中煤新集二矿通防区 安徽淮南市 232180
摘要：本文主要通过分析矿井瓦斯监测监控系统的现状、存在的问题及发展前景来论述瓦斯监测监控系统应用和推广的重要性，以期相关部门对瓦斯监控的重视。
关键词：瓦斯监测系统；现状；存在问题；发展前景
煤矿井下矿难时有发生，瓦斯事故就是其中一种。矿难不仅影响煤矿的生产效率，更重要的是会威胁到矿井工人的生命安全。瓦斯是井下煤矿中普遍存在的一种气体，要想彻底清除难度很大，也很难做到。随着现代科技不断发展，已经有很多先进设备仪器能检测出井下瓦斯浓度，当瓦斯的浓度超过指定范围，系统便会发出预警信号，促使矿工迅速撤离危险的工作区域，进而确保矿工的生命安全。
一、瓦斯监测监控系统现状
瓦斯监测监控系统是用来监控瓦斯浓度和变化的系统，以防事故发生。这个系统主要是由监控主机、数据服务器、计算机网络、监控软件、传输接口和传输通道、井下数据采集分站、各种传感器及执行器等部分组成，这些系统共同作用形成完整的瓦斯监控系统。比起其它国家，中国监控技术应用得稍晚一些。通过多年实践，证实了监控系统对煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。目前，中国各大矿井管理者都把瓦斯监控系统作为一项必备的装备，都在矿井内安装了瓦斯监控系统，确保煤矿工作正常开展。
随着中国电子科技不断发展，一些稍微比较旧的瓦斯监控系统由于技术水平低、功能和扩展性能差、维修技术和服务跟不上等原因面临着被淘汰或更新换代的情况。到了20世纪90年代，为了适应市场需求，国内各大研发单位又相继推出了新科技产品KJ90、KJ95、KJ101、KJF2000、KJ4/KJ2000和KJG2000等监控系统及MSNM、WEBGIS等煤矿安全综合化和数字化网络监测管理系统，这些系统的监测功能更加完善，从而实现对整个井下环境的监测。随着各大小煤矿对瓦斯监控系统使用的增多，国内监控系统生产的厂家也不断涌现，为客户提供了更多选择机会和更好的市场服务。笔者所在的煤矿就安装了中煤科工集团重庆研究院研发的KJ90N安全监控系统。
二、存在的问题
瓦斯监测监控系统虽然已经广泛应用于各煤矿，仍在实际应用中仍存在着各种问题。
1.通信协议和信息传输设备物理接口不规范不统一
目前，中国关于瓦斯监测系统的生产厂家参次不齐，各个厂家都拥有各自专用的通信协议，由于各个厂家的监控系统型号不同、价格不同，很难找到有兼容性的系统。所以，信息系统的兼容性成为各煤矿瓦斯监测系统安装、扩充系统功能的一大制约因素。此外，信息传输设备的物理接口也是一个关键的制约因素，有的系统型号不同，但采用一样的技术，且系统信息传输设备的物理接口也不一定一致，如KJF2000和KJ4/KJ2000两种系统，均采用了FSK技术，信息传输波特率均为1200bps和2400bps，但其传输信息的调制频率却不同，传输信息的手法电压幅值也不一样，所以这两种系统的分站是不能够兼容的。在这些因素的影响下，造成煤矿在安装了某一厂家的监测系统后，只能一直沿用该厂家的产品和服务。当矿井设备需要更新换代或系统升级，而厂家的系统功能软件和硬件的配套和跟进服务却跟不上。煤矿不得不把旧的设备淘汰掉，然后再重新购置，这样就造成浪费。
2.传感器设备质量有待提高
瓦斯监测系统中的传感器装置是整个系统的关键技术所在，它的质量好坏直接关系到监测系统的准确性。传感器关键部件是载体催化元件，这种元件工作稳定性差、抗中毒性能差、调校周期频繁，且使用寿命短，这直接影响了传感器的使用效果和使用寿命，极易出现误报警或示值异常现象。所以，传感器的质量越来越受到各使用单位和研发人员的重视，有待进一步提高。
3.瓦斯监测系统管理力度不足
瓦斯系统应用越来越广泛，矿井都要求安装瓦斯监测系统。但有些小型矿井对此仍不够重视，即使安装了监测系统，也不进行有效管理，甚至不配备专门的技术人员进行维护，由于监测系统缺乏有效维护，造成系统不能正常运行，甚至出现数据传输信息时长中断现象。
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4.市场秩序亟待规范
