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摘要：本文通過(guò)論述目前國(guó)內(nèi)煤礦生產(chǎn)中進(jìn)行煤礦檢測(cè)的意義，分析國(guó)內(nèi)在進(jìn)行煤礦監(jiān)控中使用到的監(jiān)控系統(tǒng)，研究其特點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)，為后期更合理的進(jìn)行煤礦監(jiān)控提供理論指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：煤礦監(jiān)控；產(chǎn)量檢測(cè)；人員定位

我國(guó)煤炭資源豐富，在北方廣泛分布，而且煤層淺易于開(kāi)采。建國(guó)之后，尤其是改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展，能源的需求也導(dǎo)致煤炭行業(yè)和能源行業(yè)取得巨大的發(fā)展，但是長(zhǎng)期以來(lái)只顧眼前發(fā)展，不顧身后安全的問(wèn)題也得到各界越來(lái)越多的關(guān)注。最近幾年，煤礦事故頻發(fā)嚴(yán)重威脅煤礦工人的人身安全和煤炭行業(yè)的健康發(fā)展。煤炭行業(yè)存在多種多樣的危險(xiǎn)，瓦斯中毒、煤塵爆炸、礦井坍塌等等都威脅著煤礦從業(yè)人員的安全，制約著行業(yè)發(fā)展。為了更好的滿足能源需求，確保行業(yè)健康持續(xù)發(fā)展，必須采取合理措施對(duì)煤礦進(jìn)行監(jiān)控，隨時(shí)掌握煤礦的狀況，研究分析其安全程度，在危險(xiǎn)發(fā)生之前進(jìn)行預(yù)測(cè)，及時(shí)進(jìn)行處理，降低煤礦事故的發(fā)生概率。

1煤礦監(jiān)控的意義

從2001年到2010年十年的時(shí)間中，我國(guó)煤礦發(fā)生事故的次數(shù)以及事故死亡人數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，事故次數(shù)從最初的3000多近4000次下降到2010年的1400多次，事故頻率明顯降低。死亡人數(shù)和百萬(wàn)噸死亡率也出現(xiàn)了明顯的下降。主要就是因?yàn)樵谛率兰o(jì)以來(lái)，國(guó)家行業(yè)對(duì)于煤礦安全問(wèn)題越來(lái)越重視，制定了更嚴(yán)格的管理法規(guī)，采取了一定的監(jiān)控方案。通過(guò)對(duì)發(fā)生重大礦難事故的原因進(jìn)行調(diào)查之后發(fā)現(xiàn)，很多都是由于沒(méi)有采取合理的監(jiān)控措施或者是監(jiān)控設(shè)備失靈導(dǎo)致。比如2012年貴州響水煤礦發(fā)生礦難，造成23人死亡，5人受傷，根據(jù)后來(lái)的調(diào)查結(jié)果顯示，該煤礦有安裝的煤礦監(jiān)控設(shè)備，在礦難發(fā)生之前，安裝的瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)曾經(jīng)發(fā)出過(guò)警報(bào)，但是工作人員沒(méi)有進(jìn)行合理的處理，只是作為監(jiān)控系統(tǒng)故障處理，最終導(dǎo)致了礦難的發(fā)生。相反的在河北沙河北溝煤礦，在2004年的5月中旬，監(jiān)控發(fā)現(xiàn)總回風(fēng)中的一氧化碳含量異常增加，由于監(jiān)控系統(tǒng)的存在預(yù)警，監(jiān)控人員迅速通告煤礦，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行了迅速檢查并對(duì)井下作業(yè)人員及時(shí)撤離，由專業(yè)人員進(jìn)行故障排除，避免了惡性事故的發(fā)生。

2煤礦監(jiān)控系統(tǒng)

煤礦監(jiān)控系統(tǒng)涉及內(nèi)容比較復(fù)雜，由許多小系統(tǒng)配合構(gòu)成。其中比較重要的是關(guān)于煤礦運(yùn)行的煤礦安全監(jiān)控、煤礦電力供應(yīng)的監(jiān)控、煤礦傳送帶運(yùn)輸狀況的監(jiān)控；關(guān)于煤礦工作人員安全的作業(yè)人員管理系統(tǒng)；煤礦生產(chǎn)中煤炭產(chǎn)量和生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控。

2.1煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象主要是煤礦內(nèi)空氣中的主要?dú)怏w的含量，比如甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氧氣、煙霧濃度等；煤礦內(nèi)空氣流通狀況，比如風(fēng)壓和風(fēng)速以及空氣溫度等；還有煤礦通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，風(fēng)門風(fēng)筒和通風(fēng)機(jī)等設(shè)備的開(kāi)啟或者關(guān)閉。通過(guò)檢測(cè)煤礦內(nèi)瓦斯含量及通風(fēng)設(shè)備的狀態(tài)，當(dāng)含量過(guò)高或者設(shè)備停轉(zhuǎn)的時(shí)候，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)可以反饋到出現(xiàn)故障區(qū)域的電源設(shè)備，進(jìn)行斷電和閉鎖。這樣可以防止出現(xiàn)火花導(dǎo)致瓦斯爆炸；同時(shí)系統(tǒng)會(huì)反饋給警報(bào)系統(tǒng)，提醒工作人員及時(shí)撤離，避免出現(xiàn)危險(xiǎn)造成人員傷亡。同時(shí)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于煤礦故障之后進(jìn)行應(yīng)急救援和發(fā)生事故之后進(jìn)行原因調(diào)查也十分重要。監(jiān)控系統(tǒng)可以在發(fā)生事故的時(shí)候及時(shí)記錄出現(xiàn)事故的時(shí)間，如果是發(fā)生爆炸可以確定爆炸起點(diǎn)和起火的原點(diǎn)。能夠進(jìn)行科學(xué)的事故原因調(diào)查分析。

