安全监测与监控技术

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1、关于煤矿安全监测与监控系统的应用及发展分析安全科学-髙新山东科技大学矿业与安全工程学院矿研 162 班学号：160120080摘要：煤矿安全监测监控是实现矿井安全生产预防事故的主要措施之一，也是现代化矿井管理 水平 的重要标志。通过对监测监控系统的研究，使煤矿监控系统的安全可靠性大大提高，对确保煤矿 安全生 产将起到一定的作用。本文浅谈了近年来我国煤矿安全生产监测监控系统的发展现状和存 在的问题，对 系统的软件技术和功能、硕件及接口技术的可靠性和兼容性、传感器技术的稳定性 和可靠性、企业安全 生产信息化管理技术的发展提出了展望。关键词：煤矿监测监控系统安全信息化自 2000 年以来，随着国家对

2、煤矿企业安全生产要求的不断提高和企业自身发展的需要，我国 各大、 中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井陆续在装备矿井监测监控系统。系统的装备大大提高 了矿井安全生 产水平和安全生产管理效率，同时也为该技术的正确选择、使用、维护和企业安全 生产信息化管理提出 了更高的要求。为保障煤矿的安全生产，除进一步加强煤矿安全管理意识外, 关键是建立煤矿井下安全监 测监控系统，形成煤矿井上、井下可靠的安全预警机制和管理决策信 息通道。所以当前现代化矿井的生 产不仅要解决煤矿生产过程中存在的安全问题、生产自动化的 问题、乂要了解各种与生产经营相关的信 息。建立安全生产、调度和管理网络系统，对井上、井 下安全生产全

3、面了解，靠及时准确的信息指挥生 产和防止各种事故的发生，已成为煤矿设计工作 必须解决的问题。一、煤矿安全检测与监控系统的作用及现状在煤炭行业中，矿井安全监测监控系统是传感器技术、信息传输技术、计算机应用技术、电 气防爆 技术和控制技术等多种技术在矿井安全生产监控领域应用的产物，对保障煤矿安全生产， 提高生产效率 和机电设备的利用率都具有十分重要的作用。矿井安全监控系统一般由三部分组成：中心站（包括应用 软件、计算机及外围设备）；信息传输装置（包括传输接、分站、传输线、接线盒等）；传感器 和执行装置。具体来讲，煤矿安全监控系统是指对煤矿的瓦斯、风速、一氧 化碳、烟雾、温度等环境参 数和矿井生产、

4、运输、提升、排水等环节的机电设备工作状态进行监 测和控制，用计算机分析处理并 取得数据的一种系统。安全监控系统可以为各级生产指挥者和业 务部门提供环境安全参数动态信息，为 指挥生产提供及时的现场资料和信息，便于提前采取防范 措施。另外通过对被测参数的比较和分析，系 统可以实现自动报警、断电和闭锁，便于制止事故 的发生或扩大；在发生事故的情况下，能及时指示最 佳救灾和避灾路线，为抢救和疏散人员、器 材，提供决策信息。我国监测监控技术应用较晚，80年代初，从波兰、法国、德国、英国和美国等（如 DAN64OO、TF2OO. MINOS和引进了一批安全监控系统，装备了部分煤矿；在引进的同时，通过消化、

5、吸收并结合我国煤矿 的实际情况，先后研制出KJ2. KJ4 KJ8、KJ1O. KJ13. KJ19 K|38、 旳66、K|75KJ8O KJ92等监控系 统，在我国煤矿已大量使用。实践表明，安全监控系统为煤矿 安全生产和管理起到了十分重要的作用， 各局矿已作为一项重大安全装备。由于当时相当一部分 监控系统山于技术水平低、功能和扩展性能差、 现场维修维护和技术服务跟不上等原因，或者已 淘汰、或者停产。因此造成相当一部分矿井无法继续正 常使用已装备的系统。特别是近年来III于老系统服务年限将至，已无继续维修维护的必要，系统面临更 新改造的机遇。二、国内安全检测与监控系统存在的问题2（传感器质量

6、和性能差与安全监测监控系统配接的中烷传感器和CO传感器已成为矿井瓦斯综合治理和监测煤炭自燃发火 灾害预测的关键技术装备，并越来越受到使用单位和研究人员的普遍重视。但在现场使用 中，虽然系统 主机、分站以及软件已经不断进行升级，但国产安全检测用的传感器儿乎全部采用 载体催化元件，长期 以来我国载体催化元件一直存在使用寿命短、工作稳定性差和调校频繁、灵 敏度漂移以及制作丄艺水平 低等缺点，严重制约着矿井有害气体的正常检测。另外煤矿安全规 程中对中烷传感器的调校有严格 的规定，调校工作需要专用器具和标准气样，对调校人员的技 术水平有一定的要求。很多煤矿往往由于 缺乏专业技术人员等原因而不能按时对系统

7、进行维护和 调校，其至从不调校，严重制约了矿井有害气体 的正常检测。2.2 通信协议不规范，可集成性差因为没有一个符合矿井电气防爆等特殊要求的总线标准，所以现有生产厂家的监控系统的 通信 协议儿乎都采用各自专用的，互不兼容。不同厂家产品之间缺乏互操作性、互换性，因此可 集成性差， 不易于系统功能扩展。在使用中，个别系统虽经多次升级改造，仍不能实现系统资源 的有效共事，形成 了一个个独立的“信息孤岛”，严重阻碍了矿井安全生产管理水平的进一步提高。2.3诊断功能有待加强，系统的可维护性低现场设备在线故障诊断、报警、记录功能不强，现场设备的远程参数设定困难，影响系统 的可 维护性。作为管理维护监控系

