礦山安全監測監控系統應用探析

李大冬

摘 要：受地質條件、礦山開采惡劣環境影響，我國過去的礦井瓦斯氣體監測主要由人工進行，同時落后發瓦斯監測設備，使得工人們只能手持瓦斯監測儀在現場開展人工檢測工作。此外，因為各種不利條件，人工斷斷續續的檢測瓦斯，不能及時的檢測瓦斯環境下存在的問題，便不能及時且充分的監測井下施工環境下的瓦斯濃度變化，最后難以確保礦山生產安全。所以，本文以礦山監控監測系統存在的問題為基本目的，提出改造的討論，及對監測系統進行改進的方案。

關鍵詞：礦山安全監測;監控系統;應用

我國的礦山有著復雜的地質條件，主要是以井工礦山為主，礦山的數量和產量都很高，很容易引發和造成災難。礦井企業的未來發展方向是信息化和數字化。物聯網技術有助于建設數字式礦山，而且有助于實現全球感官環境，實現移動目標，協調控制、操作和管理，最終改進企業生產、經營和決策。

1 安全監控系統的現狀

目前，國內主流的安全監控系統主要由中心站部分（主機、備機、監控軟件、SQL Server數據庫、打印機、錄音電話、UPS電源、電源避雷器）、數據傳輸部分（網絡交換機、通信光纜）、數據采集部分（監控分站、區域控制器、防爆電源）、終端感知部分（各種傳感器、報警器、饋電斷電器）等設備組成。系統主通訊采用“以太環網平臺+總線”架構傳輸方式，從終端感知部分至中心站部分，中間經過監控分站、網絡交換機等環節的數據轉換，形成三級架構傳輸模式。系統具有模擬量（甲烷、一氧化碳、溫度）和開關量（設備開停、饋電、風門）的數據采集、傳輸、存儲、處理、顯示、查詢、打印、報警和控制等功能，可實現甲烷超限聲光報警、斷電閉鎖和風電閉鎖控制的作用。不同礦井由不同的部門（通風科、調度室、機電科、生產科、信息中心）負責日常設備安設、調校、巡檢、故障處理等工作。

2 礦山安全監測監控系統存在的問題

2.1 安全生產現代化監測監控水平不理想

眾所周知礦山處于困難的自然環境中，容易發生多種事故，礦山安全事故的受害者人數始終是世界上最高的。瓦斯氣體事故在礦山安全事故中尤為常見，造成大量人員傷亡，并對巷道和礦井設備造成無法估量的危害，這可以說是對生產作業的破壞，還對工作人員的生命和安全也造成威脅。由于煤礦生產環境的特殊性和復雜性，與礦山生產安全有關的高難度因素，以及絕大多數礦山生產環境，使得生產安全形勢更加嚴峻。中國絕大多數采礦生產仍依賴于勞動力，屬于勞動密集型行業，無論是采礦生產還是地下的安全監控，都是由工人自己負責?，F代監測和監視的普及率很低，覆蓋率不到60%。由此可以看出，安全生產的監測和監視水平并不令人滿意。

2.2 監控系統應用于生產中出現的問題

第一，生產管理者在安全生產方面沒有引起重視，難以意識到礦山安全監控系統對礦山生產的必要性，沒有專業的安全管理人才。第二，在礦山監測系統的任職人員中，有很大一部分人學歷低，同時井上監測室的技術員在業務知識與責任心方面較為差。第三，相關人員對于監測系統等日常管理，以及維護系統方面存在不足之處，造成其系統的傳感器性發揮的作用差以及數量缺少。在日常管理方面，企業沒有引起重視，沒有專業的技術人員進行對礦山環境等進行及時監控監測，并進行定期的抽查與考核相關監測監控系統的技術人員。另外，礦山企業內部存在監控制度不健全的問題，比如監控信息處理報告制度存在不足之處，卻沒有及時的拿出完善的保護方案來解決此問題，同時相關的檢測產品缺乏防爆產品的檢驗，維修也不及時。

2.3 監控運維隊伍及業務能力參差不齊

礦山的運維隊伍是保障系統正常運行的主力軍，目前，大部分礦井存在運維人員配備嚴重不足，專業技術人員較少，人員技能參差不齊的情況。另外，現有運維人員由于對相關行業標準要求了解不夠，導致設備安設不規范、維護不到位、系統故障處理不及時、內業資料填寫不及時不完善、巡檢不到位等情況的發生。

