论如何构建煤矿安全生产监控技术

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摘要：作为国民经济发展的重要能源——煤炭来说，煤矿事业在我国发展迅猛。但在煤炭生产的过程中，安全问题一直阻碍着煤矿事业的发展。在科技发达的今天，我们通过安全生产监控系统来确保矿井在生产过程中的安全问题，这不但能够保证矿井的安全，同时还考验了我国监控和监测系统的应用情况和技术水平。文章结合信息技术的发展，对煤矿安全生产监控技术进行了介绍。

关键词：煤矿安全；监控系统；传感器；计算机网络系统

中图分类号：TD76 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）03-0100-03

我国是世界煤炭生产大国，占世界煤炭总产量的31%，但在煤矿生产过程中，我国煤矿死亡的人数却占世界煤矿死亡人数的60%以上。可见，解决煤矿生产中的安全问题，已是煤矿生产中所要研究的重要课题。

在煤矿生产中运用安全生产监控系统可以确保煤矿生产过程中的安全，因此安全监控系统有“煤炭安全卫士”的称号。安全监控系统以“安全第一，预防为主”为生产方针，通过对井下生产情况的实时监控来保证煤矿生产在安全的状态下进行。它在保证人员安全的情况下，还能够提高煤矿企业的效益。

1 安全生产监控系统

安全生产监控系统采用的是信号采集、计算机监控和数据通信的系统，以模板化设计思想来对硬件电路和软件程序的各个子系统进行设计。针对监控系统硬件部分，本文主要从硬件系统的组成和主要模板的电路来对其进行介绍。

为了实现快速的远距离数据的传输，安全生产监控系统采用MSP430F135的微控制芯片和MAX1480B数据通信接口电路；CH451专用芯片能够通过串行接口的键盘显示使得安全生产监控系统具有实时数据、历史数据和显示各种状态图以及状态表的功能。对于硬件部分的介绍，以实时电路图对各个电路进行了详尽的分析，主要包括数据的显示电路，电源的转换电路、采集信号的输入电路以及输出电路。

由于简便线路连接的硬件系统，使安全监控系统在恶劣的环境下依然能够工作，并以良好的通用性，广泛地应用在煤矿生产的过程中。

对于安全监控系统的软件部分，我们从以下几个方面进行概述：

（1）通过数据编码和数据通信技术对数据进行计算、判定以及声光的报警，并在非本质安全电路的情况下进行断电控制，从而保证煤矿生产在安全的状态下进行。

（2）在实时监控的同时，还能够对模拟量和数字量进行记录，通过查看“模拟量实时数据监测表”和“数字量实时数据监测表”的报警记录以及断电记录，得到第一手的安全资料。

（3）通过“工作现场”界面实时观测，能够看到动态的工作现场，以更加直观的角度来对报警位置和断电位置进行全方位的了解。

（4）安全生产监控系统以远程控制、异步控制和就地控制的方式入手，来对断复电进行控制，使得事故发生的几率降到最低。

本安全生产监控系统集模块化设计思想、研发周期短、可拓展性强、移植安装方便、维护简便等优点于一身，使得今后在对系统进一步修改和添加的时候更为简便。

2 安全生产监控技术应用的现状

针对我国煤矿计算机监测系统发展时间较短的现状，以传感器、断电仪、载波机、传输线路、计算机和模拟调度盘组成了初期的煤矿安全生产监控系统。

为了能够推进我国煤炭工业发展的现代化脚步，我国不少煤矿井通过引进外国的煤矿安全监控系统来确保煤矿的安全。但是该系统在为煤矿安全发挥巨大作用的同时，还是存在着很多的问题。

在引进外国先进的煤矿安全生产监控系统的同时，我国也在借鉴外国先进技术的基础上，来自行研制开发属于我国自己的KJ4、KJ22、KJ95、KJ66等先进的安全生产监控系统。KJ66安全生产监控系统诠释我国现在监控系统在煤矿领域的发展水平。

地面中心站、井下工作站、各种种类的传感器、各种种类的执行器和断电的设备是安全生产监控系统的组成部分。

安全生产监控系统的地面中心站是通过KJ66主机、KCT3调制解调器、网络XD510图形终端、多媒体工作站、模拟盘、网络服务器、集线器和KJ66等部分，来对井下现场环境参数和生产所使用的设备进行监测；对数据的核子秤计量进行采集和处理；对井下瓦斯的含量进行监测。

