基于風(fēng)險(xiǎn)防控視角分析煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

楊耀景

（山西省長治市煤炭安全信息調(diào)度中心,山西 長治 046000）

基于風(fēng)險(xiǎn)防控視角分析煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

楊耀景

（山西省長治市煤炭安全信息調(diào)度中心,山西 長治 046000）

摘要：井下瓦斯是威脅煤礦生產(chǎn)安全的重要因素之一，如果在生產(chǎn)建設(shè)過程中無法及時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)監(jiān)控瓦斯?jié)舛?，很有可能造成井下瓦斯積聚，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生瓦斯爆炸事故，給礦井安全帶來重大隱患，因此作為煤礦企業(yè)一定要對(duì)煤礦瓦斯進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)防控。本文就從風(fēng)險(xiǎn)防控的視角，簡單分析了目前我國煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的缺陷以及改進(jìn)的措施。

關(guān)鍵詞：煤礦瓦斯；風(fēng)險(xiǎn)防控視角；監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)

在煤礦的生產(chǎn)過程中，瓦斯災(zāi)害是影響安全生產(chǎn)發(fā)展最重要的因素之一，需要實(shí)時(shí)的檢測(cè)煤礦瓦斯?jié)舛戎笜?biāo)。為了更好的監(jiān)測(cè)監(jiān)控瓦斯，各煤礦企業(yè)均安裝了各種的瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，首先由井下各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)瓦斯進(jìn)行進(jìn)行檢測(cè)，后經(jīng)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一反饋給計(jì)算機(jī)終端，從而對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控，如果瓦斯或者其他有毒有害氣體的濃度超標(biāo)，便會(huì)立即發(fā)出警報(bào)，工作人員和監(jiān)控人員會(huì)及時(shí)的采取措施，這樣便能有效的控制煤礦安全事故發(fā)生，因此一個(gè)良好的瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)是煤礦安全生產(chǎn)的保證。

1　煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念和用途均在不斷地進(jìn)行創(chuàng)新，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，地面單微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越廣泛，地面單微機(jī)系統(tǒng)是將所有的檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制，通過對(duì)生產(chǎn)過程中的監(jiān)控、環(huán)境的檢測(cè)、中心站的軟件的設(shè)計(jì)等這些系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整合，這樣煤礦監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的水平得到了有效提升。近年來國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，相應(yīng)的煤礦的開采量和需求量也在逐漸增加，而在開采同時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)煤礦瓦斯量在增加，雖然通過現(xiàn)有的瓦斯監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)能夠在各個(gè)方位進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，但是安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中一些配套的設(shè)備比如溫度的檢測(cè)、壓力檢測(cè)、通訊設(shè)備等卻幾乎沒有，與此同時(shí)，目前所使用的瓦斯檢測(cè)設(shè)備也出現(xiàn)諸如功能老化的情況，這大大影響了煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的正常使用，因此煤礦礦井下瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)的改進(jìn)和完善。

2　煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)

2.1煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

目前最新使用的瓦斯監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)能夠在瓦斯超標(biāo)的瞬間自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，同時(shí)還能將當(dāng)時(shí)的畫面情況進(jìn)行詳細(xì)的記錄。該系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)瓦斯的監(jiān)控，同時(shí)還能夠?qū)︼L(fēng)速、溫度、一氧化碳、風(fēng)門和饋電開關(guān)量等進(jìn)行控制，最終實(shí)現(xiàn)瓦斯電、風(fēng)電的閉鎖功能。監(jiān)控人員可以通過計(jì)算機(jī)終端實(shí)現(xiàn)對(duì)井下的各種情況的監(jiān)測(cè)監(jiān)控工作，實(shí)時(shí)的掌握具體情況，做到風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)防和控制。瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的控制手段有兩種，分別是手動(dòng)控制和自動(dòng)控制。比如在生產(chǎn)的過程中突然出現(xiàn)停電的狀況，該監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控作業(yè)仍然可以繼續(xù)工作，工作的時(shí)間甚至超過2h以上，在此期間監(jiān)控系統(tǒng)能夠收集所有設(shè)備中檢測(cè)到的瓦斯含量繼而進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，這樣便能夠清楚的掌握井下的瓦斯?jié)舛?，以便采取相?yīng)的措施，除此之外監(jiān)控系統(tǒng)還能夠?qū)⑸a(chǎn)現(xiàn)場的情況準(zhǔn)確的反映到監(jiān)控人員的計(jì)算機(jī)終端，監(jiān)控人員通過相關(guān)數(shù)據(jù)，能夠快速的找尋事故發(fā)生的原因，同時(shí)還能夠通過互聯(lián)網(wǎng)將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)同煤礦和集團(tuán)總部等各個(gè)系統(tǒng)終端進(jìn)行聯(lián)系，可以瞬時(shí)實(shí)現(xiàn)各個(gè)煤礦之間的聯(lián)系和監(jiān)控。

