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摘要：本文通過論述目前國內(nèi)煤礦生產(chǎn)中進行煤礦檢測的意義，分析國內(nèi)在進行煤礦監(jiān)控中使用到的監(jiān)控系統(tǒng)，研究其特點及關(guān)鍵技術(shù)，為后期更合理的進行煤礦監(jiān)控提供理論指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：煤礦監(jiān)控；產(chǎn)量檢測；人員定位

我國煤炭資源豐富，在北方廣泛分布，而且煤層淺易于開采。建國之后，尤其是改革開放以來，我國的經(jīng)濟得到快速發(fā)展，能源的需求也導(dǎo)致煤炭行業(yè)和能源行業(yè)取得巨大的發(fā)展，但是長期以來只顧眼前發(fā)展，不顧身后安全的問題也得到各界越來越多的關(guān)注。最近幾年，煤礦事故頻發(fā)嚴重威脅煤礦工人的人身安全和煤炭行業(yè)的健康發(fā)展。煤炭行業(yè)存在多種多樣的危險，瓦斯中毒、煤塵爆炸、礦井坍塌等等都威脅著煤礦從業(yè)人員的安全，制約著行業(yè)發(fā)展。為了更好的滿足能源需求，確保行業(yè)健康持續(xù)發(fā)展，必須采取合理措施對煤礦進行監(jiān)控，隨時掌握煤礦的狀況，研究分析其安全程度，在危險發(fā)生之前進行預(yù)測，及時進行處理，降低煤礦事故的發(fā)生概率。

1煤礦監(jiān)控的意義

從2001年到2010年十年的時間中，我國煤礦發(fā)生事故的次數(shù)以及事故死亡人數(shù)的統(tǒng)計結(jié)果顯示，事故次數(shù)從最初的3000多近4000次下降到2010年的1400多次，事故頻率明顯降低。死亡人數(shù)和百萬噸死亡率也出現(xiàn)了明顯的下降。主要就是因為在新世紀(jì)以來，國家行業(yè)對于煤礦安全問題越來越重視，制定了更嚴格的管理法規(guī)，采取了一定的監(jiān)控方案。通過對發(fā)生重大礦難事故的原因進行調(diào)查之后發(fā)現(xiàn)，很多都是由于沒有采取合理的監(jiān)控措施或者是監(jiān)控設(shè)備失靈導(dǎo)致。比如2012年貴州響水煤礦發(fā)生礦難，造成23人死亡，5人受傷，根據(jù)后來的調(diào)查結(jié)果顯示，該煤礦有安裝的煤礦監(jiān)控設(shè)備，在礦難發(fā)生之前，安裝的瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)曾經(jīng)發(fā)出過警報，但是工作人員沒有進行合理的處理，只是作為監(jiān)控系統(tǒng)故障處理，最終導(dǎo)致了礦難的發(fā)生。相反的在河北沙河北溝煤礦，在2004年的5月中旬，監(jiān)控發(fā)現(xiàn)總回風(fēng)中的一氧化碳含量異常增加，由于監(jiān)控系統(tǒng)的存在預(yù)警，監(jiān)控人員迅速通告煤礦，對現(xiàn)場情況進行了迅速檢查并對井下作業(yè)人員及時撤離，由專業(yè)人員進行故障排除，避免了惡性事故的發(fā)生。

2煤礦監(jiān)控系統(tǒng)

煤礦監(jiān)控系統(tǒng)涉及內(nèi)容比較復(fù)雜，由許多小系統(tǒng)配合構(gòu)成。其中比較重要的是關(guān)于煤礦運行的煤礦安全監(jiān)控、煤礦電力供應(yīng)的監(jiān)控、煤礦傳送帶運輸狀況的監(jiān)控；關(guān)于煤礦工作人員安全的作業(yè)人員管理系統(tǒng)；煤礦生產(chǎn)中煤炭產(chǎn)量和生產(chǎn)過程的監(jiān)控。

2.1煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對象主要是煤礦內(nèi)空氣中的主要氣體的含量，比如甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氧氣、煙霧濃度等；煤礦內(nèi)空氣流通狀況，比如風(fēng)壓和風(fēng)速以及空氣溫度等；還有煤礦通風(fēng)設(shè)備的運行狀態(tài)，風(fēng)門風(fēng)筒和通風(fēng)機等設(shè)備的開啟或者關(guān)閉。通過檢測煤礦內(nèi)瓦斯含量及通風(fēng)設(shè)備的狀態(tài)，當(dāng)含量過高或者設(shè)備停轉(zhuǎn)的時候，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)可以反饋到出現(xiàn)故障區(qū)域的電源設(shè)備，進行斷電和閉鎖。這樣可以防止出現(xiàn)火花導(dǎo)致瓦斯爆炸；同時系統(tǒng)會反饋給警報系統(tǒng)，提醒工作人員及時撤離，避免出現(xiàn)危險造成人員傷亡。同時煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)對于煤礦故障之后進行應(yīng)急救援和發(fā)生事故之后進行原因調(diào)查也十分重要。監(jiān)控系統(tǒng)可以在發(fā)生事故的時候及時記錄出現(xiàn)事故的時間，如果是發(fā)生爆炸可以確定爆炸起點和起火的原點。能夠進行科學(xué)的事故原因調(diào)查分析。

