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煤礦通風安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀分析

文檔作者：郭英飛文檔來源： 1．河南理T-大學 2．潞安環(huán)能股份公司常村煤礦		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年01月09日
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總第169期
doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2013．09．021
煤礦通風安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀分析
郭英飛 '
(1．河南理T-大學，河南焦作454003；2．潞安環(huán)能股份公司常村煤礦，山西長治046102)
摘要：為了確保煤礦生產(chǎn)中的通風安全，應(yīng)用了安全監(jiān)測控制系統(tǒng)，但是從其運行現(xiàn)狀來看還存在一些
急需改進與完善之處。文章分析了通風安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)運行現(xiàn)狀存在的問題，進而依據(jù)煤礦實況提出
改進建議。
關(guān)鍵詞：煤礦；通風；安全監(jiān)測；監(jiān)控
中圖分類號：TP277 文獻標識碼：B 文章編號：1005—2798(2013)09—0048 02
1 煤礦通風安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)運行原理
工作時，監(jiān)測主機不斷地和各個分站進行通信，
各個分站不停將所接收到的各個傳感器信號實施檢
測處理與變換(其中主要包含模擬量、開關(guān)量及累
計量)，時刻等候檢測主機發(fā)出詢問，各個分站接收
到來自主機詢問之后，及時把所接收到的各個測點
信號傳到監(jiān)測主機。當要控制井下設(shè)備時，監(jiān)測主
機把控制命令和分站的巡檢信號共同傳遞到分站，
再經(jīng)過分站遠動開關(guān)對設(shè)備進行控制。監(jiān)測主機把
所接收到的實時信號實時處理與存盤，經(jīng)過本機的
大屏幕、顯示器及模擬盤等各種外設(shè)所顯示 j。其
工程流程如圖1所示。
圖1 煤礦通風的安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)示意
2 煤礦通風安全監(jiān)測系統(tǒng)存在的問題
1) 煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)的多樣性。由于安全
監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)品多樣，廠家眾多，各個廠家生產(chǎn)的監(jiān)測
產(chǎn)品參數(shù)不一，缺乏兼容性，給設(shè)備在運行過程中的
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維護、增容、升級帶來困擾。受市場經(jīng)濟的影響，監(jiān)
控系統(tǒng)廠家都簽有自己的專用通信網(wǎng)絡(luò)，各個廠家
的監(jiān)控系統(tǒng)相互不兼容，從而加大了煤礦企業(yè)的重
復(fù)投資，造成了人力物力的極大浪費，同時系統(tǒng)的維
護更加艱難。
2) 煤礦監(jiān)測系統(tǒng)功能不健全。在煤礦安全
監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的過程中，廠家把精力集中在監(jiān)測能
力和控制系統(tǒng)的使用性能開發(fā)方面。對于煤礦企業(yè)
不可預(yù)測的安全問題并沒有引起足夠的重視，在系
統(tǒng)設(shè)計上存在嚴重的不足。就系統(tǒng)本身設(shè)計來說，
系統(tǒng)的自身保護就存在很大的缺陷，抗雷擊能力不
強，有的設(shè)備根本沒有安裝避雷設(shè)備，安裝有裝避雷
設(shè)備的也不符合要求。當雷電強度達到一定程度的