3 礦山安全監控系統的應用

3.1 安全監控系統建設及傳輸平臺的搭建

安全監控系統的建設及傳輸平臺應實行高標準、高門檻的準入制。在方案設計和設備選型時，井下應按照“一網一站一根線”、地面中心站應按照“一張圖一張表”的思路進行系統設計建設。采用兩級架構的傳輸模式，即從終端感知部分至地面中心站的網絡層級為兩級，選擇多功能區域控制器設備（具有多路光口、電口監控數據采集、人員定位數據采集、電力信號采集、廣播信號采集等功能），安設具有多信息上傳、定位、自診斷排除功能的無線、激光等高精度、低功耗傳感器。從設備選型、系統建設上做到裝備最前沿，監測數據最精準，傳輸平臺最穩定，為全面實現精準監測打下堅實的基礎。

3.2 物聯網監控生產線的實時安全

工業電視監控網絡系統是數字化礦山的重要組成部分。它采用各種先進的監控設備，在井下安裝攝像頭，能夠全面監控礦山區、煤儲庫、輸送機和重要地面區域，監控信息可以傳送到調度室。各個現場監控管理人員能對各生產線進行動態監控，發現問題及時解決。這個系統是一個基于互聯網的系統，也是一個能夠不接觸測量煤炭產量來進行計量的設備。這個系統通常用于礦山開采中存在瓦斯或煤塵爆炸危險的場所，還能夠連續自動測量輸送帶上散料的流量和堆積重量。

3.3 增強應急聯動有效性，應對緊急狀況

如果線路發生故障，必須要進行斷電時，在現場的相關工作人員必須進行撤離，撤離到安全區域，防止出現人員傷亡，必要時可以進行警報處理。如果瓦斯超出限額范圍，那么就會產生有毒氣體，如果甲烷超過限制范圍，也會產生危險性氣體，形成極大的安全隱患。所以針對這種情況，可以進行集中的廣播以及數據定位，在大范圍內進行全方面的安全監控，盡最大限度保障人員安全，還可以對危險因素進行廣播播報，讓處于危險地區的人員意識到，已經發生危險，或者已經有危險因素的存在，及時告知當地人員盡早撤離。還可以利用大數據分析系統，分析具有危險因素的區域，并且及時的對該區域的人員進行有效的人員定位，組織安全撤離，一旦有人員遇害，也可以通過人員定位來進行搜救。在此基礎上，利用無線電數據分析系統，對救援情況以及現場情況進行分析，人員定位以及安全搜救是否有序進行。

3.4 運維精準

第一，按照礦井實際情況，優化建設方案，實時調整設備線路的布局，按要求安裝監控設備的類型和數量，確保監測無盲區;第二，定期對監控設備的調校、測試、維修、通信線纜、接線盒進行巡檢，確保監控設備運行正常;第三，井下監控設備的外部供電電源盡可能地使用專用電源，確保供電電源可靠，定期對監控設備備用電池進行更換;第四，定期對監控機房進行檢查，確保UPS電源、外部交流供電、設備接地等環節可靠，防止因靜電等原因導致監測數據不準確;第五，定期對系統軟硬件程序進行更新升級，確保軟硬件無漏洞，定期對管理、操作、維護人員進行針對性的培訓，熟悉行業標準、技術指標，不斷提高技術人員的業務能力和技術水平。

4 結束語

如今，人們越來越重視礦山的安全開采，礦山的安全開采直接影響到公司未來的發展，而礦山物聯網技術的應用可以更好地定位礦山開采中的移動目標，礦山數字化建設與相應的技術相結合，加強了物聯網技術在礦山數字化監控系統和礦山環境實時安全監控中的應用，井下人員和生產的聯系，意識到了煤炭能源信息化的發展是物聯網技術在數字礦山建設中的應用，是實現礦山綜合自動化發展的最終趨勢。

參考文獻：

[1]馮建華.礦山安全監測監控系統的應用及發展探究[J].礦業裝備，2019（05）：42-43.

[2]趙旭東.瓦斯監測監控系統在山礦安全生產中的應用探討[J].內蒙古煤炭經濟，2019（17）：116-117.

[3]張天玉.瓦斯監測監控系統在礦山安全生產中應用[J].當代化工研究，2019（07）：129-130.

[4]宋彪.礦山安全監測監控系統在井下的應用探討[J].能源與節能，2018（09）：175-176.

[5]趙穎紅.礦山安全監測監控系統在井下的應用分析[J].能源與節能，2018（08）：185-186.