矿井安全监测监控系统存在问题及优化措施分析论文_刘赛

矿井安全监测监控系统存在问题及优化措施分析论文_刘赛

神华地质勘查有限责任公司 北京 102211

摘要:随着矿井安全标准化建设水平的逐步提升,矿井安全监测监控系统在煤矿安全生产中的保障作用越来越大。在具体应用实践中,由于矿井生产规模和安全设备设备建设水平残次不齐,系统建设和运行仍然存在不少不容忽视的问题。本文通过分析我国安全监测监控系统建设运行中存在的突出共性问题,提出具体的优化措施。

关键词:矿井安全监测;监控系统;应用;优化

前言:矿井安全监测监控系统是面向矿井安全生产所提出的一种综合信息保障系统。该系统通过技术手段有效监控矿井状态,实时将井下数据参数反馈至地面生产调度中心,实时掌控井下动态,实现生产调度、事故灾害预警和事故救援指挥,达到数据互联,井上井下一体化可视化的目的[1-5]。

上世纪五十年代煤矿机械化开采方式出现以后,国外从六十年代初期就开始了对煤矿环境参数的监测技术研究。早期的煤矿监测系统一般为井下某一生产环节或指标而设计,监测系统容量较小。近年来各国的监测系统己逐渐从单一的生产监测与安全监控转变为一个综合监测系统,英国、美国、日本、德国、都在不同范围和程度上有所发展和应用[6]。

我国监测监控技术应用较晚[7],自2000年以来,随着国家对矿井安全生产要求不断提高,各大、中、小型高瓦斯或瓦斯突出矿井开始陆续装备矿井监测监控系统。目前,安全监测监控系统已成为矿井强制型安全保障措施之一,《煤矿安全规程(2016版)》[8]第四百八十七条规定:“所有矿井必须装备矿井安全监控系统、人员位置监测系统、有线调度通信系统。”

1煤矿安全监测监控系统

1.1安全监控系统

就物理拓扑结构来看,安全监控系统一般由中控调度台,工业大屏,存储器,通讯服务器,打印设备,地面交换机,光电通讯光缆,井下交换机,分站,信号转换器,传感器,执行器等组成。

就实现功能来看,安全监控系统主要用于实现环境监测和设备监测。

1.2人员位置监测系统

人员位置监测系统主要由无线编码发射器、读卡器、计算机及外围模块及软件组成。

就实现功能来看,人员位置监测系统能自动、准确、实时地在集中监视室充分了解井下人员的位置和动向。一些较为先进的人员位置监测系统还可以实现分门禁和丢失报警、统计考勤、灾后人员位置探测和信息联网功能。

1.3有线调度系统

有线调度系统主要由调度控制台、调度服务器、有线语音通信调度系统无线语音通信调度系统、应急通信广播系统、可视对讲系统构成。

就实现功能来看,有限调度系统可以保证井上下无缝沟通,调度控制台可以随时了解井下状况,准确下达生产指令。该系统集安全生产与紧急救援与一体,在事故发生时开展紧急救援,能有效防止事故的扩大。

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2煤矿安全监测监控系统存在的问题

2.1硬件型号兼容性差

由于各矿井矿井规模差异、安全费投入差异和建设起点的不同,早期系统大多是根据在地的监管部门要求和特定场景量身打造监测监控系统,一企一策甚至一井一策,缺乏统一的建设标准,从而造成了硬件设备缺乏统一标准,配件不通用,系统扩展和升级困难。如井下运输安全监控系统往往不能兼容井下气体监测系统的气体传感器设备,造成定制系统无法扩容升级为为功能更加全面的综合性系统,企业在安全监测监控系统改造的过程中,一旦推倒从来,必然造成极大的投资浪费。

2.2通信协议和传输设备物理层协议不统一[9-12]

由于各矿企建设起步标准的不统一,国内企业采用了从早期载波技术、时分频分技术到工业以太网和现场总线到无线传感器网络等各代际传输技术。不同矿井间监测监控系统通信协议和传输设备物理层协议代际差异很大,为国家开展应急管理、矿井救援和矿难灾后恢复带来极大挑战。

3解决措施

3.1大力推行安全监测监控系统行业规范

目前,《MT/T89922005煤矿用信息传输装置》、《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》、《煤矿安全规程》、等行业规范对矿井安全监测监控系统的建设提出了明确具体要求,为保障矿井的安全生产,应拟定矿井安全监测监控系统的升级改造时间表,通过一定年限后,逐步淘汰落后的安全监测监控系统。

3.2建立监测监控系统中长期技术演进规划

建立监测监控系统中长期技术演进规划,基于先进的物联网技术和异质传感器融合技术,引导矿井安全监测监控系统朝着标准化、兼容化、智能化的方向演进,从而使得监测监控系统对新的矿井开采技术和开采方式具备更强的扩展性和适应性。

结束语:安全监测监控系统的演进过程,本质上是相关子系统的硬件升级和软件进步的过程,只有通过增强相关设备技术的通用性和可扩展性,才能从根本上解决其应用中存在的问题,进而提高安全监测监控系统对矿井安全生产的保障能力。

参考文献:

[1]贺鑫.煤矿安全监测监控系统存在问题分析及优化研究[J].内蒙古煤炭经济,2018(04):91-92.

[2]黄凯峰. 煤矿安全监测监控系统瓦斯浓度异常信号辨识方法研究[D].安徽理工大学,2016.

[3]李宁.煤矿监测监控系统的构建和管理[J].中国矿山工程,2018,47(02):68-70.

[4]胡权.我国煤矿安全监测监控系统发展与应用[J].煤炭科技,2017(03):202-204.

[5]朱鹏鹏. 煤矿安全监控系统综合接入分站的设计与开发[D].湖南大学,2018.

[6]李波. 煤矿安全监控系统分析与设计[D].北京邮电大学,2009.

[7]杨世兴.煤矿监测监控系统的现状与发展.安防科技,2004,5

[8]国家安全生产监督管理总局. 煤矿安全规程:国家安全监管总局令第87号[S]. 北京:煤炭工业出版社,2016.

[9]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[J].煤矿机电,2007(03):39-41.

[10]焦昊. 煤矿安全监控信息管理系统的设计与实现[D].吉林大学,2015.

[11]王宇轩. 基于异质传感器网络的煤矿安全监控系统设计[D].浙江大学,2015.

[12]王运成.有线调度通讯系统在煤矿中的改造研究[J].煤炭技术,2013,32(07):175-177.

论文作者:刘赛

论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期

论文发表时间:2019/4/29

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