摘要：煤矿行业是高危行业，安全是煤矿生产行业的首要前提，保证从事煤矿生产行业的人员的生命安全是煤矿行业最首要的前提。所以煤矿生产行业的安全监控系统必须能跟上煤矿产业的生产节奏，及时进行改造和升级，逐渐完善煤矿安全监视系统。目前我国煤矿安全监视系统应用存在的主要问题在于传感器方面，传感器性能不佳，供电不稳定，传感器线路也容易受到其它信号的干扰。
关键词：KJ95X；煤矿安全监控
引言
近年来，随着我国对煤矿安全生产的监督逐渐加严，目前我国的煤矿生产单位均安装了安全监控系统，这些监控系统在防范和减少煤矿特大事故发生方面发挥了重要作用，其监控和预警作用在煤矿生产过程中极大的保证了工作人员的人身安全。但是由于我国煤矿安全监控系统存在技术落后，稳定性，可靠性有待提高，所以不断探索新型的、更安全高效的监控系统对煤矿生产行业具有非凡的意义。
一、煤矿安全监控系统应用中存在的问题
煤矿安全监控系统目前还存在很多需要改进的地方，本文下面把这些问题大概归纳为传感器本身性能问题和安全监督系统管理水平及设计技术水平两个大方面来具体叙述。
（一）传感器性能、供电不稳定，线路易受干扰
开采煤矿的矿井中环境恶劣，由于地下水渗透，其湿度很大，再由于煤矿的开采，粉尘也大，一些矿井甚至会存在腐蚀性气体，这些恶劣的条件往往会导致安全监控系统传感器电路、感应元件、接插件等器件容易发生氧化、接触不良，造成系统工作不可靠。恶劣的环境对系统造成的危害主要有以下三个方面：
（1）传感器性能不稳定。传感器在进水、受到剧烈震动和猛烈撞击时，输出信号极易发生失真现象，而且再加上矿井下空间狭小，存在复杂的强电场、磁场干扰源会导致部分传感器出现错误报告信息或是直接不能工作。尤其目前传感技术落后，在一些特殊情况下传感器并不能保持正常工作，比如在甲烷和一氧化碳等环境下工作时，传感器只能采用热催化、电化学技术，导致寿面短、存在零点漂移现象，工作稳定性差。
（2）传感器供电不稳定。在实际的煤矿开采工作中，由于工作条件的限制，其安全供电距离经常远远大于传感器的规定供电距离，如果安全供电距离越超出限定值，线路上的压降和干扰就越大，容易造成传感器无法正常启动，并且还会存在频繁复位等现象。
（3）传感器线路易受干扰。在煤矿生产中，传感器与分站之间采用200~1000HZ的模拟信号单向无校验传输方式，其抗干扰能力比较差，易受到传输线路干扰，且无法分辨。安全监控系统具有传输距离长的特点，但是距离长就易受到外部信号的干扰，抗干扰设计与本质安全设计相互矛盾，所以当下要努力研究探索解决这二者之间的矛盾。
（二）安全监控系统技术水平参差不齐，设计安装不规范
目前安全系统的生产商对安全系统内部的数据传输设备物理接口协议不规范，各种系统间通信协议互不兼容，各厂家的数据传输设备互换性极差，导致安全监控系统在实际使用时维修灵活性差。再加上人为管理水平和技术水平各个地区有所不同，一些煤矿生产单位甚至把传感报警、断电浓度调高。这些人为的设计安装不规范因素是严重影响安全监控系统正常工作的原因。
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二、煤矿安全监控系统升级改造技术要点
（一）提高系统性能可靠性、稳点性
安全监控系统的稳定性和可靠性是系统的首要要求，所以要通过不断的研究和模拟实验来改进和提升安全监控系统的稳定性和可靠性。如改进系统的抗干扰能力之后，给设备进行抗电磁干扰实验，保证设备在矿井下的恶劣环境里能正常工作，且工作受面不会受到大幅度的影响。改进技术可以参考使用模拟传感器采用数字传输，也可以尝试采用激光甲烷传感器，再通过信息自动化技术把存储数据进一步加密。
