摘要：依据国家对安全监控系统升级改造的要求，王楼煤矿对安全监控系统进行升级改造工作，通过升级改造完成了多系统的融合，实现了系统之间联动控制功能；实现了全数字化传输；在设备抗干扰、防护等级、智能化及稳定性方面也均有较高提升，有效提升了煤矿安全生产整体水平，并为建设智能化矿井打下基础。本文首先分析了当前煤矿安全监控系统智能化建设介绍，接下来详细阐述了智能化建设瓶颈，最后对煤矿安全监控系统智能化建设未来展望，希望通过本文的分析研究，给我国煤矿安全监控系统智能化建设及未来展望的分析研究做出贡献，同时希望给行业内人士以借鉴和启发。
关键词：安全监控智；能化
引言
中国煤炭资源丰富，采集的过程却面临重大风险，自然灾害也严重影响采集过程。虽说近年来生产形势有所改变，但特大事故的发生还是行业内一个值得关注的问题。为响应国家提出的煤矿生产智能化的要求，完善煤矿有关部门安全管理，要加大煤矿安全生产监控体系建设力度，增加煤矿信息交流，建立煤矿安全信息管理系统，从整体上对煤矿安全进行控制。近几年煤矿事故给社会带来了许多不利影响，在这种情况下，许多大中型企业开始全力以赴利用相关的信息技术，根据企业的具体情况来建立企业安全管理体系，研究安全信息管理系统，从而降低生产过程中的风险，帮助预测并管理隐患，采取适当措施，确保生产安全。煤矿安全信息管理系统是煤矿安全生产管理的重要手段，对煤矿生产起着非常重要的作用，同时满足井下生产安全需要和地面管理需求。煤矿安全信息管理系统采用电子计算机技术处理安全生产信息，为煤矿管理者提供决策信息，加强矿山安全生产管理和科学决策，达到减少矿山事故发生的目的。
1当前煤矿安全监控系统智能化建设介绍
当前系统基于工业以太环网+现场总线通信架构，采用分布式控制、多系统数据融合、断线续传、电磁兼容、设备故障诊断等技术，部分指标超过同行业水平。作为 KJ70X 煤矿安全监控系统的专用主干网，不与其他系统共用环网。环网主干线缆分设两条，从同一个井筒保持一定间距的不同位置进入井下。田庄煤矿井下所有分站至主干网之间采用工业以太网进行通讯，光纤直接进入分站。模拟量传感器至分站的有线传输采用 RS485 总线进行数据传输。现所有系统均升级改造后，通过相关系统交互协议，在地面监控软件或多系统集成平台上实现安全监控系统、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，通过 GIS 一张图、一张表展示。在瓦斯超限、火灾、断电等需立即撤人的紧急情况下，安全监控系统自动与应急广播、通信、人员位置监测等系统应急联动。通过井下应急广播系统通知危险区域人员撤离，通过人员位置监测系统双向紧急呼叫功能，自动通知危险区域人员进行撤离等。田庄煤矿已实现监控系统与三维 GIS 技术的融合，通过三维 GIS 平台的支持，可直观地看到田庄煤矿地面及井下的空间分布，以及安全监控系统重要设备的安装位置。为了更好地实现安全生产，更好地利用智能化为工业化服务，真正让智能化达到随时随地为煤矿安全生产服务。田庄煤矿在系统软件联动平台的基础上自主研发了安全生产共享数据平台 APP 软件。此软件集安全监控、人员定位、矿井地图、视频监控、顶板离层、广播、资料库等功能于一体，可兼容不同厂家的系统，涵盖煤矿生产过程中各个方面。将安全生产共享数据下载到手机上，在井上可以实时监控，如有危险可以及时发现，及时安排处理。在井下亦可以实时监控，及时处理危险因素，克服了井上井下沟通不及时的缺陷，同时真正让安全握在自己的手中。
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2智能化建设瓶颈
智能化建设一直是煤矿可持续发展的源动力。近些年来，王楼煤矿持续推进智能化建设，建成了安全监控、人员位置监测、应急广播、调度通信、无线通信、视频监控等多套智能化相关系统。在提升矿井安全生产，智能管控方面发挥了积极的作用，也为矿井高效生产及安全管控起到重要支撑。但随着矿井建设系统逐步增多，功能不断加强，特别是安全监控系统，也表现出了越来越多的使用瓶颈，主要有以下几个方面：（1）系统稳定性、准确性有待提高。目前矿井建设的系统众多，各系统之间易相互干扰，特别是变频设备的应用易干扰安全监测，出现伪数据。设备防护等级较低，在开采深部煤层后，高温高湿易锈蚀监控设备。（2）模拟传输信号不能复用，每个传感器必须通过一条独立电缆与分站信号传输，布线量大；（3）通信协议不规范，井下各系统单独布线，无融合功能，重复敷设电缆，不能共线共揽，不能进行应急联动。（4）功能不完善，性能不高。智能化低，不能自诊断，伪数据标注，调校提醒；容易篡改数据；备用电源时间短；模拟量传输误差大；巡检周期长显示数据为非实时数据；异地断电时间2倍巡检周期。针对上述问题，煤矿对系统进行了全面升级，以 KJ90NB 系统为基础，通过完善功能、增加设备、接口对接等方式，实现了安全监控系统全数字化传输、高抗干扰设计、新技术的应用，同时实现了安全监控与人员位置监测、应急广播、调度通信等系统的融合联动。升级后的 KJ90X 系统功能完全满足国家（煤安监函〔2016〕5 号）文件对新系统的相关要求。
3煤矿安全监控系统智能化建设未来展望
3.1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，是利用单独建设的信息系统为平台，进行的数据集中采集后的融合，各系统设备井下仍独立工作，并未实现集中融合。信息数据只能达到集中，难以实现分发共享，特别是向井下关键监控区域安全管理人员分发综合性的安全监测监控信息。未来，建立统一标准，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。
3.2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。
3.3 期待量子通讯技术的应用
因为无线通信的特殊优势，在紧急情况下凸显其重要性。但是由于无线通信的技术依赖基站，受制于井下巷道特殊环境，通讯质量的可靠性，严重依赖通信基站的密集程度。4G技术的井下应用，使井下无线通信成了形式。而据资料显示，目前国家大力推广的5G通讯技术，将建设更为密集的通讯基站。这意味着，5G通讯技术也将不会成为井下实用的无线通讯技术——井下不需要高流量的带宽，需要的是可靠的通讯，是在最关键的时候能够发出哪怕只有几K字节的呼救信息。量子通讯，由于具有众所周知的特性，我们期待他的的成熟，期待真正的无线通讯的技术用于矿井，无论在日常安全生产管理，还是应急救援通讯，成熟的量子通讯技术，都将会起到举足轻重的作用。
结语
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。
参考文献：
［1］ 孙继平 . 煤矿安全监控技术与系统 [J]. 煤炭科学技术，2010，38（10）：1-4.
［2］ 郭江涛 . 煤矿安全监控系统现状及发展趋势 [J].煤矿机械，2017，38（03）：1-3.
论文作者:王富磊
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/27
标签：井下论文; 监控系统论文; 煤矿安全论文; 系统论文; 煤矿论文; 田庄论文; 技术论文; 《防护工程》2018年第32期论文;