時候，雷電擊中通信傳輸線路中防雷能力較差的部
分，尤其是高度架空的傳輸線路，即使傳輸線路使用
了屏蔽線纜并且也接地，但是如果屏蔽效果達不到
使用要求，接地效果不好的情況下，雷電的能量一旦
竄人線路，進入運行的設(shè)備之中，很容易造成主機以
及井下設(shè)備損壞，情節(jié)嚴重的火花外泄，由電火花而
引發(fā)瓦斯和煤塵爆炸事故，不可小視。
3) 煤礦監(jiān)測系統(tǒng)中甲烷傳感器普遍質(zhì)量不
高，校驗方法落后。傳感器是煤礦安全監(jiān)測控制系
統(tǒng)的核心組成部分，傳感器的性能是監(jiān)測環(huán)境與上
傳參數(shù)準確性的保證。我國目前使用的傳感器主要
有瓦斯、負壓、風速、水倉水位、電壓、電流、溫度等模
擬量傳感器，以及機電設(shè)備狀態(tài)、機電設(shè)備開停、風
門開關(guān)狀態(tài)等開關(guān)量傳感器。普通傳感器基本能滿
足監(jiān)測煤礦安全生產(chǎn)，但是存在使用壽命短、穩(wěn)定性
與可靠性不強，而有些傳感器已不能滿足實際生產(chǎn)
需要。其與發(fā)達國家甲烷傳感器相比，還存在以下
缺點：①抗沖擊性差。當?shù)V井巷道大量瓦斯涌出時
收稿日期：2013-06-08
作者簡介：郭英飛(1982一)，男，山西襄垣人，在讀碩士研究生，研究方向為通風安全與監(jiān)測監(jiān)控。
郭英飛：煤礦通風安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀分析 第22卷第9期
元件處于極度活躍狀態(tài)，在頻繁的作用下，出現(xiàn)零點
漂移現(xiàn)象，從而使得傳感器準確度下降，不能準確反
映現(xiàn)場瓦斯涌出波動；抗沖擊性能差，同時也會導致
元件使用壽命與穩(wěn)定性低下。② 不具有抗毒性能。
由于煤礦井下含有大量的硫化氫氣體，當硫化氫氣
體大分子吸附在元件表面并與元件發(fā)生反應(yīng)后，阻
止了甲烷氣體與催化劑接觸，從而導致元件感應(yīng)的
靈敏度下降。③ 載體催化元件與元件不具有同步
性，制作工藝不高。由于甲烷在國內(nèi)現(xiàn)用的傳感器
一般采用載體催化元件，在礦井中除了含甲烷之外，
還有許多具有可燃性與爆炸性氣體，它們對以催化
燃燒原理工作的傳感器存在潛在的威脅；并且一氧
化碳等傳感器不具有防水性，在井下維修使用的萬
用表、示波器等設(shè)備防爆性達不到使用條件；在一些
礦井中還采用礦井自身瓦斯氣體，來校準調(diào)校瓦斯
傳感器，校準氣體本身就不標準。
4) 缺乏對煤礦通風安全監(jiān)控系統(tǒng)的管理與
維護。對于煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)工程的審核與驗收沒
有嚴格按照質(zhì)量檢查標準進行驗收，傳感器的安裝
數(shù)量嚴重不足。對煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的維護也
不到位，對傳感器的調(diào)校沒有按相關(guān)規(guī)定進行，通常
出現(xiàn)傳感器誤掛與混掛現(xiàn)象，廠家售后服務(wù)不及時，
對出現(xiàn)問題的傳感器不能及時維修等諸多問題。
5) 缺乏系統(tǒng)專業(yè)維修維護人員。從事煤礦
安全監(jiān)測維修的工作人員不夠?qū)I(yè)，文化層次偏低，
人員配備嚴重不足。
3 加強煤礦通風安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的建議
為確保煤礦企業(yè)的正常生產(chǎn)需要，建立健全煤
礦通風安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)勢在必行 J。如何做好
煤礦通風安全監(jiān)測監(jiān)控，應(yīng)從如下幾個方面著手：
1) 制定煤礦通風安全監(jiān)測監(jiān)控標準。制定
煤礦企業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案，對不規(guī)范的通信協(xié)議
與傳輸設(shè)備物理層協(xié)議進行規(guī)范，解決重復(fù)購置問
題。為避免系統(tǒng)不兼容現(xiàn)象，建議煤礦安全監(jiān)測監(jiān)
