芮千龙

摘要：该文就瓦斯监测监控技术在瓦斯防治工作中如何了解瓦斯实时变化情况，对其浓度进行监测和控制进行了分析，具有一定借鉴意义。

关键词：瓦斯 监测监控技术 防治 发展与应用

0 引言

在七十年代以前，矿井瓦斯气体监测只能依靠人工监测来进行，而瓦斯监测设备也十分落后，利用的设备是日本二十年代研制的光干涉原理瓦斯检测仪，工人必须手持瓦斯监测仪到现场进行人工操作监测瓦斯。这种仪器易受环境温度、压力、视觉等因素影响而造成测量误差，又不能连续检查瓦斯，在瓦斯监测过程中容易出现漏洞，无法正常监测井下施工现场的瓦斯浓度，确保人们的生命产才安全。这时的监测技术就是一人加一检测仪器而已。

1 自动监测断电时期

随着电子技术的发展，我国于七十年代初期自行研制出了单体式瓦斯报警断电仪，采用热敏载体催化原理，它的测量原理是把环境中的瓦斯气体物理量转换为一定的电量信号，来测量出环境中的瓦斯值的大小。当瓦斯值超过规定时，发出声光报警信号，并自动切断被控电气设备的电源，实现了瓦斯自动连续监测与控制。改变了多年来单纯依靠人工利用光干涉瓦斯检测仪检查瓦斯，往往发生因人为出现的测量误差。这时的监测技术可以说是形成了一个小小的监测系统，由迎头的瓦斯监测仪器和断电仪器两个部分组成，呈现监测范围小，通讯距离短的特点。另外这种仪器还是单体式的，准确性和稳定性都不高。随着科技的进步，八十年代出现了集成电路和数字电路，这一技术被广泛应用于仪器监测设备中和矿井瓦斯监测中，另外运用了电压频率转换技术和载波调制技术，把现场瓦斯电信号转换成适于传输的高频电信号，再经过信号调制，后由传输线路送至地面，地面的接收装置对其进行信号解调，这样人们就可以在远距离的地面观察井下现场瓦斯变化情况。由于使用了集成电路和数字电路等技术，设备的监测性能更加稳定，准确性相应的得以提高。这时的监测技术已经初步形成监测监控系统，系统由瓦斯检测仪器、断电仪器、传输线路和地面接受装置以及地面信号显示装置。但是不够规范，只是一种系统的雏形。

2 监测监控系统

由于煤矿安全技术的落后，导致事故的频发，血和泪的教训逼迫着煤矿人要求改变煤矿安全的落后面貌，引进新设备和新技术，做好瓦斯防治工作，避免类似灾难事故的再次发生。八十年代，我国先后从英国和美国引进了两套煤矿安全监控系统，在借鉴国外先进技术的基础上研制出了符合我国煤矿开采特征的煤矿生产安全监控系统，它是由地面监控机房、井下分站和各种传感器组成，地面监控机房内有数据接受装置和监控主机。主机上安装一套与井下分站等设备相匹配的监控系统软件，井下有分站和各种传感器，其中有瓦斯传感器、CO传感器、温度传感器以及断电器等，附有示意图例。这时监控技术已经形成为一套比较完整的系统，基本上已经满足了矿井安全生产的瓦斯监控技术要求，实现了远距离瓦斯监测监控，地面可以实时监控的一种技术。

3 网络安全综合监控系统

近年来，随着计算机网络技术的普及与应用，煤矿安全监控系统也日趋完善，实现了与互联网的连接，人们可以通过网络终端方便的查看井下安全监控数据，至此，煤矿安全监控技术形成了一套科学、规范的专业系统。地面实现主机与备机的实时安全切换而数据不中断，并专门设置一台网络终端供各级领导查看和将监控数据实时上传给上级部门。井下实现了多分站全区域的安全监控。下面附有网络监控系统示意图。地面部分也就是所谓的地面监控中心站，这里所显示的是设备的主要部分，另外还有打印机、避雷器、大屏显示等其他附加设备这里不作多述，地面中心站的主要功能就是全面监控管理整个系统的运行情况，分析处理、集中显示、统计存储井下分站采集送上来的各种监测数据以及实现对整个系统的实时控制、监控画面及各类报表的编辑、制作；任意时段监测数据的查询、打印；监控信息的远程传输和网络通讯等，真正实现监测数据、图像信息、文件的异地实时共享。两台监控主机，其中一台为备用，主机里安装有配套的监控软件，这里以重庆煤科院研制的KJ90型煤矿安全综合监控系统软件为例进行讲解。数据传输接口：主要用于监控主机与井下监控分站之间的信号转换、数据通讯及电气本安隔离，负责转换井下分站采集传输的各种监测信号，发送监控主机的各种控制命令。监控主机：因为机内安有系统软件，所以负责对整个系统实施初始化，定义和修改井下分站、传感器、控制器的类型、安装位置、控制通道等重要参数；对模拟量传感器的报警上下限、断电器的断电、复电值等参数进行多级别设定。给井下分站设置不同的信号采样、巡检周期，以主、从队列两种扫描方式实现对个别分站的重点监控；用户可在主机上根据实际需要进行相关操作等。监控主机将监测到的井下实时数据通过外网交换机以及内网交换机分别传给不同地方。

井下监测分站:井下监测分站是煤矿安全监控系统的核心设备，具有智能化程度高、功能强、结构简洁灵活等特点。主要是给各类传感器集中供电，实时采集和预分析处理各类传感器的实测结果，通过数据传输接口与地面监控主机进行实时数据通讯，向地面传送井下各类监控信息，执行地面下发的各种控制命令。具有现实控制、超限声光报警、断电控制等多种功能。下附有分站工作结构示意图：

井下安全生产所涉及到需要安装的模拟量传感器一般有瓦斯、CO、风速、负压、温度、风量、管道流量、水位、等近二十余种。开关量有设备开停、风门、烟雾、馈电等十余种。

4 结语

监控系统最主要的功能就是环境参数监测和适时自动执行断电，以甲烷传感器为例，环境监测就是监测现场瓦斯浓度情况，瓦斯浓度一旦达到或者超过传感器的报警设定值，甲烷传感器就会发出声光报警，以提醒现场作业人员及时撤离采取措施进行处理。当瓦斯浓度达到或者超过传感器的断电值时，瓦斯传感器就会向分站发送信号，分站就会立即给断电器下发一断电信号，此刻断电器执行此命令断去被控开关的电源.瓦斯爆炸的三个条件：瓦斯浓度、引火温度和氧气浓度，而监控系统就是针对其中的瓦斯浓度和引火温度研发的，电容易产生电火花，断电就是杜绝在瓦斯浓度高的情况下有电火花的产生。