煤礦安全生產監控與通信技術研究

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了煤礦安全生產監控與通信技術研究范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：基于煤礦安全生產監控的基本概述，分析目前中國煤礦安全生產監控與通信技術的現狀，提出其發展趨勢，旨在加強行業交流，提高煤礦生產的安全系數，確保員工生命健康，以利于煤礦企業長遠發展。

關鍵詞：煤礦安全生產；監控；通信技術

0引言

煤炭是中國經濟建設發展的重要資源，其占中國一次能源消費的比重約70%。然而煤礦井下地質構造十分復雜，并且開發條件十分惡劣，接近一半的礦井都是瓦斯礦井，進而增加安全生產煤礦工作的難度，而且近年來煤礦事故死亡人數居高不下[1]。此外，隨著煤礦采掘深度不斷加深，高效率、高產量礦井不斷涌現，煤礦企業需要更新安全技術。由于煤礦安全事故頻頻發生，加上煤礦企業長遠發展的需要，很多煤礦企業都采用安全監控系統，該系統是指企業采用機電設備監控煤礦生產中排水、提升、運輸等環節及溫度、煙霧、風速、瓦斯等參數，并且通過計算機技術處理信息數據的一種應用系統[2]。該系統的應用可有效提高煤礦生產的安全系統，并且大幅度提高煤礦生產效率。

1基本概述

目前，很多煤礦企業已經采用安全生產監控系統，該系統將數據信息通信、控制與監測、采集信號等功能集中在同一系統中，充分利用板塊化的構思來對軟件程序、硬件思路進行設計[3]。監測人員通過該系統可實時觀察礦井員工的作業環境有無危險因素，并且分析監測數據信息預測是否會發生煤礦安全事故，有利于管理人員及時發現危險因素，并且及時采取有效的預防措施來確保作業員工的生命健康，降低煤礦事故的發生率。該系統采用特定的芯片作為實時傳輸數據的工具，并且根據用戶需要將歷史數據以不同的電路及數據狀態顯示出來。系統設計人員采用非常簡單的方式連接硬件，不管在多么惡劣的工作環境中，該系統都可正常工作，且確保通信數據的質量，正是由于這些優勢，該系統得到廣大煤礦企業的認可而廣泛應用。通過分析監控與通信系統，可發現其具有四方面特征：a)可監測與控制相同時間內整個煤礦井下的狀況，真實記錄模擬量，通過可調取歷史報警記錄來獲取完整的資料信息[4]；b)可在電腦操作狀態下采用編碼技術，且通過通信技術來判定數據，以聲光的形式提醒礦井作業人員，確保井下作業環境的安全；c)可對斷電進行恢復操作，無需到現場執行，采用異步控制及遠程控制就可達到預期效果；d)在實時監控過程中，能全面、真實了解礦井下員工的工作環境，為正確判斷其安全性提供依據。

2煤礦監控系統的現狀

2.1井下作業員工定位技術

因為多數礦井下的GPS相關信號難以覆蓋所有通道，所以國家對此提出一系列要求：企業在井下設置的識別卡必須超過8000個，監控系統產生的漏讀率必須低于0.01%，識別卡的數量必須超過80個，識別卡發生位移的速度必須超過5m/s，監控系統分站、識別卡間的傳播距離必須超過10m。大部分煤礦事故都是發生在礦井下，要想確保井下作業員工的生命安全，煤礦企業必須在井下設置定位系統，該系統可實時收集井下的數據信息，及時發現存在的安全隱患，為調整開采計劃提供依據[5]。倘若礦井下已發生特大煤礦安全事故，該系統可利于縮短搶救人員搜出井下員工的時間，贏得搶救時間。過去的GPS信號難以覆蓋礦井下的每個地方，相當一部分的巷道屬于信號盲區。隨著信息技術迅猛發展，目前很多企業逐漸采用漏泄電纜、RFID系統，為定位井下員工提供向導。

2.2全井下移動通信

有關專家發現很多煤礦井下具有特定的無線傳輸規律，研究發現井下無線傳輸具有電氣防爆能力強、防護性能良好、抵抗故障較強、設備體積不大、衰減速度較大等特征，為此，認為可采用多基站類型的網絡結構[6]。有的研究通過高科技術，順利研發構建在WIFI基礎上的通信系統，實踐證明，該系統對于應急救援、安全避險等過程中具有至關重要的作用。

2.3監控系統技術

一些研究發現，對于作業環境非常惡劣的礦井，并且電壓波動較大，為此技術人員應當采用遠程供電；對于電線可傳輸較遠距離、電氣極易出現爆炸情況的煤礦井，技術人員應當采用樹形結構安裝。

