摘要：改进安全监测系统是发展煤矿信息化的一个重要步骤，也是有效展示科学技术及其安全的一个重要表现，改善监测系统对促进煤矿信息化非常重要。文章主要分析了煤矿安全监控系统升级改造研究
关键词：煤矿安全监控系统；升级改造；安全管理
中图分类号：K261 文献标识码：A
引言
煤矿安全监控系统能够实现对井下设备及运行参数的有效监控，对异常信息及时进行报警，对于提升煤矿整体安全管理水平有着非常重要的作用。
1、煤矿安全监控系统升级改造的主要内容
针对平朔井工一矿安全监控系统存在的问题，从煤矿运行现行需要与未来需要两个方面考虑，主要从如下几个方面对煤矿安全监控系统进行了升级改造：
1.1 煤矿地面部分升级改造
为了更好发挥出煤矿安全监控系统的运行安全和提升其对数据的处理能力。在地面构建了一整套KJ95X的硬件平台与软件平台，主要包含有：kj95x监控系统软件、多系统数据融合服务器及监控主备机，同时，选择使用 SQL Server2005 标准版作为本系统的数据库，有效提升数据库的容量。通过升级，KJ95N煤矿安全监控系统满足《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》、AQ6201《煤矿安全监控系统通用技术要求》及相关行业标准，系统基于工业以太网和现场总线通信架构，采用分布式控制、多系统数据融合、即插即用、断线续传、电磁兼容、分级报警、设备故障诊断等技术，具有容量大、速度快、更稳定、更可靠、融合深、改造成本低、安装、维护、使用方便等特点，实现了“一矿一图”效果。
1.2 对煤矿安全监控系统传输部分进行升级改造
为了有效提升煤矿安全监控系统响应时间，提升系统数据整体传输效率，对系统数据采集架构进行升级，KJ95X系统设计采用现场总线 + 工业以太网 + 执行器 +分站+ 传感器等构成无主采集架构方式。通过现场总线主动上传数据至分站，分站对数据进行分析、处理，执行本地断电并将数据、异地控制指令发送至主机及相关被控设备；主机具有数据分析、处理、存储、展示、查询、打印等功能，通过数据融合服务器可实现多系统数据融合、大数据综合分析利用、多系统联动等功能。选择使用该架构方式的主要优势是：各种事件能够主动传入系统、选择使用多主架构，有效压缩了系统巡检周期，实现了系统断线续传、窄带优先进行传输。
1.3 对煤矿安全监控系统井下部分进行升级改造
为了使平朔井工一矿安全监控系统达到当前国家对煤矿安全监控系统相关规定的要求，按照时间节点分采区进行升级改造的原则，对平朔井工一矿安全监控系统中使用的监控设备和传感器全面进行了更换，全面实现了平朔井工一矿安全监控系统井下数据数字化传输，有效提升了平朔井工一矿安全监控系统井下抗干扰能力与防护等级，选择的传感器能够实现重复提醒、故障诊断、在线标校、即插即用。对平朔井工一矿井下电源也进行了升级改造，在传统电源的基础上，加入了在线管理功能，备用电源完全能够满足使用需求，有效保证了平朔井工一矿安全监控系统运行的稳定性与连续性。
2、煤矿安全监控系统升级改造关键技术分析
为了保证整个采矿过程的实时、有效的安全监督和控制，保证矿工自身的人身安全。在现有安全监测系统的基础上，对煤矿安全监测系统的关键技术进行了升级。主要通过以下关键技术，实现煤矿安全监测系统的升级，提高煤矿安全监测系统在实际应用过程中的质量和效果。
2.1 新型数字传感技术
对实际应用现有煤矿安全监测系统所面临挑战的分析表明，在实际应用过程中，传感器的总体稳定性可能受到影响。传感器性能不稳定的一个根本原因是其相对陈旧。为应对这一现象，光学装置有效利用可调半导体激发光谱技术，使用光气传感器，由于半导体激光器的波长可调，因此能够有效控制变换。具体的输出电流应用程序，能够扫描和分析一组气体吸收峰值附近的原始位置，获取需要测量的气体的典型吸收光谱，并以科学上合理的方式测量气体。激光甲烷传感器在实际应用中不受任何气体的影响。因此，即使在大型粉尘和环境湿度的极端条件下，其总体有效性也相对较好，同时确保测量的真实性和有效性。通过R485和CAN进行有效的数字传输，除实时数字测试外，还可同时传送传感器诊断或校准数据，在具体使用期间，传感器可适当提高其总体保护水平，使其达到IP65，并尽可能确保满足若干基本安全装置的要求。
2.2 多系统数据融合技术
多系统数据井下融合技术在实际应用过程中， 其基本流程如图 1 所示。
对图1所列要素的分析表明，变电站主要使用ARM处理器来整合多系统数据。处理器有以太网、RS485和CAN接口，能够同时储存大量的变电站之间的有效连接。当涉及不同系统的传感器和装置时，直接通过R485和CAN进行扫描；分站具体操作过程中，根据设备之间通信链路的有效运行情况，对系统设备数据进行有效控制。同时，可以直接将这些数据发送到业务单元，各个业务单元可以结合实际情况，按照主机的基本要求，实现各项工作的科学合理配置和落实。通过在主机操作中有效地配置和使用数据来进行变电站操作：例如，当气体超过限值时，可以向在有关地区工作的人员发出好的警报。以太网和RS485，以有成效和有效率的方式将业务单元数据传送给各服务器。
3、经济及社会效益
3.1 经济效益
新系统采用环网结构和自诊断功能，减少了故障处理和维修人员的时间，提高了工作效率。激光甲烷传感器减少了标定和维护的工作量。根据减少5名维修人员的计算，年综合人工成本为6104人，年人工成本可节约30104人，实现了人员的减少和效率的提高。数字传感器的使用减少了CH4中的误报警和断电次数，缩短了断电的影响时间，提高了生产效率。数字信号传输减少了电缆的重复铺设，降低了矿山生产成本。电缆年敷设长度约15000m，按电缆辐射减少40%和电缆敷设减少约6000m计算。按5元/m计算，每年节约资金约3104元。
3.2 社会效益
新技术、新设备的应用使安全监测系统的数据更加真实可靠，为矿山安全生产提供了可靠的数据支持。新技术、新设备的使用，促进了矿井安全技术和设备的升级，使矿井消除模拟信号，实现了数字化矿山的目标，为矿井物联网的发展奠定了坚实的基础。多系统集成和报警联动功能，实现了数据的综合分析和利用，为应急救援提供了参考依据，进一步提高了矿山防灾能力和应急救援水平。该技术改造项目的实施为集团公司的其他矿井升级改造提供了借鉴经验，为煤炭行业的安全监测和升级提供了现场应用基础，为相关国家法律法规的实施奠定了坚实的基础。
结束语
随着平朔井工一矿信息化、自动化及机械化水平的不断提升，煤矿安全监控系统在整个煤矿生产中扮演的角色越来越重要，同时，有可能实现多系统信息的整合和共享，提高煤矿安全预测的预警水平，优化安全监测系统在煤矿安全生产中的关键作用，提高煤矿安全生产的安全性。提供了灾害预控管理的数学基础，并为有效建立煤矿灾害预测系统奠定了坚实的基础，此外，还建立了一个国家灾害预控系统中心。
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论文作者:谭超博
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/7/31
标签：煤矿安全论文; 监控系统论文; 数据论文; 系统论文; 传感器论文; 系统升级论文; 山东论文; 《城镇建设》2019年第9期论文;