安全生产监控系统井下工作站是以安型分站、隔爆兼本安型电源和传感器等部分来对矿井中的瓦斯、一氧化碳、温度、风速和皮带开停进行监测。一方面，向地面中心站传送所检测的各种参数、状态。另一方面，接受地面中心站对矿井的各种指令。工作站还能够在井下发生危险的第一时间发出警报和断电信号。

安全生产监控系统的传感器能配接频率型、智能型、电流型、电压型和触点型等类型的信号。

安全生产监控系统的断电仪主要是对断电控制和断电开关的各项状态进行实时的监控，进而向地面中心站反馈。

安全生产监控系统的工业电视部分由前端摄像部件、网络、中央控制机柜、多媒体工作站、调度显示屏和多媒体工作站组成。其主要用于完成对主、副并绞车房，采区工作面，变电所，皮带机头等重要的监控部分进行监视，以同轴电缆传输、同轴电缆与光缆混合传输、光缆传输三种形式通过摄像机输出。

3 安全生产监控技术应用的目的

煤矿安全生产问题一直是煤矿生产中的最为重要的问题。为了能够让煤矿生产有一个快速、廉价、标准和高效的安全方案，通过使用煤矿安全生产监控系统可有效对井下的甲烷、一氧化碳进行实时的监控，当它们的浓度超标时进行报警；在地上的工作站就能了解到井下的电压电流、设备开停等的具体情况；把井下发生的状况实时进行数据的传输，通过对这些数据的分析，能够及时地进行问题的处理，从而达到保护井下工人安全的目的，同时还能够降低煤矿主的损失。

4 安全生产监控技术应用的发展方向

随着信息技术的飞速发展，人们在各个领域都开始通过引入宽带网和多媒体的相关技术来提高工作效率。

4.1 监控系统的监控主机

随着监控主机的不断发展，速度也更加快捷了，再结合完善的网络功能，电视监控图像的处理也有了进一步的提高。在声、像相结合的监控中，运用了多媒体的监控系统。

4.2 监控系统的井下分站

在电子技术不断发展的今天，必然能够在技术不断发展中来降低价格，减少体积和重量。

4.3 监控系统的传感器

在新元件层出不穷的今天，传感器的寿命也会越来越长，智能化程度也会越来越高，功能和便捷性也会进一步地提高，也会缩小其体积和降低耗电量。现阶段的传感器已经能够进行联网了。计算机通信技术的不断发展，为在矿井安全生产监控系统中应用数字宽带网提供了条件。现在国内正在为去除井下分站，使地面控制中心能够直接接受井下传感器的数据进行研究。

4.4 监控系统的信号传输技术

通过将光纤技术引入到矿井安全生产监控系统的方法，来对机电设备电磁的干扰和系统遭雷击的现象进行根除，使系统更加的稳定。

4.5 监控系统的网络化管理

虽然计算机网络系统在本矿井进行了应用，实现了本矿井信息的共享，但是外界的信息还是没有联系起来。若网络化的管理系统把各个生产矿井、矿物局联系在一起，就能够形成一个完整的煤炭系统，使得煤炭的资源得到共享。

4.6 监控系统的灾害预测预报

对瓦斯和一氧化碳等有危害性的气体含量骤然升高的前期能够进行预报，使得系统更具智慧性，提高了矿井的安全性。

在科学技术不断发展的今天，我们在发展煤矿安全生产监控系统的时候要加强先进的科学技术，来提高煤矿生产过程中的安全性，在确保工人生命安全的同时，还能够降低煤矿主一些不必要的损失，在“早发现，早处理”的原则，煤矿安全。通过不断的完善和进步，对煤炭安全生产监测系统进行研究。

参考文献

[1] 牛世卫.煤矿安全生产监控系统的现状与发展[J].机械管理开发，2003，（2）.

[2] 杨世兴.煤矿监测监控系统的现状与发展[J].安防科技，2004，（5）.

[3] 丰尚奇.加强小型煤矿安全监测系统的探讨[J].煤矿安全，2002，（1）.

作者简介：郭志慧（1973-），男，供职于山西高平科兴云泉煤业有限公司。