随着瓦斯监测系统的广泛应用，瓦斯系统生产厂家如雨后春笋，而市场没有统一的系统标准，厂家为了谋取暴利而出产一些劣质的产品，这样不仅影响煤矿的使用效果，还影响市场的秩序。另外，生产厂家的泛滥造成竞争恶性循环，导致企业的系统研发后劲不足，技术支持能力降低，最终影响用户正常使用。
三、瓦斯监测系统的发展前景
随着瓦斯监测系统在各煤矿的广泛应用，各类瓦斯监测系统也都在不断进行改进升级，得到良好发展。
1.监测系统软件应走向网络化无线化数字化
目前，中国煤矿使用的瓦斯监测系统大多是有线传感器网络的监测系统，这种系统不能全面采集到有关数据，形成瓦斯监督盲区，所以，瓦斯监督系统的研究面要延伸向网络化瓦斯监督系统的实时监控发展。网络化、无线化的瓦斯监测系统能有效地避免盲区，且接收简单、实时监控，现场安装方便快捷，具有设备断电控制，能根据被监测环境地点的数据进行危险判别、分析并提出解决方案，具有功能齐全、成本低、功耗低、响应速度快、容易和煤炭数字化信息网路联网等优点。
2.通信协议和信息传输设备物理接口逐渐走向规范和统一
目前，中国瓦斯监测系统没有一个统一的标准，所以在日后发展过程中，应尽快寻找一种解决系统兼容性的途径和方法，制定统一规范的通信协议和相应的专业技术标准，也逐渐使信息传输设备的物理接口走向规范化，这样对促进瓦斯监测技术的发展和瓦斯系统的推广有十分重要的意义。
3.提高甲烷传感器质量
为提高监测质量，要研制出更高可靠性、更高稳定性、更强抗毒性能的甲烷传感器。目前使用的瓦斯监测系统中传感器的载体催化元件寿命短、稳定性差，已不再适应煤矿的使用功能，迫使载体催化元件更新换代，研制出性能更好、寿命更长、使用功能更佳的元件。应逐步推广应用激光甲烷传感器，替代传统的载体催化式、热导式甲烷传感器。
4.瓦斯监测传感器逐渐走向微型化智能化网络化
随着瓦斯系统中传感器不断发展，在发展趋势上表出现微型化、智能化和网络化的特点。基于现代机械微小加工工艺、微电子工艺，特别是MEMS微机电系统的应用，对传感器的微型化起到划时代的作用，这种技术把IC电路和传感器元件集成在一起形成智能传感器。这种智能传感器将处理功能与传感器整合在一起，可更好地确保温度补偿、自动校正和失效模式检测等功能的精确度。而且，智能传感器的智能处理功能主要体现在分担中央处理器集中处理功能上。这些处理功能主要体现在自补偿功能、自学习与自适应功能、自诊断功能。同时，为了减少智能处理器数量，一般是多个传感器系统配置到一个处理器上，这些处理器之间通过网络接口实现相互通信。正因为采用MEMS技术生产的传感器有众多优点，因此日后利用这种技术生产的高端传感器产品将越来越多。
5.制定科学的政策法规
随着瓦斯监测系统不断推广，相关政策法规的制定应跟上推广的步伐，通过政策法规规范市场秩序，使厂家有法可依，避免厂家之间恶性循环竞争和出现劣质产品，确保产品质量。倡导和鼓励各生产厂家积极研究提高煤矿安全管理水平的管理技术，逐步使中国煤矿安全生产管理从人治发展到依法治理。
结语
瓦斯监测监控系统的运用越来越广泛，通过多年的实践证明，瓦斯监控系统的有效运用可有效避免瓦斯超限事故的发生，做到超前预警、超前预防，及时采取措施避免事故的扩大，有效预防和控制瓦斯事故引发的灾害。为了使监测系统更完善功能更强大，相关科研工作人员应加强瓦斯监测系统的功能升级，研制出更高端的技术，从而避免瓦斯事故的发生。
参考文献
[1]刘西青.论国内煤矿瓦斯监测监控系统现状与发展[J].山西焦煤科技，2006(3)：37-40.
[2]李润求，施式亮，念其锋，等.近10年我国煤矿瓦斯灾害事故规律研究[J].中国安全科学学报，2011，21(9)：143-151.
论文作者:考传桥
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/10/16
标签：瓦斯论文; 传感器论文; 监控系统论文; 监测系统论文; 系统论文; 煤矿论文; 功能论文; 《基层建设》2018年第24期论文;