2.2煤炭瓦斯傳感器的設(shè)計(jì)

在瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)中，主要的檢測(cè)內(nèi)容就是氣體，因此為了更加有利于檢測(cè)，檢測(cè)到的氣體物理量應(yīng)該實(shí)時(shí)的轉(zhuǎn)化成電子信號(hào)，然后可以遠(yuǎn)距離的傳輸?shù)诫娔X監(jiān)控系統(tǒng)，而在這個(gè)過程中傳感器的作用不容忽視。在瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)中，傳感器主要組件是提供電能的電源、再者就是敏感轉(zhuǎn)換元件。在整個(gè)瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)中的傳感器非常多，比如溫度傳感器、壓力傳感器、風(fēng)速傳感器等等，而這些傳感器的主要作用是將工作現(xiàn)場的實(shí)際情況獲取之后進(jìn)行分析，比如瓦斯等具有可燃性氣體的濃度超標(biāo)或者其他有害氣體的濃度超標(biāo)，傳感器便會(huì)立即自動(dòng)生成報(bào)警信號(hào)，而終端在接受到數(shù)據(jù)信號(hào)之后對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的分析處理，便會(huì)根據(jù)分析的最終結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)的處理，比如進(jìn)行報(bào)警提示，嚴(yán)重者或者直接斷電。傳感器的設(shè)計(jì)使用有效的防范了生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，降低了事故的發(fā)生率，因此成為了各個(gè)煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中非常重要的組成部分。

2.3無線傳感器監(jiān)控系統(tǒng)

有線監(jiān)控系統(tǒng)有很多的弊端，比如井下線路的鋪設(shè)、設(shè)備的安裝等均非常的不便，而且其檢測(cè)的信號(hào)會(huì)時(shí)強(qiáng)時(shí)弱不夠穩(wěn)定，因此無線傳感器系統(tǒng)逐漸受到了煤炭企業(yè)的追捧。在瓦斯監(jiān)控平臺(tái)中應(yīng)用無線傳感器系統(tǒng)可以隨時(shí)采集工作現(xiàn)場的所有情況，并且可以通過跳躍式的方式將信息傳輸?shù)奖O(jiān)控平臺(tái)的終端。無線傳感器通常包括傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)和管理節(jié)點(diǎn)。大量的傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)部或附近，能夠通過自組織方式組成網(wǎng)絡(luò)，各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)沿著其他傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行逐跳傳輸，經(jīng)過多跳后路由到匯聚點(diǎn)，用戶通過管理節(jié)點(diǎn)，對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置和管理，發(fā)布監(jiān)測(cè)任務(wù)和收集監(jiān)測(cè)信息。在礦井監(jiān)測(cè)過程中，隨機(jī)分布的傳感器節(jié)點(diǎn)定期地將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)發(fā)送到井外匯聚點(diǎn)。匯聚點(diǎn)通過光纖和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳入人工控制臺(tái)或自動(dòng)控制臺(tái)。人工控制臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)井下瓦斯環(huán)境指標(biāo)，及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息。

3　煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的缺陷和解決方案

目前國內(nèi)煤礦企業(yè)所使用的瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)大多都出現(xiàn)了老化過時(shí)的現(xiàn)象，這些設(shè)備在采集處理數(shù)據(jù)信息時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失和遺漏的情況，甚至在重要的時(shí)間段系統(tǒng)還會(huì)出現(xiàn)無法正常通訊的事故，在無線傳感器的使用過程中局限在地面上，因?yàn)槟壳暗募夹g(shù)要求還無法實(shí)現(xiàn)完全在井下進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控操作，這些問題亟待解決。

針對(duì)這些瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)中普遍存在的問題，比如老化或者性能不夠穩(wěn)定的檢測(cè)設(shè)備需要盡早的進(jìn)行淘汰，與此同時(shí)需要不斷加強(qiáng)對(duì)煤礦地區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)的更新?lián)Q代，在使用的過程中要注意定期的進(jìn)行矯正，避免檢測(cè)數(shù)據(jù)和分析的數(shù)據(jù)出現(xiàn)失誤，造成安全事故的發(fā)生。

4　結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，煤炭的開采技術(shù)、井下的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)備也逐漸的得到功能和質(zhì)量上的提升，這很大程度上增強(qiáng)了煤礦生產(chǎn)和建設(shè)的安全性和可靠性。隨著國內(nèi)煤礦開采強(qiáng)度的增加，礦井瓦斯含量較高的礦井也在逐漸增多，為了更好的保障煤礦安全生產(chǎn)和發(fā)展，應(yīng)該從瓦斯監(jiān)控的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防和控制方面入手，不斷的對(duì)煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，以保證礦井作業(yè)人員的安全，確保煤炭企業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

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