摘要：本文主要针对煤矿瓦斯监控系统展开分析，明确了煤矿瓦斯监控系统的趋势预测技术，明确了在预测的过程中应该采取的技术和方法，对煤矿瓦斯监控系统的具体应用的手段进行了探讨，供参考和借鉴。
关键词：煤矿瓦斯，监控系统，趋势，预测技术
前言
在煤矿的开采过程中，必须要保证开采的安全性。所以，科学合理的应用煤矿瓦斯监控系统也是极为必要的，因此，本文分析煤矿瓦斯监控系统的趋势预测技术也是非常富有意义的。
1、煤矿瓦斯监控系统的结构组成
1.1中心站
1.1.1中心站系统组成。中心站由监控主机工控服务器、系统监控软件、网络附件系统、电源系统、网络打印机、中心监控大屏系统、大屏幕控制软件、大屏幕控制开关电源等组成。
1.1.2中心站软件功能。监控主机服务器可以进行数据存储、报警、显示、打印，同时可以在监控中心设置“各矿瓦斯数据监视大屏”，对井下各分站进行监测监控。主要功能有：(1)简单配置功能。地面可对井下分站、传感器的数量、类型、参数、安装地点等进行设置。(2)丰富的图形功能。各种瓦斯监测数据动态图形、柱状图、实时曲线、历史曲线显示。(3)用户根据实际情况自行设计实用的报表功能。软件可自动生成报表，报表内容、起止时间可由用户设定。(4)可靠的存储功能。软件可根据具体要求定时存储一组数据。(5)进行实时数据、实时曲线、实时报警数据、实时断电数据查看，历史数据显示，历史曲线、历史报警数据、历史断电查看，其它历史故障、传感器标定、传感器设置、数据传输设置。
1.2井下分站
尽管各厂的监控系统井下分站形式多样，但基本上具备以下功能:(1)开机自检和本机初始化；(2)通信测试；(3)分站设程控；(4)死机自复位且通知中心站；(5)接收地面中心站初始化本分站参数设置(如传感器配接通道号、量程、断电点、报警上限和报警下限等)；(6)分站自动识别配接传感器类型；(7)分站本身具备超限报警；(8)分站接收中心站对本分站指定通道输出控制继电器实施手控操作和异地断电。
监控系统的软件设计主要解决煤矿井下采区现场监控设备的注册，具有数据的接收、转发、管理、发布和远程控制等功能。监控软件的结构和功能分以下几个模块:注册模块、数据接收模块、数据转发模块、数据存储处理模块、数据管理模块、数据发布模块、远程控制模块。
1.3通信接口
井下瓦斯等信息采用分时多路复用技术传输，信息的传输是井下监控分站的信息交换过程。信息传输的主要表现为:信息下发是由地面主机产生的，传输到井下的监控仪处理后，执行各种反馈任务。井上、井下信息传输设备接口通常采用RS485通信协议和CAN总线通信。RS485采用差分平衡式无地线传输方式，数据传输质量高，抗干扰能力强，符合欧洲工业标准。随着CAN总线技术的发展，分站通过CAN总线中心站计算机进行数据通讯，能够满足矿井监控系统对监控分站的要求。
1.4瓦斯传感器
传感器的稳定性和可靠性，是煤矿监测监控系统能否正确反映被测环境和设备参数的关键。催化的燃烧型瓦斯传感器是当前煤矿使用最广泛、最普通的瓦斯传感器，是煤矿用来监控矿井瓦斯动态的有效工具。随着其技术的发展与完善，该类型仪器近年来发展迅猛，产品种类繁多，从报警矿灯、便携式瓦斯报警仪到安全监控系统中的低瓦斯传感器，现已占据了煤矿瓦斯检测的主导地位。
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2、煤矿瓦斯监控系统的安装