2.2煤礦工作人員管理系統(tǒng)

人員管理系統(tǒng)主要是監(jiān)測(cè)井下人員所處的位置。通過(guò)對(duì)人員位置的監(jiān)控，可以及時(shí)了解每個(gè)人員的運(yùn)動(dòng)軌跡，了解是否處于安全位置，同時(shí)可以記錄工作人員在某一地點(diǎn)的時(shí)間。通過(guò)集中的監(jiān)控可以監(jiān)測(cè)在某一個(gè)區(qū)域人員是否過(guò)于集中。而且系統(tǒng)還有相應(yīng)的存儲(chǔ)記憶功能，能夠永久保存，隨時(shí)查閱。還可以根據(jù)具體情況對(duì)被監(jiān)控人員發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒人員注意安全隱患。一旦出現(xiàn)安全事故，可以對(duì)工作人員進(jìn)行定位，便于開(kāi)展及時(shí)有效的救助，節(jié)省搜救時(shí)間。

2.3煤礦產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

利用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)掌握各個(gè)煤礦的實(shí)際煤炭產(chǎn)量。避免出現(xiàn)煤炭產(chǎn)量過(guò)高造成產(chǎn)能過(guò)剩影響煤礦設(shè)備的安全；同時(shí)可以加強(qiáng)對(duì)實(shí)際產(chǎn)量的監(jiān)測(cè)，根據(jù)產(chǎn)量實(shí)時(shí)核算煤礦的稅費(fèi)基金等。而且可以對(duì)所有的產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)記錄，在后期可以隨時(shí)進(jìn)行查詢。避免出現(xiàn)瞞報(bào)產(chǎn)量的問(wèn)題，保證煤礦整體產(chǎn)量的合理配置。

3煤礦監(jiān)控特點(diǎn)及關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題

煤礦生產(chǎn)主要在地下進(jìn)行，屬于特殊工作。煤礦的礦井內(nèi)部存在各種易燃?xì)怏w和腐蝕性氣體，對(duì)于信號(hào)的監(jiān)測(cè)造成很大困難；而且整體工作環(huán)境惡劣，底下淋水情況比較嚴(yán)重，空氣中粉塵比較大；地下環(huán)境中磁場(chǎng)強(qiáng)度明顯比地上要高，對(duì)監(jiān)控設(shè)備的影響比較大。綜合看來(lái)，煤礦的監(jiān)控系統(tǒng)使用比其他工業(yè)監(jiān)控難度要大，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)，需要從地下到地上，還要考慮煤礦礦井內(nèi)部的情況；電磁干擾嚴(yán)重，監(jiān)控設(shè)備主要以電子傳感器進(jìn)行敏感信號(hào)的監(jiān)控，很多時(shí)候會(huì)由于地下磁場(chǎng)的干擾造成監(jiān)測(cè)失靈或者信號(hào)錯(cuò)誤；監(jiān)控對(duì)象日常情況下變化不大，容易使檢測(cè)人員產(chǎn)生松懈，但是一旦出現(xiàn)變化就會(huì)造成很大的危險(xiǎn)。為了實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)安全準(zhǔn)確運(yùn)行，現(xiàn)在煤礦行業(yè)針對(duì)煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行專業(yè)的研究，以便于利用科學(xué)技術(shù)解決相關(guān)問(wèn)題。目前最主要的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是：

3.1監(jiān)控信息的傳輸和處理

研究合理的布線方式，利用有線、無(wú)線和以太網(wǎng)結(jié)合的方式進(jìn)行信號(hào)的傳輸，提高信號(hào)傳輸?shù)乃俣?；關(guān)于信號(hào)的處理主要是研究各種信號(hào)所代表的煤礦狀態(tài)，通過(guò)這些信號(hào)判斷煤礦是否存在安全隱患，并進(jìn)行及時(shí)的反饋處理，預(yù)防事故發(fā)生。

3.2傳感器的布置

需要對(duì)煤礦各個(gè)位置的信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，避免出現(xiàn)監(jiān)控盲區(qū)，造成安全隱患。因此在安裝布置傳感器的時(shí)候需要選擇合適的位置。

3.3生命探測(cè)和人員定位

為了在發(fā)生礦難之后及時(shí)展開(kāi)對(duì)被困人員的搜救，設(shè)計(jì)合理的生命探測(cè)和人員定位系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)人員的定位，縮短搜救的時(shí)間，提高被困人員救助效率。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析可知，對(duì)于煤礦進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控勢(shì)在必行。而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控也面臨各種困難。科技人員需要加強(qiáng)對(duì)煤礦監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)的研究，提高監(jiān)控系統(tǒng)的準(zhǔn)確運(yùn)行，預(yù)防危險(xiǎn)事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]栗繼祖,王金云.煤礦安全事故預(yù)警、監(jiān)控與應(yīng)急響應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào),2009,40(2):180-183

作者：安少帥 雷云 單位：西安科技大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院 畢節(jié)中城能源有限責(zé)任公司 中國(guó)神華神東煤炭集團(tuán)公司錦界煤礦綜采一隊(duì)