煤矿安全监控系统升级改造关键技术

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【摘要】煤矿行业本身就是一项具有高风险、高危险性的行业，安全一直都是煤矿行业在生产过程中的必要前提条件。在煤矿行业生产过程中，不仅要保证煤矿生产整个过程的安全，而且还要为工作人员的人身安全提供保障。因此，煤矿安全监控系统的合理利用，具有实质性意义。本文针对现阶段存在于煤矿安全监控系统中的问题进行分析，并且结合实际情况，提出有针对性的升级改造关键技术，提高煤矿安全监控系统的整体应用质量。

【关键词】煤矿安全；监控系统；升级改造；关键技术

在当前我国社会经济不断快速发展的背景下，我国对煤矿安全生产的整体要求越来越高，同时在实践中也采取了有针对性的监督措施，实现对煤矿安全生产的实时有效监督和控制。现阶段，在我国现有的煤矿生产单位，都已经安装了安全监控系统，这些系统的安装和使用，不仅能够尽可能减少一些特大安全事故的发生，而且还能够起到良好的预防作用。这些安全监控系统在实际应用过程中，其不仅能够保证整个煤矿生产的安全，而且还能够为煤矿开采人员的人身安全提供有效保障。但是由于我国煤矿安全系统相关技术本身处于比较落后的状态，所以无论是稳定性或者是技术在使用过程中的可靠性都需要进行不断完善和优化。

1煤矿安全监控系统在实际应用过程中的问题

煤矿安全监控系统在实际应用过程中，虽然能够给现代煤矿行业带来一定的安全保障，但是该系统在运作时，仍然会受到很多因素条件的影响，导致其整体应用效果并不是很理想。同时，该系统在实际应用时，仍然有很多需要改进的地方，这些问题的存在，不仅会导致煤矿安全监控系统的作用和价值无法得到充分发挥，而且还有可能导致安全事故的发生。现阶段存在于煤矿安全监控系统中的问题，主要体现在以下两个方面：

1.1传感器性能、供电缺乏稳定性

在针对煤矿进行开采的时候，由于矿井本身的环境就比较恶劣，地下水渗透现象比较严重，导致其整体湿度比较大。除此之外，由于在针对煤矿进行开采的时候，粉尘比较大，所以一些矿井当中，甚至会存在一些腐蚀性气体，对开采人员的人身安全很容易造成严重的威胁。这种现象的出现，如果没有及时采取有针对性的措施进行处理，那么不仅会导致安全监控系统传感器电路、感应元件等各个零部件相互之间出现严重的氧化现象，而且还很容易出现接触不良等现象。这样就会直接导致该系统无法实现正常稳定的工作状态，这种恶劣的环境对安全监控系统会造成的危害主要体现在以下几个方面[1]：①传感器性能会受到影响，呈现出严重不稳定的状态。传感器在实际应用过程中，其一旦进入到地下水当中，或者是由于受到一些剧烈震动的影响，其输出的信号容易缺乏真实性和有效性。与此同时，由于矿井当中的地方比较小，不仅会存在具有复杂性的强电场，而且磁场干扰现象也会比较严重，这样就会导致部分传感器在使用时，很容易出现错误报告信息的现象。严重的情况下，甚至是直接无法实现正常工作。特别是现阶段我国的整体传感技术一直处于停滞不前的状态，矿井本身具有一定的复杂性和危险性，在针对这种特殊类型的情况，传感器无法实现正常有效的工作。比如在甲烷和一氧化碳等环境下，传感器只能通过热催化或者是电化学等技术进行使用，但是这样就会导致传感器的整体工作稳定性比较差。②传感器的供电缺乏稳定性。在煤矿实际开采过程中，由于工作条件比较恶劣，对整个工作会产生不同程度的限制影响。所以安全供电距离一般都会比传感器的常规供电距离要远很多，在这种状态下，如果安全供电距离已经超出了基本的限定值范围，那么线路上的压降和干扰就会越来越大[2]。这样就会很容易导致传感器无法实现正常的启动和运作，同时严重的情况下，还会导致传感器出现严重的频繁复位现象。

