煤矿安全监控网络技术的应用

摘 要：文章通过介绍网络技术在煤矿安全监控中的作用,阐述了安全监控网络技术的具体应用方法,说明在煤矿安全监控中应用网络技术的必要性,通过推广网络技术在安全监控网络中的应用,以期能在煤矿生产中减少灾害和事故,降低经济损失和人员伤害.

关 键 词：煤矿安全；监控网络；计算机网络；预警

中图分类号：TD76文献标识码：A　文章编号：1009-2374（2012）18

近年来,随着我国国民经济的迅猛增长,工业、农业等各方面对煤炭的需求量不断加大.长期以来,由于目前煤炭生产加工过程的各种客观因素的制约作用,我国煤矿安全形势相当严峻,重大事故频发,瓦斯事故时有发生,给国家和人民生命财产安全带来严重威胁.如何能够在煤炭生产加工过程中解决安全隐患,保持煤炭工业的健康持续发展,已经成为煤矿采掘业的重中之重.

1　网络技术在煤矿安全监控中的重要作用

煤矿安全监控系统是防治瓦斯煤尘爆炸事故最有效的技术手段,而通过网络技术的应用,能够将煤矿的检测系统全部联网,通过网络将井下瓦斯含量等相关监测数据即时地发送到指定监察机构.它通过井下的探头,可以精确地监测到瓦斯的密度和浓度,以及各风门的风量,安全监控网络系统能够对监测数据自动采集、传输、监测并显示结果,一旦超限,便自动报警,从而有效防范瓦斯事故的发生；它以矿井安全监控系统为基础,可直接在计算机屏幕地图上进行远程瓦斯监测分析和安全调度管理等.煤矿安全信息网站提供了信息共享机制,使得管理人员可以及时了解煤矿安全状况,促进了管理部门之间的积极沟通,为科学管理决策提供了信息支持,解决了安全管理人员不足的矛盾.因此,引入安全监控网络技术,能够显著提高煤矿安全监控能力,降低灾害事故的发生,还能提高煤矿企业管理人员的管理水平,从而更好地促进煤炭生产.

2　网络技术在煤矿安全监控中的具体应用

2.1　安全监控网络系统构成

煤矿安全监控网络系统主要由工作站（个人终端）、网络中心（包括系统怎么写作器、web怎么写作器、防火墙、交换机等）、监控终端、井下分站、数据采集器等构成（图1）.

数据采集器和传感器置于井下,主要对瓦斯气体等各种参数进行采集,通过井下分站、通信传输介质和监控终端,把采集到的数据传入怎么写作器,从而实现实时监控和处理、预警等功能.

2.1.1　怎么写作器

煤矿安全监控网络的怎么写作器主要包括数据怎么写作器、通讯怎么写作器和Web怎么写作器.数据库怎么写作器提供查询、统计等功能和具体数据来源,主要存储设备数据、环境数据、管理数据等实时信息和非地图数据.通信怎么写作器是整个煤矿监控网络的基础,具有数据采集、数据发布和数据传输等功能.通讯怎么写作器主要负责接收具体某个煤矿实时上传各种数据,如甲烷浓度、CO浓度等,然后对这些数据进行有效处理,对外提供实时数据的访问接口,保证其他怎么写作器的实时数据查询怎么写作.Web怎么写作器通过网络管理人员的授权,在外的监管人员可以通过访问系统了解监控情况.

2.1.2　监控终端

煤矿的监控终端连接安全监控系统的主怎么写作器,安装在煤矿地面现场,它通过取得主站的实时监控数据和各个探头的工作状态,从而直接监控系统自身的运行情况,然后通过网络将所获取信息发送至怎么写作器进行数据甄别；监控终端能够自我诊断,自动检测相关数据并进行分析,对异常数据则通过预先指定的方案发出警告,从而督促管理人员进行及时检查排除隐患.

2.1.3　分站

分站设于煤矿井下,一般采用双单片机结构,同时进行计算机通信和控制数据采集.它的主要任务是接受怎么写作器的指令,储存系统自定义参数；接收数据采集器采集的各种数据传达给怎么写作器进行分析处理,能够提高系统采集数据的速度,缩短巡测周期,从而提高监控系统的整体性能.分站能够根据其监测到的异常数据直接进行安全控制并且发出声光报警信号；分站能够自动复位,当其发生意外而死机时,能够输出复位信号使单片机自动复位；分站能保存怎么写作器下发的各种初始化数据,在因意外而与怎么写作器中断后仍可进行监控,从而达到安全控制的要求.

2.1.4　数据采集器和传感器

传感器能够实时采集CH4体积分数、CO2体积分数、CO体积分数、炮孔CH4体积分数、温度等参数,然后数据采集器将采集到的瓦斯、风速、开停等各种物理量转换成电信号,再将信号传到分站；分站对传感器的数据进行再次采集,将数据通过传输介质传给怎么写作器；同时具有双向驱动功能,根据地面怎么写作器的指令进行开出控制.

2.2　安全监控网络的功能

煤矿安全监控网络系统性能稳定、可靠性高、易于操作、维护量小,能够实时采集井下的瓦斯量、风速等各种数据,进行一定的转换后,通过传输介质将数据传输到怎么写作器上,怎么写作器接受各种监测数据后进行处理,正常数据存入数据库以便日后查询和比对；对超限的瓦斯数据则将监测点信息自动传输给相关单位进行处理.监控终端对各个井下工作单位的工作转台进行异地实时监控进行实时数据跟踪分析；对历史数据进行分析比较从而预测其变化趋势,对可能存在的危险预先进行判断,从而早期发现各种危险因素,防患于未然.

3　煤矿安全监控系统应用网络技术的注意问题

我们在煤矿安全监控系统中推行网络技术应用的同时,不能忽略由此而引发的问题.（1）在传感器到分站间的模拟型号的传递和采集过程中,模拟量传输的抗干扰防卫度较差,存在冒大数、误报警、误断电等数据异常而导致的问题,对监控系统的稳定性造成影响；（2）在整个监控网络系统中,各种计算机器件在煤矿井下低照度、高粉尘、高爆炸性气体环境中使用时可能会减少使用寿命,一旦出现故障,在狭小黑暗且存在爆炸危险的环境中,现场维修时可能存在检修仪器无防爆措施等问题；（3）网络在煤矿中的运用,必须有专人维护方可正常运行,若需对全部煤矿进行监控,就要求监控设备遍布各个矿井,这就增加了工作人员的工作量和维修时的危险程度,增加的产业成本不一定适合所有的煤炭生产单位.（4）在各种先进的网络技术和其他技术应用于煤炭安全监控的同时,对于简单的瓦斯检测方法如“火灯（带防爆铜网的煤油灯）”等传统方法,尚不能完全丢弃.

4　结论

煤矿安全监控网络技术的投入使用能实时记录瓦斯变化全过程及井下工作人员现场工作情况,以便及时发现隐患,快速监督处理,有效避免井下瓦斯超限等现象的发生.网络技术在煤炭生产安全监控中的应用,是实行煤炭生产安全监督管理的重要举措,具有划时代的意义.煤炭生产安全信息化任重道远,我们要对煤矿安全监控网络建设与改造进行更加深入的分析和研究,加快发展适于煤矿安全生产的网络监控系统,为进一步提升煤矿安全生产水平做好技术支撑.