安全监测监控系统在中小型煤矿使用中存在的问题及对策

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摘要：煤矿安全重在加强管理,管理重在作业现场,提升和健全矿井现代化管理水平,除进一步加强矿井软件方面的提升管理以外,建立健全稳定准确快速的硬件平台(安全监测监控系统)已经成为我们煤矿必须解决的问题,本人在安全监控岗位上工作已有八年,积累了一些管理心得,现结合自己多年来在工作中遇到的一些问题和想法,对现阶段中小煤矿安全监测监控系统运行中存在的一些问题进行了一定的分析和研究,并提出了自己的看法。

关键词：煤矿 安全监测监控系统 问题 对策

“十一五”时期煤矿安全生产的总体形势呈稳中上升,煤矿事故呈下行态势,这与我国近年来加强矿井现代化建设并对安全投入的加大有着密切的关系。随着我国经济社会的快速发展,对煤炭的需求日益加大,为了把煤炭做大做强,增强在国际上的竞争力,国家逐步从改造关闭落后小煤矿、兼并重组、淘劣存优,同时加大对重大地质灾害预防的科研力度、加快煤矿井下安全避险"六大系统"的建设等举措,使煤矿安全状况保持了稳定好转、事故总量呈逐年下降的态势。但是,在肯定煤矿安全建设成效卓著的同时,也不能忽略现有存在的一些问题,尤其是中小煤矿的安全管理问题。

安全监测监控系统做为煤矿安全防护的重要一环,在技术与应用方面已逐步日趋成熟,实践证明,安全监控系统已成为煤矿安全管理的重要组成部分,各矿局已把该系统做为安全装备的必须。随着我国监控生产技术的成熟与完善,国内涌现出许多专业生产厂商,具有代表性的如天地（常州）自动化股份有限公司KJ95N、煤炭科学研究总院重庆研究院KJ90NB（NA）、煤炭科学研究总院沈阳研究院KJ333、北京瑞赛长城航空测控技术有限公司KJ2000N、北京仙岛新技术有限责任公司KJ66NA（NB）等几十家生产厂商,它们的产品已接近国外水平,现已遍布全国各煤矿企业。同时数字化网络技术（WEBGIS）等新型产品的出现也不断充实完善着煤矿安全的管理手段,如何能够针对本企业的实际情况建立与企业规模和人员素质相符合的监测监控系统,使之成为煤矿企业安全可靠的预警机制和瓦斯安全管理控制平台,并且熟练、有效的运用它,已成为煤矿安全监管工作必须解决的现实问题。

1、矿井安全监测监控系统的技术内容与它所起到作用

矿井安全监控系统是煤矿井下传感器监测控制技术、模数信号转换与传输技术、计算机软件与硬件在井下的应用技术、监控设备在煤矿井下防爆技术和远距离控制等各学科技术在矿井这样特殊环境下的安全生产管理领域的高要求、高标准的综合性系统产物,是现代监控技术与实际生产的无缝结合,对确保煤矿生产安全,降低事故率,降低甚至消除人员伤亡,提高煤炭安全生产效率和现已使用机电设备的利用率都具有十分重要的作用,该技术的应用与成熟标志着现代化矿井在监测与控制方面逐步与地面工业控制技术水平的接近,是煤矿安全管理手段的跃进。煤矿安全监控系统大致由三个部分组成:(1)地面中心站(包括监控应用软件系统、计算机及打印机等设备)；(2)监控数据信号传输设备(包括数据传输接口、监测监控分站、传输线缆、接线盒等)；(3)监测传感器和执行反馈装置（包括断电仪和馈电传感器）。传感器在测控系统中承担着获取信息的重要任务,是测控系统的重要设备,随着监控技术自动化、控制手段智能化的不断提升,企业对煤矿井下监测传感器测量稳定性、数据传输快速性和测量数值精准度的要求也越来越高。煤矿安全监控系统是指对在煤矿特殊环境下的瓦斯、风速、风门开停、主局扇开停、一氧化碳、二氧化碳、烟雾、温度等环境参数及数据的监测和对矿井采、掘、机、运、通等各大系统的机电设备工作状态反馈和自动断电控制,用计算机进行分析处理并取得数据的一种测控系统。监测监控的功能一是“测”,即检测各种环境安全参数、设备工况参数、过程控制参数等；二是“控”,即根据检测参数去控制危险区域的生产用电设备,用以控制能引起瓦斯爆炸的花火或温度；安全监控系统可以为煤矿决策层、执行层和通风、安全、指挥部门提供及时、准确的井下有害气体参数及用电设备运行动态信息,为指挥调度生产作业提供现场信息,使事故的发生消灭在萌芽状态,并采取整改与防范措施。另外通过对井下传输到地面的监测数据的比较和分析,在中心站平台可以实现自动报警、自动断电和闭锁,井下监控设备发出声光报警,提醒了作业人员,抑制了事故的发生或再扩大。最近几年来,我国光纤技术的发展为井下建立工业以太环网提供了另外一种数据快速稳定的传输平台,使煤矿综合自动化控制系统的构建成为可能,对于安全监控系统在综合自动化平台中做为一个独立有机的模块融入提供了物理基础。

2、安全监控系统目前尚存在的一些不足和问题

2.1 监测传感器的产品质量和催化元件性能较差

安全监测监控系统的主要传感器,如甲烷传感器,在经过多年的技术完善,稳定性和耐用性已大有改善,根据AQ1029-2007规定,传感器的黑白元件的稳定性已由原来的10天提高到15天,即使这样,与国外的设备相比,也存在着较大的差距,主要问题是:

(1)抗击高浓度甲烷冲击能力差。在井下瓦斯涌出量大的情况下黑白元件反复被有害气体冲击,冲击作用的结果是造成零点漂移并使其催化性能下降,黑白元件加速老化,抗高浓冲击性能差是造成元件使用寿命低、稳定性差、误差率高的主要原因。

(2)设备中低功耗的元器件,在矿井高湿度环境条件下（如工作面、巷道中的防尘撒水、岩石中的自然水气等）,使设备元件表面燃烧生成的水蒸气易于凝结在元器件表面,降低元件使用寿命,造成传感器传输的数据误差大。

(3)抗中毒性能差。

(4)载体催化元件制作工艺水平较低,元件一致性差。

上述问题的存在,客观上反映了国产甲烷传感器的监控质量。较之甲烷传感器,其它传感器的稳定性更为严重,如氧气传感器,该传感器逐步已成为矿井二氧化碳聚集的重要参照,尤其是井下采掘巷道和邻近空巷接近时,巷道极易渗入空巷的有害气体,此时氧气传感器的监测作用更加突出。该传感器已越来越受到使用单位的普遍重视。但在现场使用中,传感器的精准度却成为困扰使用单位的问题,在地面调校设备齐全的校验室标校并运行48小时后,入井使用却极其不稳定,数值飘移严重,在井下标校却又受到环境的制约,可操作性不强。这些问题的存在严重影响和干扰着矿井有害气体的真实反映和数据的准确度。对些,国家在《煤矿安全规程》、AQ1029-2007、AQ6201-2006中对传感器的标校做出了严格的规定,并且对调校人员做出了持证上岗的要求。监控系统虽已应用了很多年,但在很多煤矿尤其是较小型煤矿常常由于比较缺乏专业型技术人员等原因而不能完成对整个系统的维护和传感器的标调校,甚至于为了应付检查,弄虚作假,从不调校,致使安全监控系统形同虚设,作用得不到应有发挥。