8、统的辅助手段，部分系统只能对系统的通讯状况诊断，不能详 细地判断故 障的性质和故障点。但实际工作中要求能迅速判断出分站、传感器或电缆故障之间， 或短路报警与真实 超限之间的区别为维护人员提供故障的类型和方位，以便于迅速处理故障地点。2.4 现场管理和维护水平欠缺尽管各省市煤炭管理部门都强制性要求各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备 矿井监 测监控系统，而且近儿年再次加大了对矿井安全生产的管理力度，但一些地方国有煤矿， 特别是乡镇小 煤矿，多数山于缺乏专业技术人员而不能正常使用和维护已装备的系统，甚至对系 统配接的传感器根本 不进行调校。另外，在大多国有煤矿还存在着监测监控方面的管理制

9、度不够 健全、对已经存在的监测监 控管理制度执行不严、对监测监控系统的监督管理不到位等问题，严 重地制约着安全监测监控系统的正 常运行。三、煤矿安全检测与监控系统的发展趋势随着计算机技术、网络技术、通信技术、微电子技术的进一步发展，矿井设备自动化水平不断 提高， 现代化的生产和管理在煤矿行业中不断推广。为了满足现代煤矿安全生产和信息管理的要求， 煤矿监控 系统朝着网络化、标准化、智能化的方向发展，并从单一监控功能向性能可靠、功能强大 的全矿井综合 监控信息系统发展。3.1网络化随着煤矿规模化生产程度和监控要求的不断提高，矿井范圉越来越大，山单纯的参数数据监控 发展 到数据、语音、图像混合监控，

10、要求通讯网络具有良好的开发性、较大的传输带宽和距离以及 多种数据 传输方式（数据通信、视频语音通讯等）。现场总线技术在煤矿监控系统中广泛应用，扩展 了监控系统 的功能，信号传输为时分制或调频信号川I于受现场恶劣环境和电缆带宽的限制，只能传输数字语音信号, 通信速率偏低，难于满足现场图像视频多媒体信息的实时传输要求,U前图像监视采用单独的工业电视系 统。随着工业以太网技术的迅速发展，它不仅应用于监控系统的监控级，而且 已经开始用于现场设备网 络。通过基于嵌入式的网络协议转换器将现场总线（与现场设备相连的支 路网络）和工业以太网（与管 理层相连的主干网络）有机结合应用于监控系统中，充分利用两者的优

11、势, 建立基于现场总线和工业以太 网的煤矿实时监控综合信息系统，将现场监控层、信息传输层和信息 管理层连成一个完善的监控网络,融 合各种信息（参数数据、语音信号、图像视频等），共享系统资源 和信息，实现整个煤矿矿区或更大范 围的监测、控制、管理，这是煤矿监控技术发展的必然趋势。3.2标准化信息传输系统的兼容性直接影响着各矿井进一步扩展系统功能。通信协议不规范（即没有 统一 的标准）造成设备重复购置、系统不受制于人和不能随意进行软硬件升级改造等后果。为了改 变标准不 统一的局面，国家出台了很多规范性规程和标准对监控系统及信息传输协议等进行规范, 如煤矿安全规 程、MT/T89922OO5煤矿用信

12、息传输装置、矿井安全监控新标准、新规程汇编及矿井安全监控系 统设计与选型手册等。标准化和通用性是煤矿监控系统的发展趋势之一。3.3 智能化突发灾害、生产设备故障是影响煤矿安全与生产的两个主要因素。如何对突发灾害进行预 测与 预报以及对生产设备故障进行诊断是煤矿监控系统研究难题和方向。在监测灾害的同时，将现 代的预测 理论（灰色理论、混沌理论等）与专家决策智能模块引入监控系统，使之形成状态监测、灾 害预报与处 理决策支持功能智能系统，更加有效地防止灾害的发生。生产设备故障监控系统应具有 以下基本功能:通 过对工况的监测，判断故障的发主;发生故障后，监测出故障源的位置,确定故障的原 因;判断故障的

13、严重 程度，采取包括启动保护系统等必要的措施。将专家系统和网络技术引入到生产 设备故障监控系统建构 远程故障诊断专家系统，结合相关领域的专家和经验丰富的技术人员，建立 相关煤矿知识库和构建推理 机，共乍网络数据和更多的技术支持，利用实时监控系统，对采集的参数 数据、视频和音频信号进行专 家综合推理和诊断，更加及时、准确定位故障并采取相应措施。因此, 智能化是煤矿监控系统的乂一发展 趋势。四、结语随着科学技术的不断发展，煤矿安全监控系统将山单一监控功能向全矿井综合信息监测控制系 统发 展，实现远程监测、监控、监管、设备故障诊断和灾害预警与决策等功能,为煤矿安全生产打下 坚实的基 础。参考文献1曾宇航我国煤矿安全监控系统研究综述期刊论文软件导刊 2010(7)2王国臣矿井安全综合视频监控系统的发展口煤炭技术QOO6 但)3贺嘉玉信息技术在煤矿瓦斯监测监控领域应用状况分析期刊论文科技资讯2007(6)4晋发洲张传亭煤矿监测监控通信技术的发展期刊论文煤矿自动化 1998(4)5谷守禄，鲁远祥煤矿监控系统的发展概况及趋势口中国安全科学学报,1997(12)高考是我们人生 中重要的阶段，我们要学会给髙三的自己加油打气