摘要：矿山安全问题是困扰矿业企业的重点问题，本次文章分析了数字化智能矿山安全监控系统的系统构成和相关上机软件，并分析实际矿山生产中的应用途径，为矿山开采安全性的维持提供参考。
关键词：数字化智能矿山安全监控系统；构成；应用
1 引言
矿山开采是我国重要的产业领域，为煤矿等矿产资源的提供做出极大贡献。但在矿山开采过程中，由于技术条件、环境、人员等因素的影像，经常出现安全性问题，比如气体爆炸、矿井坍塌等，造成巨大的生命和财产损失。基于此，可靠地安全监控系统是矿山开采急需的设备。而信息技术的快速发展，使得监控系统越来越智能化和自动化。因此本次分析数字化智能矿山安全监控系统的应用，为矿山安全开采提供设备基础。
2数字化智能矿山安全监控系统的构成
数字化智能矿山安全监控系统相比传统的监控系统有很大的优势，比如时效性高，稳定性强，可进行远距离传输等，在矿山开采中的应用有良好效果。本系统采取分布式采集、多主通讯的结构形式，借助分布式传感技术、数字通讯技术、网络预测技术等，对井下关键生产场所进行监测和控制，同时也能实现对于特殊气体的监测，在气体浓度超阈值时及时预警，以便于工作人员及时撤离或采取其他安全性措施。
2.1系统结构
本系统是采取的环网模式，对于数字化智能矿山安全监控系统最关键的组成是数字化传感器，传感器基础层与分站利用CAN相连，同一根连接分站的电缆最多可以接4台传感器。具体如图1所示。
图1 数字化智能矿山安全系统结构图
根据结构所示，本系统可以连接多种传感器、断电器、报警器等，可以全面大范围的实时监测矿山的各种环境参数和施工现状，并对相关安全防护设备进行控制，比如起火时的自动洒水设备。对本系统来说，可以监测包括瓦斯、温度、湿度、风速、负压、粉尘、氧气等物理化学参数，也可以监测阀门开关、主扇、顶板压力、位移等参数，还有电流、电压、水位、煤仓煤量、机电设备的开停等状态。另外就是本系统有自属性上报、远距离传输、自动保护元件、传感元件故障自诊断等功能。这样大大增加了矿山开采的安全性，同时也降低了对工作人员的需求。
本系统还有计算机，负责通过公用通信网络向上级管理部门的信息接收服务器发送实时数据。上级管理部门就是矿山中负责监测矿井的部门，此处设置有远端计算机，负责实时接收由本系统发送的来的数据，还有负责接收解析数据并把数据存储到网络监控系统的数据库服务器。
3.2软件结构
本系统的运行还需要软件结构的辅助，具体监控时是借助编程语言，比如Java等进行运行设备的监控。本系统采取的网络监控系统是基于B/S结构的，以TopMap World为平台的WebGIS安全监控系统，它负责实时展现各煤矿的安全数据，进行分析和报警。本系统的上位机软件通过SVG二维平台技术进行图形显示，同时操作界面还提供针对某个巷道的实时测点放大显示浏览导航界面，也就是说如果某处出现问题，操作人员可以点击监测点进行放大浏览，观察出问题的地方。该界面实际上说包括了本系统可以监测的全部范围，并根据类型对检测项目进行分类，本系统的分类是环境参数和生产运行参数等。另外，在对某个监测点进行放大浏览时，对于该监测点的监控情况也会同时显示出来，包括编号、名称、各项参数等。
在进行软件的应用时，有用到煤矿专用绘图符号，绘图简单，并提供有AutoCAD转换接口，可以快速完成图形格式的转换，运行效率高而且兼容性好，可以同时在B/S以及C/S结构下使用。而且软件采取的是实时推送和实时优化算法，可提高系统的实时性，并提高处理大面积节点时的处理效率。另外，软件还可以实现三维全景观测，可以让操作人员观察分站实时状态。
本系统可以实现实时数据、统计数据的存储、查询和统计功能。
3数字化智能矿山安全监控系统的应用
3.1环境和生产参数监测
数字化智能矿山安全监控系统最重要的应用就是可以实现对矿山环境和生产状况的监测，可以监测包括瓦斯、温度、湿度、风速、负压、粉尘、氧气等环境参数，也可以监测阀门开关、主扇、顶板压力、位移、电流、电压、水位、煤仓煤量、机电设备的开停等生产参数。借助先进的监测设备和仪器，收集矿山环境中的各项参数指标，比如用电压计监测电压和电流等。通过实时监测，可以让系统操作人员实时掌握矿山环境和生产状况，了解瓦斯、氧气、粉尘等是否超标，如果超过标准值或者说安全值就会自动进行报警；对于异地断电情况进行控制，比如矿井下忽然停电，本系统可以通过自检检测停电原因，然后自动调控进行送电工作，比如通知维修人员进行短路电路维修等。在井下进行矿山开采时，可以通过对风速的测量和计算，得知井下是否需要进行通风；对于氧气浓度进行测量，在低于极限值时进行预警，提示工作人员及时进行氧气补充。
3.2数据管理
一方面，本系统可以实现数据信息的收集，因为本系统可以监测多方面的参数，而且是实时监测，因此每个时刻产生的数据量比较大且复杂，涵盖多个方面的数据，在传感器感受到数据后会传送给数据处理设备，对数据进行建档收集和储存。另外就是数据输送，传感器上收集到的数据会输送到计算机上，汇总形成实时的数据监控图，反映在上位机软件界面上，借助这个软件，操作人员可以实现对某个监测点的实时查询和观察，以及对数据的储存。本系统也可以实现对这些监测数据的分析，综合一日内的数据监控结果，分析矿山可能存在的安全隐患，比如某个点粉尘即将超限、某个地区阀门关闭不及时等，从而对当前的矿区生产状态进行优化，排除存在的安全隐患，从而保证矿区安全生产。另外，本系统还可以将监测数据制作成动态图，用于绘制采掘平面图、通风系统图、监控设备布置图等，使操作人员对井下设备运行和数据的了解更加生动形象。
4结语
数字化智能矿山安全监控系统是近年来对矿山生产实时监测的优化系统，具有十分有效的安全监测效果，可以实时监测各种生产参数和环境参数，保证矿区生产安全进行。
参考文献：
[1]张磊，崔贵荣，赵华伟.数字化智能矿山安全监控系统的应用[J].陕西煤炭，2016，（5）：131-133+124.
[2]王宗明，张磊.浅析矿井安全中的智能监控信息技术应用[J].煤炭技术，2013，32（5）：131-132.
论文作者:方有才
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/15
标签：矿山论文; 本系统论文; 监控系统论文; 实时论文; 数据论文; 智能论文; 参数论文; 《基层建设》2018年第34期论文;