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摘要：煤礦安全生產(chǎn)不僅關(guān)乎著煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益，而且關(guān)乎著從事煤礦生產(chǎn)人員的安危，因此，煤礦生產(chǎn)問題值得重視。鑒于此，本文先介紹了我國煤礦安全生產(chǎn)現(xiàn)狀，分析煤礦生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，從而提出建立煤礦安全檢測系統(tǒng)重要性和優(yōu)化煤礦安全檢測系統(tǒng)的論點，最后達到增加煤礦生產(chǎn)安全化與效率化、有序化的目的。

關(guān)鍵詞：煤礦；監(jiān)測監(jiān)控；通信；安全

近些年來，隨著國家經(jīng)濟、科學技術(shù)的不斷發(fā)展，相關(guān)的煤礦生產(chǎn)法律逐漸完善，可是我國煤礦生產(chǎn)過程中卻依然存在著許多問題。

1我國煤礦生產(chǎn)安全現(xiàn)狀與出現(xiàn)的問題

我國自古以來就國土遼闊，地形種類很多，煤田地質(zhì)也就復雜，而且采掘技術(shù)雖在近些年來隨著國家經(jīng)濟與科技發(fā)展，相關(guān)技術(shù)改進很多，但機械化開采率依然低。不僅如此，因為煤礦生產(chǎn)技術(shù)等綜合因素，煤礦事故也多次發(fā)生，其中頂板事故漸漸成為常見的煤礦事故。據(jù)有關(guān)調(diào)查，在發(fā)生的煤礦事故中，有一半之上是頂板事故，而且頂板事故危害性極大，因其致命的人員有很大一部分。其次，還有一些事故是煤礦瓦斯爆炸事故，這是因為一些煤層的賦存環(huán)境質(zhì)量差的原因造成的。

2煤礦生產(chǎn)出現(xiàn)問題及分析

近些年來，我國煤礦生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)的改進，以及煤礦安全檢測系統(tǒng)雖應用于各個地區(qū)煤礦，但我國煤礦生產(chǎn)安全問題還是沒有得到根本上緩解，尤其是很大一部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)小企業(yè)。他們?nèi)狈I(yè)的技術(shù)人員，而且對于維護與管理煤礦安全檢測系統(tǒng)方面有很大不足。另外，國有大型煤礦企業(yè)的管理體制存在缺陷，造成對煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)管理問題，因此造成了許多煤礦生產(chǎn)安全隱患，甚至嚴重的會危急到相關(guān)人員的生命安全，以及威脅到煤礦企業(yè)發(fā)展的穩(wěn)定性。

3煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控通信系統(tǒng)應用

3．1系統(tǒng)功能及優(yōu)勢

煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是將三大技術(shù)融為一體的綜合自動化設(shè)備，其包括了通信技術(shù)控制技術(shù)、計算機技術(shù)和電子技術(shù)的應用。煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)由許多部分組成，像傳感器執(zhí)行單元、測控分站信道等。其功能主要有兩大塊，第一是測，第二是控。前者作用是檢測各種參數(shù)數(shù)據(jù)，比如各種環(huán)境安全參數(shù)、過程控制參數(shù)等；而“控"的意義主要是在獲取檢測參數(shù)的基礎(chǔ)上去控制與管理安全裝置報警設(shè)備生產(chǎn)機器執(zhí)行機構(gòu)等。而煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢可以自動采集與處理資料，同時還能具有控制作用，其次，系統(tǒng)本身具有很多優(yōu)點，比如及時性、準確連續(xù)可靠性。從而促使礦井安全化和礦井“一通三防”管理水平的改進，最后達到提高礦井抗災能力的作用。