控系統(tǒng)在軟件技術(shù)與信息通信技術(shù)的使用方面廣泛
運用組態(tài)軟件技術(shù)。組態(tài)軟件是通用型的監(jiān)控軟
件，不需要任何語言與編程。利用軟件本身的工具
便可自動生成通信、控制、儲存、顯示等多種功能的
應(yīng)用軟件，具有通用性、實用性以及維護方便等優(yōu)
點，從而有效避免不同監(jiān)控設(shè)備之間系統(tǒng)不兼容現(xiàn)
象。采區(qū)設(shè)計、采掘作業(yè)規(guī)程中，必須對礦井安全監(jiān)
控設(shè)備的種類、數(shù)量和裝置、信號電纜的敷設(shè)、控制
區(qū)域等明確規(guī)定，并繪制監(jiān)控系統(tǒng)布置圖。
2) 加強煤礦監(jiān)測系統(tǒng)安全。在設(shè)備區(qū)與中
心站的范圍內(nèi)，加裝安全柵，利用安全柵緩解并吸收
線路上的雷電能量，通過安全柵把雷電的瞬間電壓
電流限制在安全值之內(nèi)，能有效地避免因雷電造成
設(shè)備損壞。
3) 提高傳感器可靠性與使用壽命。加大研
究投入力度，提高傳感器的可靠性，延長調(diào)校周期，
設(shè)計傳感器故障診斷軟件。配備瓦斯探頭所需的標
準小鋼瓶，規(guī)范傳感器標準調(diào)校工作 J。瓦斯礦井
工作面必須至少設(shè)置一個甲烷傳感器。掘進工作面
甲烷傳感器應(yīng)布置在距工作面迎頭不大于5 m處，
應(yīng)布置在巷道上方，并應(yīng)不影響行人和行車，安裝維
護方便。在安裝中，傳感器應(yīng)垂直懸掛，距頂板不得
大于300 mm，距巷道側(cè)壁不得小于200 mm。報警
濃度≥1．0％ ，斷電濃度≥1．5％ ，復(fù)電濃度<1．0％ ，
斷電范圍為掘進巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。
在掘進工作面回風出口10 m處設(shè)置傳感器，報警濃
度≥1．0％ ，斷電濃度≥1．0％，復(fù)電濃度<1．0％，斷
電范圍為掘進巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。
4) 加強安全檢測人員的培訓工作，提高監(jiān)控
人員綜合素質(zhì)。煤礦監(jiān)測系統(tǒng)覆蓋了計算機知識、
網(wǎng)絡(luò)知識、機器設(shè)備、軟硬件技術(shù)以及各種傳感器與
系統(tǒng)的升級改造等各個專業(yè)知識，因此加強監(jiān)測監(jiān)
控系統(tǒng)人員的綜合能力培訓是煤礦監(jiān)測系統(tǒng)正常運
行的保障?；鶎訂挝豢崎L、工程技術(shù)人員是礦井通
風管理工作的中堅力量，是礦井通風管理工作中的
重要環(huán)節(jié)，他們既是各種通風制度、措施、方案的制
定者，又是執(zhí)行者。因此，其素質(zhì)的高低直接影響到
礦井“一通三防”工作的安全健康發(fā)展。受各種客
觀因素的影響，目前基層單位通風工程技術(shù)人員的
整體素質(zhì)不容樂觀，人員結(jié)構(gòu)不盡合理。因此，加強
基層單位通風工程技術(shù)人員的專業(yè)技術(shù)培訓迫在眉
睫。
4 結(jié)語
總而言之，安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中還存在各種不
足之處，只有結(jié)合實際情況采取合理改進措施，才能
夠確保監(jiān)控系統(tǒng)正常運行，實現(xiàn)監(jiān)測監(jiān)控通風安全
的目標。
參考文獻：
[1] 豐尚安．加強小型煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的探討[J]．煤礦
安全，2009(12)：23．
[2] 寇健利．中小型煤礦瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的配置及更新[J]．
山西煤炭，2002(3)：44—45．
[3] 撫順煤科分院測控技術(shù)公司．煤礦安全儀器測控通信
技術(shù)的研究與貢獻[J]．煤礦安全，2008(9)：50．
[責任編輯：王偉瑾]
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