（二）提升系统功能和性能
安全系统的功能提升可以通过完善和改进以下功能来进行。系统要实现分级预警和报警；完善就地断电功能，禁止人员对系统进行非法操作，推行区域断电，让系统做到有多层次的断电保护；支持有线和无线的融合式传输，安全监控系统能与定位技术相结合，争取实现人员的精确定位；对设备、机车、无线通线等的监测系统也要尽量融合，做到能控制整个煤矿开采区域。
（三）规范系统通信接口
由于各设备的厂家生产的设备型号和信号不能兼容，所以安全监控系统最好在设计时就规范系统通信接口，系统的主干网络可以采用工业以太网，主干网络与分站之间信号连接选择就比较多样，可以选择工业以太网或是采用LonWorks、CAN总线等；对于模拟量到分站的有线传输方式可以选用工业以太网、RS485总线、CAN总线；无线传输方式则包WaveMesh、ZigBee、WiFi、RFID等。虽然生产的设备型号不兼容，但是在设计煤矿安全监控网络时可以选择运用兼容性较好或是更具不同的矿井环境选用合适的通信接口，这样就能极大的保证了系统信号传输时的稳定性和准确性。
三、KJ95X煤矿安全监控系统的引进
KJ95X煤矿安全监控系统由天地（常州）自动化股份有限公司研制推出。该系统满足《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》、AQ6201—2006《煤矿安全监控系统通用技术要求》及相关行业标准，部分指标超过升级改造要求，在国内率先取得煤矿安全监控系统升级改造系统证，通过了由中国煤炭工业协会组织的专家鉴定，鉴定结果为国际领先。
系统采用无主采集的设计理念及分布式控制策略，实现对煤矿安全监控系统传统通信方式的变革，大大减少了系统巡检周期和异地断电时间，并且实现了地面主机故障情况下井下环境的正常监测、报警、本地及异地断电控制功能；系统分站支持RS485、以太网传输，可实现分站直接接入工业以太环网，实现高速、快速通信，同时为减轻煤矿升级改造成本，系统支持工业以太环网＋现场总线的传输方式；实现了设备的即插即用、故障自诊断等功能，提高了系统易用性，减轻了系统维护工作量；采用电磁抗干扰技术及产品可靠性设计，确保了系统能在复杂环境中可靠运行；支持井下设备级和地面级数据及信息融合，实现了基于综合分站的多系统传感器、执行器、接收设备的共缆通信和基于地面融合模块的电力监测、车辆定位、无线通信、应急广播、矿井提升等系统的信息融合、联动；采用数据融合、瓦斯预测预警技术，实现了多种预警和专家支持功能。
结语
本文结合煤矿行业生产实际应用和国家煤矿安全监察局对煤矿安全监控系统升级改造的相关要求，相应的提出了煤矿安全监督系统的一些升级改造技术和方法，这些技术中有一些技术方法已经通过了实验阶段成功投入到煤矿生产阶段，且在实践生产中经现场应用验证，系统运行稳定，可靠，系统的巡回时间也缩短为不超过十秒，满足《煤矿安全监控系统通用技术要求》提出的技术要求。并且引进了KJ95X煤矿安全监控系统。
参考文献
[1]陈烽,陈蓉.物联网下的煤矿安全监控软件系统设计[J].电脑与信息技术,2015,23(02):59-62.
[2]戴立辉,但扬清.煤矿综合安全监控系统的研究[J].煤矿安全, 2013,44(07):100-102.
论文作者:杨建春
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
标签：监控系统论文; 系统论文; 煤矿论文; 煤矿安全论文; 传感器论文; 技术论文; 设备论文; 《电力设备》2018年第26期论文;