2.4產量監控系統及其技術

近幾年，中國煤炭生產難以滿足經濟建設的需要，進而很多煤炭企業只追求短期利益，對煤炭進行無節制、無計劃地開采，嚴重威脅子孫后代的利益。為了提高中國煤炭資源的開發及使用年限，一些專家著手研究產量監控系統，該系統通過遠程傳輸手段，實時監控煤礦產量，按照相關規定來評價、核對收集的數據。倘若煤炭企業產量已經超出相關規定，則管理部門系統會出現警告信息，給予企業一定的處罰。通過產量監控系統，管理部門可清楚掌握企業生產情況，便于審查，同時有效提高監測數據的精確性及準確性，規范企業的生產工作，有效制止企業無節制開采的行為，確保國家煤炭資源的使用年限，有利于中國經濟建設長遠發展。

2.5無人值守的遠程監控系統

為降低特大煤礦事故的發生率，在進行井下煤礦開采過程中，通常應盡量減少井下作業員工。為此，管理部門應針對井下作業員工的人數提出相關要求，為有效避免井下作業員工人數超出標準，要實時監控井下人數。有些專家研發無人值守的遠程監控系統，管理人員通過該系統能實時掌握井下作業員工的數量，倘若發現井下員工數量超過標準的情況，則該系統自動顯示預警，進而有利于調整井下工作員工的數量。為防止井下作業員工數量超出標準的情況，該系統設置無人軌道、無人膠帶、無人供電等系統，可有效降低由于井下作業員工數量超標而導致煤礦安全事故的發生率，并且大幅度節約煤礦生產的財力、物力及人力資源，可有效降低生產成本。

3煤礦監控與通信技術發展趨勢

3.1一體化的通信系統及技術

為提高應急通信的要求，煤礦企業應當研發一體化的通信系統。該系統應當具備以下功能：固定與移動通信，短信、視頻、語言等形式的通信，監測位置、緊急呼叫、應急擴音、報警聯動等功能。

3.2礦用物聯網

為減少煤礦企業的庫存煤炭量，并且降低企業生產成本，企業應當采用礦用物聯網技術，全程監管地測、通風、電氣、提升、運輸等裝備的使用、倉儲、運輸、采購等各個環節，可從以下幾點著手：研發水泵操作人員、采煤機器的司機、絞車的司機、放炮員工、電鉗員工、安全檢查人員等員工工作環境員工、機器環閉鎖的相關系統，研發員工、掘進機器、采煤機、膠輪車等靜、動目標的管控系統，制定聯網技術處理、傳輸、編碼等相關標準。

3.3特大事故預警技術

研發特大事故預警技術是降低事故發生率的有效措施。目前，監控系統具有斷電和預警功能，少數企業監控系統具有特大事故預警的作用，但準確度不高，無法滿足安全工作要求。為此，煤礦企業應當強化這方面的研究。

4結語

煤礦監控與通信技術對于作業人員、企業長遠發展、國家經濟建設都具有至關重要的作用。為此，探究煤礦監控與通信技術具有現實的意義。在簡要分析監控與通信系統的基礎上，從井下作業員工定位技術、全井下移動通信、監控系統與技術、產量監控系統及其技術、無人值守的遠程監控系統等方面闡述目前中國煤礦企業監控與通信技術的應用現狀，從一體化的通信系統及技術、礦用物聯網技術、特大事故預警技術等方面提出未來發展趨勢，以期提高煤礦生產的安全性，確保作業員工的生命安全，促進企業長遠發展。

參考文獻：

［1］朱臣武，梁明輝，張洪亮，等.Remoting技術在KJ333煤礦安全生產綜合監控系統中的應用［J］.煤礦安全，2015(8)：76-77.

［2］姚前程.淺析信息技術環境下煤礦的安全監控和管理［J］.中小企業管理與科技(下旬刊)，2012(8)：95-97.

［3］王春.淺析電子信息技術在煤礦安全生產中的應用［J］.科技創新與應用，2013(7)：49-51.

［4］黃彩梅，辛樂，黃丹，等.基于物聯網技術的煤礦定位與監測系統設計［J］.傳感器與微系統，2013(10)：28-30.

［5］孫彥景，左海維，錢建生，等.面向煤礦安全生產的物聯網應用模式及關鍵技術［J］.煤炭科學技術，2013(4)：46-48.

［6］莊立運，于國防.Ajax在基于B/S模式的煤礦安全生產監控系統中的應用［J］.電腦知識與技術，2010(5)：46-48

作者：李大鵬 單位：潞安集團潞寧煤業有限責任公司