沈磊

摘 要：传感器性能较差、供电的不稳定以及抗干扰能力较弱是当前煤矿安全监控系统存在的主要问题。按照煤矿生产的相关规定，需要对当前大部分安全监控系统进行提升改造。基于此，本文将对煤矿安全监控系统升级改造的关键技术进行阐述。

关键词：煤矿；安全监控系统；升级改造；关键技术

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.064

煤矿安全监控系统在一定程度上反映出矿井企业生产的安全水平。随着国家对安全生产的不断重视，煤矿安全生产标准不断提升，也因此存在一定数量的系统与标准不符的情况，需要对其进行提升改造，确保煤矿生产工作具备应有的保障。本文中详细分析煤矿安全监控系统升级改造的关键所在。

1 煤矿安全监控系统使用问题分析

由于煤矿矿井内作业环境较差，粉尘较多煤矿井下作业环境比较差，产生的粉尘多，所以在作业过程中需要较高的防护级别。同时矿井内还有大量的硫化氢、二氧化硫等有毒有害气体，以上因素对传感器的干扰影响较大；矿井的空间环境比较小，强电场与电磁干扰对传感器影响严重，导致传感器输出信号非常微弱，因此在整个信号的传输过程抗干扰能力较差；矿井内进行环境参数检测，只是进行的离散点监测，因此显示出來的数据只是重点区域的情况，在日常位置以及作业位置没有体现，导致全区域的覆盖难以实现；矿井内安装的大多数传感器只能监测到一种气体参数或者设备的运行参数，导致对数据采集过于单一，同时对于传感器的运行状态难以诊断，智能化水平较低，不仅影响了监测效率，也增加了设备故障出现的可能。

2 煤矿安全监控系统的关键技术

（1）新型数字传感技术。传感技术是影响传感性能的主要原因，使用激光甲烷传感器可以实现电流控制波长，完成气体测量。激光甲烷传感器本身抗干扰能力较强，不会受到其他气体的影响，在粉尘较大、环境恶劣的条件下也能发挥作用。

（2）多系统数据融合技术。采用多数据融合技术可以实现不同板块之间、不同模型之间的数据融合，从而改善系统的响应与联动情况，确保实现对周边环境的安全评估。

（3）分布式、事件本地、异地控制技术。分布式、时间本地、异地控制技术可以在矿井内对不同环境下的参数进行及时反映，从而提高系统的反馈速度。以上措施可以使响应时间摆脱原有巡检周期的限制，从而快速实现异地控制目的。

（4）电磁兼容技术。电磁兼容技术本身就是一种抗干扰能力，在干扰抑制过程中主要是要切断干扰源，具体方式有电气隔离、屏蔽、接地、滤波、端口防护技术。另外，还应该考虑电源短时间内的自供电技术，通过电池电容等设备采取防爆措施，有效提升设备的抗干扰能力。

3 煤矿安全监控系统升级改造要点

（1）提高系统的性能。通过控制系统参数，确保系统性能提升，具体将系统巡检周期控制在20秒以内，异地断电时间控制在40秒以内，备用电源可以持续供电4小时，确保本质安全距离在6千米以上。在监控系统上进行分级报警、逻辑推广报警，实现有线传输和无线传输的有机融合，提高对数据异常情况的分析能力，从而改善系统的应急联动功能以及分析数据、对接数据的功能。通过这些改变，促进整个监控系统能力的提升，确保煤矿安全生产。

（2）提高系统监控稳定性。通过对系统进行抗电磁干扰试验，通过模拟传感器进行数字信号传输，提升系统的防护等级，并对存储数据进行加密处理。系统的主干网应该采用工业以太网，模拟传感器与分站之间的有线传输方式，要有总线和支线两种方式进行融合，确保信号的传输效率。

（3）提高应急联动有效性。在瓦斯超限、断电等需立即撤人的紧急情况下，可自动与应急广播、通信、人员定位等系统的应急联动。通过系统软件实现了重庆院安全监控、人员定位及广播系统的联动，在甲烷超限时，可启动广播系统，同时告知在危险区域的人员。

如，当安全监控系统出现任何危险报警关联控制的同时，利用现有人员定位系统进行查询井下危险区域人员撤离情况，在事故出现后也能通过手持性读卡器进行人员搜救、广播系统进行语音疏导进行安全撤离、无线通信系统进行现场联系井下情况并通过视频监控系统进行观测和查看地区实时危险源的变化。

（4）传输数字化。在分站至中心站数字化传输的基础上，将传感器（模拟量）至分站升级为数字传输，实现安全监控系统的数字化，促进智能传感器发展。

KJ90N系统配套所有模拟量传感器均具有智能数字化传输功能，采用RS485/CAN总线可选的方式。智能模拟量传感器具有类型、状态、故障自识别功能，调校状态识别提醒功能，对未按照规定时间调校的传感器进行识别并报警。

开关量按照附表进行选择性更换，尽量保持不变，如果客户需要更换为全数字化，我院也有对应的数字化产品。断电仪也是同客户沟通，如果客户需要数字化产品，我院也有对应产品，在资金不允许的情况下，暂时不升级。

（5）支持多网、多系统融合。实现井下有线和无线传输网络的有机融合、监测监控与GIS技术的有机融合。

多系统的融合可以采用地面方式，也可以采用井下方式。鼓励新安装的安全监控系统采用井下融合方式。在地面统一平台上必须融合的系统：环境监测、人员定位、应急广播，如有供电监控系统，也应融入。其它可考虑融合的系统：视频监测、无线通信、设备监测、车辆监测等。重庆研究院自产系统可通过地面安全监控系统站实现瓦斯监控、人员定位、应急广播系统数据的融合，可对数据进行集中展示，对多系统数据进行融合分析，并可实现应急救援联动。对其它厂家的系统开放接口协议，配合完成融合功能。

4 结语

综上所述，针对煤矿安全监控系统中存在的问题，应及时进行提升改造。改造后的安全监控系统不仅仅是为了安全实现监测监控，而是煤矿安全生产管理系统的愿景。因此具体实施过程中，应该充分考虑成本和先进技术的应用，保证煤矿开采的安全性。

参考文献：

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