煤矿安全监测监控系统的发展历程和趋势分析

刘炎垚

神东煤炭分公司哈拉沟煤矿陕西榆林719316

摘要：煤矿安全监测监控系统能够提供灾害预警的数据监控环境情况，能够在一定情况下，保证煤矿的安全生产。虽然目前已经对煤矿安全监测监控系统的发展进行了突破，但在现代化的建设和技术上仍然有很大的问题，所以我们要保证煤矿生产过程中的安全监测监控。也要加强对其系统的理念，技术上的更新。

关键词：监控系统；发展历程；发展趋势

引言

随着中国社会经济发展，煤矿开采相关工作过程中出现的各种类型的事故几率不断提升，人们对煤矿井下通风瓦斯防治技术的重视程度也呈现出一种逐渐提升的态势。在煤矿矿井出现的瓦斯爆炸问题造成的负面影响十分严重，严重威胁从事煤矿开采相关工作人员的生命财产安全，应当针对瓦斯爆炸预防措施展开各个层面的相关研究工作，煤矿单位在日常工作过程中应当定期组织相关工作人员进行培训，以便于使工作人员的专业素质水平得到提升，从而能够最大限度地降低在煤矿中出现瓦斯爆炸事故的几率，保证煤矿开采工作的安全。

1煤矿安全监测监控系统的发展历程

1.1关于国外煤矿安全监控监测系统的发展历程

1960年代，国外的煤矿安全检测监控系统才开始发展，到如今已经有了四代的新产品。从技术方面的特征来分析，他们划分监控系统发展阶段的主要方法就是从信息传输的进步。煤矿监测监控系统的第一部分是用空分置来传输信息的，在1960年代的中期，英国煤矿采用运输机控制。运输机控制也是日本煤矿中的固定设备。在1970年代的时候，乌兰从法国引进的新技术推出了128个测点的新系统。煤矿监测监控系统的第二部分他的特征是用信道频分制技术，这正是因为采用了评频制传输信道的电缆芯数很大程度上变得更少，所以信道频分制就取代了空分置。其中最具有代表性的就是西德公司200系统.这个技术的应用代表的是以晶体管电路为核心的新型的传输技术的进步，所以说在一定程度上集成电路推动了时分制系统等应用.既然才产生了第三代的煤矿监测监控系统，这个系统就是以时分制为基础的。在这之中英国在这方面的发展是非常快的。1976年英国煤矿研究院发明了minos煤矿监控系统，在胶带传送还有井下环境监测，供电供水的监测和洗煤厂监测这些方面的实验，取得了完美的成功。这样就变成了全矿井的监控系统.这个系统开创了煤炭监控监测的新局面。1980年代，因为美国拥有雄厚的高新技术优势，所以美国最先把数据通信技术，大规模集成电路技术和计算机技术这些现代的高新技术与煤矿监测监控系统结合起来。这就是第四代的煤矿监控系统，这一带的煤矿监测监控系统是以分布式微处理机为核心的。最有代表性的是美国的man600系统.他虽然还仍处于时分制，但根本上来说这一高新技术是有新的特点的。

1.2关于国内煤矿安全监测监控系统

1980年开始，我国的煤炭部引进了煤矿监控系统，并且在引进的同时进行了非常深入的研究，于是我国对这项技术的研究就开始了，这项技术的研究加快了监控技术在我国的发展。从1980年开始我国陆续的从波兰，德国等国家引进了相似的很多的监控系统。同时，相关的专家也根据我国的煤矿分布于煤矿产业的实际，研究出并广泛使用了许多的新型的监控系统。这些系统以分布式为主，同时用时分制带来的数据进行传送和总结的工作，传感器的数据通过分站到地面的主机，这时候容量很大，同时也会有非常强的功能，根据分析接收至少十种传感器夜是没有问题的。并且还能得到瓦斯，电压以及很多种类的环境参数。

