数据接口。二是目前安全监控系统、通讯系统、人员定位系统、语音广播系统等各系统相对独立，各系统信息需要分别从不同电脑上进行调取和查询，调度应急指挥管理相对被动。集团公司通防处和大数据中心、新驿煤矿与厂家共同开发三维数据联动平台，将人员定位、语音广播、安全监控、通讯等系统统一在同一平台显示，并且实现了三维立体效果，提高了调度应急指挥管理能力。
2.煤矿安全监控系统智能化建设未来展望
随着未来科技不断发展，安全监控系统智能化技术也必将长足发展，目前来看，有以下几个发展方向。
2.1矿用物联网技术
煤矿安全监控系统目前虽然已经实现了与人员定位系统、通信联络系统、调度广播系统等多种异构系统信息的融合，但只是井上融合，各系统设备井下仍独立工作，并未实现集中融合。未来，实现各异构系统井下融合将会是煤矿安全监控系统智能化发展的主要方向。
2.2特大事故预警技术
当前煤矿监控系统主要有报警、断电功能，一些煤矿的安全监控系统已经具备了特大事故预警的功能。但在实际应用过程中准确率不高，不能满足安全作业要求。因此，特大事故预警技术的研究是未来发展方向之一。
2.3云计算、大数据应用
当前安全监控系统数据存储量大，只能实现简单的数据分析、逻辑控制，无法对标校信息、报警信息类型进行区分，无法根据数据库进行智能化重大隐患预警。将云计算、大数据技术应用到安全监控系统，能将存储的井下信息资源统一管理，并进行智能化数据分析。
2.4研制高可靠性的矿用传感器
研制高可靠性、品种齐全的矿用传感器。充分利用微处理的优点，做到自诊断、自校正、自调零、配置标准远传接口，以提高传输的可靠性、数据输出的简单性和传感器的互换性。随着科技的不段发展与进步，开采自动化程度的提高，煤矿安全监控技术已逐步渗透到采、掘、机、运、通、办公管理各个环节，为煤矿安全生产和高产高效发挥了重要的作用。随着智能化技术的发展，高性能的煤矿安全监控系统在我国有着广阔的前景。
总结：
分析了系统升级的必要性和迫切性，通过系统功能及性能提升，实现了国家对安全监控系统性能及功能的要求。并从传感层、数据传输层、应用层及数据融合功能等详细介绍了升级的内容及亮点，最后对升级效果进行了总结。通过升级改造，实现了系统融合联动，提升了系统稳定性及可靠性，为煤矿安全高效生产提供技术支撑。
参考文献：
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论文作者:李剑锐
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/29
标签：监控系统论文; 煤矿安全论文; 数据论文; 传感器论文; 系统论文; 煤矿论文; 功能论文; 《防护工程》2019年第4期论文;