安装瓦斯监测监控系统前，必须制定详细的作业规程、安全技术措施，在使用单位的协助下，负责系统的安装、调试。瓦斯监测监控系统所使用的电缆必须是专用阻燃或者光缆，不允许使用调度电缆或者动力电缆，而且铺设电缆时需要和矿井设备的其他动力电缆保持300mm或者以上的距离，电缆进线端的连接要牢固，并且用密封圈密封。瓦斯监测监控系统的供电电源必须取自被控开关的电源侧，严禁接在被控开关的负荷侧。掘进工作面安装断电控制系统，严禁与局部通风机共用电缆、变压器和开关。使用吊钩悬挂的方式固定瓦斯监测监控系统的电缆，对于一些不需要固定的电缆则可以使用柔性材料悬挂，每隔3m可以设置一个悬挂点，悬挂时严格按照《煤矿安全监控系统以及检测仪器使用管理规范》（AQ1029-2007）执行。
各种传感器的安装必须符合相应传感器说明书的要求，甲烷传感器必须垂直悬挂，距顶板（顶梁）不得大于300mm，距巷道侧壁不小于200mm；风速、压力、一氧化碳传感器必须悬挂在能正确反映该点测值的地点。传感器和井下分站的安装位置和瓦斯传感器报警点、断电点、复电点以及断电范围同样需要按照《煤矿安全监控系统以及检测仪器使用管理规范》（AQ1029-2007）执行。使用垂直悬挂的方法固定瓦斯传感器；对于回采工作面的瓦斯传感器则可以使用吊挂的方式进行固定，吊挂点距离顶板应该保持在300mm范围以内，距离巷道侧壁应该控制在200mm范围以内；对于回风瓦斯传感器同样使用吊挂的方式进行固定，吊挂点距离回风顺槽口10～15m，距离顶板300mm，距离巷道侧壁应该控制在200mm范围以内，而且回风瓦斯传感器还需要随着矿井作业面积的移动而推移；使用吊挂方式固定掘进工作面的瓦斯传感器，每隔5m的位置设置一个吊挂点，而且掘进工作面瓦斯传感器同样需要随着矿井作业面积的移动而推移。矿瓦斯监测监控系统的报警点、断电点、复电点与断电范围调试必须严格按照《煤矿安全监控系统以及检测仪器使用管理规范》（AQ1029-2007）执行。
3、无线传输网络监控系统设计方案
在KJ有线监控系统基础上，对其数据监测及控制部分进行改造，设计改造主要包括：分站，传感器、控制机构及其之间的传输方式。监控主机、主站保持不变及其之间的有线传输方式不变。
经改造后的系统有以下设备组成，协调器、簇首、终端设备（传感器、开关控制节点）、监控主机、主站。
3.1协调器：在本系统中，监控分站功能由协调器来完成，协调器不仅负责对整个网络的组织、协调与管理，发送广播命令，向监控主机传送网络数据，转发监控机命令等。
3.2簇首：簇首节点负责对本簇内节端点信息进行收集，并转发其它簇首节点信息，并具有组网功能，以接收新节点的加入。
3.3终端设备：本系统中，终端节点包括两类：传感器节点和开关控制节点。
①传感器节点分布在簇首节点周围，主要用来检测矿井环境瓦斯浓度浓度参数，然后将数字量编码，使用处理器模块进行存储、处理，再通过模块无线发送。
②开关控制节点装设在工作面临时配电点（对于掘进工作面装设在临时配电点，采煤工作面装设在采区变电所），当地面上位机判断出井下某个地点瓦斯超限时，立即通过无线网络向开关控制节点发出断电及闭锁命令，开关控制节点通过矿用断电仪动作来使馈电开关断开，实现瓦斯电闭锁，进而避免事故发生。
3.4监控主机及主站
在本系统中，监控主机在软件上除了在网络参数设置方面与有线监控系统不同之外，工作流程及功能基本相同，主站功能保持不变。
4、结束语
综上所述，在总结了煤矿瓦斯监控系统的趋势预测技术之后，我们可以更加明白煤矿瓦斯监控系统的应用方法和应用效果，对今后如何更好的利用煤矿瓦斯监控系统可以带来一些有益的借鉴。
参考文献：
[1]赵延明，高军，杨国庆，李仲宇.煤矿安全监控系统的现状与发展.煤矿机电，2017，3：39～41.
[2]荣妍.基于无线网络的矿井安全监控系统设计.[D].山东：山东大学，2015.36
论文作者:陆晓东
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/12
标签：瓦斯论文; 监控系统论文; 传感器论文; 煤矿论文; 井下论文; 分站论文; 节点论文; 《基层建设》2017年第27期论文;