1.2安全监控系统技术水平不足

现阶段，煤矿安全系统内部数据的传输、以及设备物理接口协议等容易被忽视。各种系统相互之间的运作，无法实现通信协议的兼容，各个厂家在生产安全监控系统的时候，数据传输设备本身的互换性非常差。这样不仅会导致安全监控系统在实际应用过程中，无法将其安全监控的作用充分发挥出来，而且还会导致该系统在使用时，很容易出现问题，增加维修次数和成本。

2煤矿安全监控系统升级改造关键技术分析

为了保证对整个开采过程进行实时有效的安全监督控制，同时为了保证开采人员自身的人身安全。在现有的安全监控系统基础上，对煤矿安全监控系统进行关键技术的改造升级。主要可通过以下几种关键技术，实现煤矿安全监控系统的升级，提高煤矿安全监控系统在实际应用过程中的质量和效果。

2.1新型数字传感技术

通过对现阶段存在于煤矿安全监控系统实际应用中的问题进行分析之后可以得出，传感器在实际应用过程中，其整体稳定性很容易受到影响。导致传感器性能不稳定的根本原因之一就是由于传感技术比较落后。针对这一现象，该单位在利用激光甲烷传感器的时候，选择通过可调谐半导体激光光谱技术与其进行有效的配合使用。由于半导体激光器本身的波长具有可调谐的特点，所以在实际应用时，其可以直接通过对输出电流的具体变化情况进行有效控制，同时还可一堆气体吸收峰附近的情况进行扫描分析，这样可以从中获取到待检测气体的特征吸收光谱，实现对气体科学合理的测量[3]。激光甲烷传感器在实际应用时，并不会受到气体任何气体的影响，所以即使是在一些粉尘比较大、环境比较潮湿的恶劣条件下，其整体测量效果也比较良好，同时还能够保证测量数据具有真实性和有效性。传感器信号在传输过程中，可以直接通过RS485、CAN总线对其进行有效的数字传输，除了可以实现对其实时有效的数值检测之外，还可以将传感器的诊断或者是调校数据一并传输。传感器在具体使用过程中，可以适当将其整体防护等级进行有效提升，一直将其提升到IP65，同时将其防爆型式提高到ia，这样能够最大限度保证满足工作面对本质安全设备提出的一系列要求。

2.2多系统数据融合技术

多系统数据井下融合技术在实际应用过程中，其基本流程如图1所示。通过对图1中所呈现出的内容进行分析，分站在实际应用过程中，其主要是通过ARM处理器的使用来实现多系统数据融合，该处理器具有以太网接口，同时还有RS485、CAN接口，同时能够实现大容量的储存。在针对各种不同系统的传感器、执行器进行处理时，可以直接通过RS485、CAN总线实现与分站相互之间的有效连接，分站在具体操作过程中，可以根据其通信链路的有效操作，对各个系统设备的数据进行有效控制。同时，可以直接将这些数据发送到业务单元，各个业务单元可以结合实际情况，按照主机的基本要求，实现各项工作的科学合理配置和落实。与此同时，通过主机各项业务相互之间数据的有效配置使用，能够最大限度实现分站级数据的融合。比如在瓦斯已经超过限定数值的时候，可以通过报警的方式，对关联区域的相关人员起到良好的警示作用等。分站在实际应用时，还可以通过以太网、RS485等接口的使用，促使各个业务单元数据被真实有效的传输到对应的主机当中。

3结束语

煤矿安全监控系统虽然在现阶段的实际应用过程中，仍然存在很多问题，但是结合实际情况，采取有针对性的关键技术，促使安全监控系统得到升级和改造，是当前煤矿单位需要着重思考和落实的问题。新型数字传感技术和多系统数据融合技术，这些都是在原有安全监控系统的基础上，进行升级和改造的关键技术。这些技术的合理利用，对煤矿安全监控系统的安全稳定运行，具有实质性意义。

参考文献

[1]任吉凯，路培超，杨相玉.浅析“煤矿安全监控系统升级改造技术方案”[J].山东工业技术，2017（15）：47.

[2]国家煤矿安监局关于印发《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》的通知[J].煤质技术，2017（01）：71~72.

[3]本报记者.在用安全监控系统升级改造分步实施[N].中国煤炭报，2017-01-11（001）.

作者：龙芃君 单位：中煤科工集团重庆研究院有限公司