3．2構(gòu)建煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控通信系統(tǒng)的重要性

目前在我國煤炭行業(yè)，大多數(shù)企業(yè)都已經(jīng)或正在進行生產(chǎn)調(diào)度、監(jiān)測監(jiān)控等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)，這些系統(tǒng)的建立在實現(xiàn)安全生產(chǎn)的過程中起到了重要的作用，但是由于各種系統(tǒng)建于不同時期，使用不同的技術(shù)，各系統(tǒng)無法有效的集成，使安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控信息不能很好的整合、利用，將安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控信息及時、準確的傳送到各級相關(guān)人員手中，缺乏有效的手段。要解開當前煤礦安全形式的僵局，從信息技術(shù)人手是必然選擇。礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是傳感器技術(shù)信息傳輸技術(shù)、計算機應用技術(shù)、電氣防爆技術(shù)和控制技術(shù)等多種技術(shù)在礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控領(lǐng)域應用的產(chǎn)物，對保障煤礦安全生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率和機電設(shè)備的利用率都具有十分重要的作用。具體來講，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是指對煤礦的瓦斯、風速、－－氧化碳、煙霧、溫度等環(huán)境參數(shù)和礦井生產(chǎn)、運輸、提升、排水等環(huán)節(jié)的機電設(shè)備工作狀態(tài)進行監(jiān)測和控制，用計算機分析處理并取得數(shù)據(jù)的一種系統(tǒng)。安全監(jiān)控系統(tǒng)可以為各級生產(chǎn)指揮者和業(yè)務(wù)部門提供環(huán)境安全參數(shù)動態(tài)信息，使領(lǐng)導在辦公室即可隨時了解生產(chǎn)、安全等信息，特別是利用移動無線網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)手機終端查詢軟件、實現(xiàn)隨時隨地掌握井下安全信息實時情況，為指揮生產(chǎn)提供及時的現(xiàn)場資料和信息，便于提前采取防范措施。另外通過對被測參數(shù)的比較和分析，系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動報警、斷電和閉鎖，便于制止事故的發(fā)生或擴大；在發(fā)生事故的情況下，能及時指示最佳救災和避災路線，為搶救和疏散人員提供決策信息。利用高科技信息通信技術(shù)開發(fā)遠程監(jiān)控系統(tǒng)來完善煤礦安全生產(chǎn)保障機制，是－－條長遠健康可持續(xù)的發(fā)展道路。煤礦安全信息化，是一項拯救生命的工程，更是－項拯救產(chǎn)業(yè)的工程。要解開當前煤礦安全形式的僵局，從信息技術(shù)入手是必然選擇。如何促進煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)上新的臺階，是我們面臨的緊迫的新課題。通過建立煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控分站層統(tǒng)一的通信接口協(xié)議、系統(tǒng)層基于TCP／IP協(xié)議的統(tǒng)一－的信息接口規(guī)范、以及系統(tǒng)層聯(lián)網(wǎng)層通信規(guī)范，建立全礦井監(jiān)測、控制、管理－體化的、基于網(wǎng)絡(luò)的大型開放式分布控制系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)所需的監(jiān)測監(jiān)控路由器開發(fā)、中心站軟件、以及基于無線移動網(wǎng)絡(luò)的客戶端軟件開發(fā)，對全礦井安全狀況和生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)測、監(jiān)視、控制、通信和信息管理，企業(yè)的領(lǐng)導及主要安全責任人可以第一一時間獲得瓦斯超限報警信息。煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控通信系統(tǒng)的創(chuàng)新性：系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集層的開放協(xié)議是提高系統(tǒng)分站兼容性的必然選擇，統(tǒng)－－的開放協(xié)議規(guī)范了產(chǎn)品；的技術(shù)標準，有利于產(chǎn)品的市場競爭和技術(shù)進步；系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層的開放協(xié)議是提高安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基礎(chǔ)，同時提高了與其它信息系統(tǒng)的無縫聯(lián)結(jié)。減少了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，便于軟件的標準化開發(fā)，減少重復勞動，促進安全監(jiān)測監(jiān)控軟件開發(fā)水平的提高；嵌人式安全監(jiān)測監(jiān)控路由器的實現(xiàn)，大大提高了系統(tǒng)的安全性、兼容性和與其它煤礦信息化系統(tǒng)聯(lián)結(jié)的能力；新型無線移動網(wǎng)絡(luò)的軟件。使安全信息無處不在，無論領(lǐng)導和工程技術(shù)人員隨時隨地了解安全監(jiān)測監(jiān)控信息，特別是隱患剛發(fā)生時就能及時采取適當?shù)拇胧?，減少事故的發(fā)生。

4煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控通信系統(tǒng)應用

4．1系統(tǒng)功能及優(yōu)勢

煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是將三大技術(shù)融為一體的綜合自動化設(shè)備，其包括了通信技術(shù)控制技術(shù)、計算機技術(shù)和電子技術(shù)的應用。煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)由許多部分組成，像傳感器執(zhí)行單元、測控分站信道等。其功能主要有兩大塊，第一是測，第二是控。前者作用是檢測各種參數(shù)數(shù)據(jù)，比如各種環(huán)境安全參數(shù)、過程控制參數(shù)等；而“控"的意義主要是在獲取檢測參數(shù)的基礎(chǔ)上去控制與管理安全裝置報警設(shè)備生產(chǎn)機器執(zhí)行機構(gòu)等。而煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢可以自動采集與處理資料，同時還能具有控制作用，其次，系統(tǒng)本身具有很多優(yōu)點，比如及時性、準確連續(xù)可靠性。從而促使礦井安全化和礦井“一通三防”管理水平的改進，最后達到提高礦井抗災能力的作用。

4．2系統(tǒng)工作原理

GPRS提供的是通用分組的無線業(yè)務(wù)，是在CSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)的基礎(chǔ)上，，從提供端到端的、廣域的無線IP連接。它利用分組交換技術(shù)，因此每個用戶能占用多個無線信道，同一無線信道又可以由多個用戶共享，有效地利用了信道資源。GPRS網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)核心是在CSM網(wǎng)絡(luò)中傳送分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在可實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)與無線網(wǎng)絡(luò)資源的最佳結(jié)合，實現(xiàn)了TCP／IP協(xié)議的透明傳送。其主要特點為傳輸速率高；永遠在線；快速登陸，無需進行長時間的撥號來建立網(wǎng)絡(luò)連接等。

4．3系統(tǒng)總體方案

監(jiān)測系統(tǒng)的總體方案如圖所示。系統(tǒng)由井下、井上兩部分組成［1］，并下部分由安裝在各個作業(yè)點現(xiàn)場的傳感器CAN數(shù)據(jù)總線以及數(shù)據(jù)：采集主站組成；井上部分由CPRS無線通信模塊CPRS網(wǎng)絡(luò)、移動終端和監(jiān)控中心等組成。井下數(shù)據(jù)的采集與傳輸采用CAN總線方式進行數(shù)據(jù)傳輸，CAN即控制器局域網(wǎng)。它可提供高達1Mbit／s的數(shù)據(jù)傳輸速率，當信號傳輸距離達到10kin時，仍可提供高達50kbit／s的數(shù)據(jù)傳輸速率。CAN總線采用差分信號進行傳輸，具有遠距離抗千擾通訊能力，與其它現(xiàn)場總線比較是最容易實現(xiàn)的一種，但其性能并不比其它現(xiàn)場總線差。其主要特點為低成本，有極高的總線利用率；有很遠的數(shù)據(jù)傳輸距離，高速的數(shù)據(jù)傳輸速率，可靠的錯誤處理和檢錯機制及發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動重發(fā)，節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動退出總線的功能。本系統(tǒng)中的每一個數(shù)據(jù)采集點都是由多個傳感器、單片機CAN控制器、光電隔離器和總線驅(qū)動器組成。每一－個采集點為一一個數(shù)據(jù)采集節(jié)點，也就是CAN總線網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點，該節(jié)點將現(xiàn)場采集到的甲烷氣體濃度煤塵濃度、溫度等信息通過CAN總線傳輸?shù)轿挥诰诘臄?shù)據(jù)采集總站，如圖所示。在－＿個礦井中可能有多個地方需要安裝傳感器，也就是有多個節(jié)點。這些節(jié)點都連接到CAN總線上，然后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄诘臄?shù)據(jù)采集總站上。對于多個礦井，則有多個主站，在圖中只表示出了一－個主站。本系統(tǒng)采用GPRS網(wǎng)絡(luò)的方式進行遠程的無線傳輸，如圖中井上的部分。主要由數(shù)據(jù)采集總站計算機GPRS模塊、通信網(wǎng)絡(luò)（包括GPILS網(wǎng)絡(luò)和公共數(shù)據(jù)網(wǎng)）以及監(jiān)控中心組成。GPRS模塊通過串口與數(shù)據(jù)采集總站的計算機連接，然后將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行分組，并發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡(luò)中。GPRS網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭苿庸镜膬?nèi)部網(wǎng)中，每個GPRS終端連上GPRS網(wǎng)絡(luò)時，即分配到一個CPRS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部IP地址，接著通過GPRS網(wǎng)關(guān)節(jié)點（GGSN）把端口映射到Internet，從而將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絀nternet上，并且去尋找在Intemet上的一個指定中心服務(wù)器，中心服務(wù)器通過數(shù)據(jù)接收軟件將數(shù)據(jù)接收，數(shù)據(jù)接收后可以轉(zhuǎn)發(fā)到企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的指定數(shù)據(jù)處理服務(wù)器上。整個數(shù)據(jù)傳輸過程是基于TCP／IP協(xié)議進行，可構(gòu)成“中心服務(wù)器一多個用戶終端"的組成模式。