2发展现状

引进国外先进的煤矿安全监测监控系统，但目前还面临着较大的问题，比如非通用性以及低智能化等。我国煤矿事故时有发生，伤亡人数以及经济损失大。这与监测不到位有着很大的联系，如煤尘浓度高、水灾征兆等。加强煤矿安全管理已经成为煤矿企业需要面对的一项重要任务。另外，我国的煤矿安全管理信息化水平低，井下信息化管理还有待提升。

3煤矿安全监测监控系统的发展趋势

3.1应用新型传感器并研发低成本多参数新型传感器

由于现在普遍使用的载体催化甲烷传感器存在不能监测高浓度CH4、调校周期短、传感元件寿命短、催化元件容易中毒等缺点。因此，要在目前的监控系统改造升级中推广使用光谱类传感器，如红外甲烷传感器、激光甲烷传感器和开放气室可调谐半导体激光吸收光谱气体传感器等。以激光类传感技术为例，半导体激光器的波长可调谐，通过调节电流量，使其变化输出，采用变化输出电流的方式能有效将波长控制在气体吸收附近，并完成相应的扫描工作，当气体将光谱充分吸收时，就能对气体进行有效测量。同时研发新型可靠的传感器，可以做到监测参数多样化，自诊断、自校正，提高监测数据的可靠性和稳定性。

3.2完善子系统建设

煤矿企业在安全监控实施的过程中无通信以及物理协议;而系统传输主要由主从结构作为主导，对建立多主冗余系统有一定的难度;安全监控系统使用总线将系统中的各个分站连接起来，系统之间的兼容性水平不高，使得其可靠性及使用性能差，不能完成较高质量的实时监测控制，而煤矿安全监测系统在建设期间，一定要做好子系统建设，以便完善井下光纤环网传输，在每一站点实行有效监控，对井下人员实行安全定位，而网络接口与地面设备相连接。这一操作过程一定要对煤矿实际环境做充分评估，使用的设备，尤其是井下设备一定要按照使防爆认证及MA认证。

3.3多系统融合

多系统融合分为分站级融合、链路级融合和数据级融合。分站使用AＲM处理器，将不同系统的监控设备通过各自物理链路接入融合分站的不同的通信接口中，从而实现多系统分站级融合。链路级融合是把不同系统的设备通过同一条链路接入融合分站，数据经各系统的程序处理后发送至各自监控主机。链路级融合能够减少电缆、无线接口设备数量。数据级融合可以实现跨系统共享参数。当某一系统安装该参数传感器后，其他系统可以通过地面融合软件获得该参数。多系统融合可以避免系统的重复构建并降低运维成本。

3.4有效挖掘监测数据

井下分站与地面中心站之间传输的信息改为提前压缩好的数据，以达到提高传输速率的目的。监控系统要重视采集数据变化量的比对工作，这样可以预防瓦斯、火灾等矿山灾害。未来的煤矿安全监测监控系统不再由某一个公司构建，而是由相互独立的多个公司兼容式开发。云计算将会成为未来数据存储架构的主流模式，为综合分析地质参数提供基础。

3.5提升系统自识别、自诊断能力

推广人工神经网络在安全监测监控系统中的应用。所有监控设备遵照激励函数设计的逻辑策略运行，凸显其智能特性，系统中所有设备均具备“类型自识别”“状态自查询”“故障自诊断”等功能。系统厂家应模拟各种工况条件下的传感器、分站、电源箱故障类型，通过试验数据，分析总结故障类型及解决方案。明确传感器供电不足、敏感元件故障、分站外围器件故障、电源箱电池欠压、锂电池温度异常等设备故障类型及自恢复方案，进一步提升系统自诊断能力。

结束语

高性能的安全监控系统能够监测生产环节，预防瓦斯、火灾等煤矿重大灾害事故，以达到自动化生产、精细化管理、科学化决策的效果。只有找准煤矿安全监测监控系统发展方向，才能保障煤矿企业安全生产。

参考文献

[1]李亚兵.煤矿安全监测监控系统的发展现状及发展趋势分析[J].科技资讯.2014(21)

[2]辛礼彬.煤矿安全监测监控系统在应用中存在的问题及解决措施分析[J].内蒙古煤炭经济.2015(01)