2.2煤礦工作人員管理系統(tǒng)

人員管理系統(tǒng)主要是監(jiān)測井下人員所處的位置。通過對人員位置的監(jiān)控，可以及時了解每個人員的運動軌跡，了解是否處于安全位置，同時可以記錄工作人員在某一地點的時間。通過集中的監(jiān)控可以監(jiān)測在某一個區(qū)域人員是否過于集中。而且系統(tǒng)還有相應(yīng)的存儲記憶功能，能夠永久保存，隨時查閱。還可以根據(jù)具體情況對被監(jiān)控人員發(fā)出報警信號，提醒人員注意安全隱患。一旦出現(xiàn)安全事故，可以對工作人員進行定位，便于開展及時有效的救助，節(jié)省搜救時間。

2.3煤礦產(chǎn)量遠程監(jiān)控系統(tǒng)

利用遠程監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r掌握各個煤礦的實際煤炭產(chǎn)量。避免出現(xiàn)煤炭產(chǎn)量過高造成產(chǎn)能過剩影響煤礦設(shè)備的安全；同時可以加強對實際產(chǎn)量的監(jiān)測，根據(jù)產(chǎn)量實時核算煤礦的稅費基金等。而且可以對所有的產(chǎn)量進行統(tǒng)計記錄，在后期可以隨時進行查詢。避免出現(xiàn)瞞報產(chǎn)量的問題，保證煤礦整體產(chǎn)量的合理配置。

3煤礦監(jiān)控特點及關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題

煤礦生產(chǎn)主要在地下進行，屬于特殊工作。煤礦的礦井內(nèi)部存在各種易燃氣體和腐蝕性氣體，對于信號的監(jiān)測造成很大困難；而且整體工作環(huán)境惡劣，底下淋水情況比較嚴重，空氣中粉塵比較大；地下環(huán)境中磁場強度明顯比地上要高，對監(jiān)控設(shè)備的影響比較大。綜合看來，煤礦的監(jiān)控系統(tǒng)使用比其他工業(yè)監(jiān)控難度要大，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：信號傳輸距離遠，需要從地下到地上，還要考慮煤礦礦井內(nèi)部的情況；電磁干擾嚴重，監(jiān)控設(shè)備主要以電子傳感器進行敏感信號的監(jiān)控，很多時候會由于地下磁場的干擾造成監(jiān)測失靈或者信號錯誤；監(jiān)控對象日常情況下變化不大，容易使檢測人員產(chǎn)生松懈，但是一旦出現(xiàn)變化就會造成很大的危險。為了實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)安全準(zhǔn)確運行，現(xiàn)在煤礦行業(yè)針對煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)問題進行專業(yè)的研究，以便于利用科學(xué)技術(shù)解決相關(guān)問題。目前最主要的幾個關(guān)鍵問題是：

3.1監(jiān)控信息的傳輸和處理

研究合理的布線方式，利用有線、無線和以太網(wǎng)結(jié)合的方式進行信號的傳輸，提高信號傳輸?shù)乃俣?；關(guān)于信號的處理主要是研究各種信號所代表的煤礦狀態(tài)，通過這些信號判斷煤礦是否存在安全隱患，并進行及時的反饋處理，預(yù)防事故發(fā)生。

3.2傳感器的布置

需要對煤礦各個位置的信號進行監(jiān)測，避免出現(xiàn)監(jiān)控盲區(qū)，造成安全隱患。因此在安裝布置傳感器的時候需要選擇合適的位置。

3.3生命探測和人員定位

為了在發(fā)生礦難之后及時展開對被困人員的搜救，設(shè)計合理的生命探測和人員定位系統(tǒng)。通過對人員的定位，縮短搜救的時間，提高被困人員救助效率。

4結(jié)語

通過分析可知，對于煤礦進行嚴格監(jiān)控勢在必行。而實現(xiàn)監(jiān)控也面臨各種困難。科技人員需要加強對煤礦監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)的研究，提高監(jiān)控系統(tǒng)的準(zhǔn)確運行，預(yù)防危險事故的發(fā)生。

參考文獻：

[1]栗繼祖,王金云.煤礦安全事故預(yù)警、監(jiān)控與應(yīng)急響應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].太原理工大學(xué)學(xué)報,2009,40(2):180-183

作者：安少帥 雷云 單位：西安科技大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院 畢節(jié)中城能源有限責(zé)任公司 中國神華神東煤炭集團公司錦界煤礦綜采一隊