4．4監(jiān)控中心

系統(tǒng)的監(jiān)控中心由監(jiān)控軟件和數(shù)據(jù)庫軟件構(gòu)成。監(jiān)控中心的服務(wù)器本身具有固定的IP地址，并以此IP地址接人Intermet。監(jiān)控中心的服務(wù)器從綁定的IP地址上可以接收每個GPRS通信模塊發(fā)送來的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)傳給監(jiān)控軟件進行分析和處理，并通過圖表或其他形式進行顯示，同時將這些數(shù)據(jù)及其處理結(jié)果保存在數(shù)據(jù)庫中，以方便管理人員可對數(shù)據(jù)進行管理和查詢?；贕PRS的礦井遠程監(jiān)控系統(tǒng)可同時對多個分散礦井進行監(jiān)測。并可最大程度地保證數(shù)據(jù)采集的及時性、準確性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。本系統(tǒng)具有移動辦公的優(yōu)勢，既可以在公司的監(jiān)控中心查看，也可通過移動電腦查看，還可以在外地通過訪問中心服務(wù)器來查看，重要信息還能直接用短信的方式發(fā)送到相關(guān)人員的手機上，通過本系統(tǒng)可以使管理層快速、及時、準確地獲取生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)，提高決策的科學性，從而避免或減少因決策失誤而造成的安全事故和財產(chǎn)損失。

5結(jié)束語

在煤炭企業(yè)，安全生產(chǎn)是擺在各級領(lǐng)導工作的第－－位大事。而目前國內(nèi)的煤炭生產(chǎn)特別是不斷發(fā)生的重大瓦斯爆炸事故造成了嚴重的損失，已經(jīng)引起各級領(lǐng)導的高度重視。高性能的煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在我國有著廣闊的前景，安全監(jiān)測系統(tǒng)是生產(chǎn)、安全及管理方面的－－個實時監(jiān)控系統(tǒng)，隨著企業(yè)信息化的不斷深人，安全生產(chǎn)信息化成為企業(yè)信息化首當其沖的重要內(nèi)容。利用現(xiàn)代化的計算機網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)手段，建設(shè)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，才能將安全生產(chǎn)監(jiān)督管理工作落到實處。

［參考文獻］

［1］毛武曉，王萬利．監(jiān)測監(jiān)控對煤礦安全的作用［J］．經(jīng)營管理者•上旬刊，2016，（1）．

作者:趙國剛 單位:山西汾西礦業(yè)集團柳灣煤礦