郭雷

摘要：随着国家对煤炭行业安全问题的重视和企业自身现代化建设的要求，井下安全监测控制系统在我国大部分矿井都得到了广泛使用，形成了煤矿井上下顺畅的信息交流通道和可靠的安全预警机制。这不仅可以依靠及时准确的信息指挥生产，预防事故的发生，又能及时了解各种与安全生产及经营相关的信息，形成一个安全、生产、调度和管理的网络系统。因此文章就煤矿井下安全监测监控系统的应用进行略述。

关键词：煤矿井下安全;监测监控系统;应用

煤矿安全一直是我国煤矿产业关注的重点，许多大中型煤矿企业采用煤矿安全监测监控系统，该系统能够收集灾难数据，对即将或者已经发生的灾难进行预告和监测，对环境情况及时检测，有效提高了煤矿生产的安全性。在实际的应用过程中，监测监控系统通过实时监测环境参数、提供灾害预警数据、自动报警、断电闭锁等功能，实实在在地为煤矿企业的安全生产提供有力保障。

一、煤矿井下安全事故的一些种类

（一）瓦斯事故

在煤矿生产过程中，最为严重的安全事故莫过于瓦斯爆炸。在瓦斯爆炸之后，还会导致次生的煤矿断电、通风阻碍、顶板塌方、煤层引燃等灾害。我国经常出现低瓦斯矿井比高瓦斯矿井瓦斯爆炸事故多的现象，可见，低瓦斯矿井不等于无瓦斯矿井，更不等于不发生瓦斯爆炸的矿井。例如2011年7月12日，寸草塔二矿施工密闭时，未切断巷道四周的金属物，也没有掏槽，密闭内瓦斯积聚，在重新处理密闭过程中，气割顶板钢带时引燃顶板局部积聚的瓦斯，火源沿钢带缝隙进入密闭，引爆密闭内的瓦斯，造成 3 人死亡，2 人轻伤。

（二）顶板事故

在煤矿生产中非常容易出现的一种安全事故是顶板冒落事故，其会对矿井作业者生命安全构成威胁。结合近年来国内统计的煤矿顶板事故发现，其出现的几率存在逐年提升的勢头。而顶板事故重点涵盖两种，即工作面采空区垮塌以及巷道冒顶和片帮事故。结合矿压压力原理和岩层控制理论发现，通常都是回采时顶板附近的应力以及顶板岩石的特点等要素决定了回采工作面的顶板冒落事故。

（三）火灾事故

因为煤炭的特点是易燃性强，在相应的温度条件与氧气浓度中，煤尘非常容易引起自燃，如此一来，煤矿的火灾事故会出现。某矿区开采的煤层均有一定的自燃倾向性，挥发份高（32%～37%）、燃点低（270℃左右）、易氧化、埋藏浅（30～230m）、漏风严重、综采工作面走向长（一般在2000-6000m）、准备工作面时采用连采机双巷掘进形成的煤柱多、遗煤多，同时，为保证煤质不割顶、底板而留的顶煤垮落破碎等都将给煤炭自燃防治工作造成困难。随着生产任务加大，生产矿井主要工作面采空区的浮煤都不同程度地出现低温氧化及自燃现象。随着开采深度、强度和范围相应增加，采空区煤炭自燃的危险性将更加突出。

二、煤矿井下安全监测监控系统的总体设计思路

（一）系统功能

基于北斗的煤矿安全监测系统将前端监测点采集的数据通过北斗卫星传输至中心监控，中心监控完成数据存储、分析、集中监控，并根据监控显示、数据处理情况做出相应的信息预警、处置决策，从而实现对煤矿区域地质信息的实时监测与科学管理。具体功能如下：（1）监测点数据实时采集。通过布设孔隙水位计、

分层沉降计传感器等专业传感器实现对监测点地质数据的自动化采集。（2）远程监测点参数配置及维护。中心监控可以根据监测点实际需要，实现对监测数据的采集周期及数据发送周期的调整配置，同时可对传感器进行开关机、复位、数据清空等远程维护工作。（3）监测数据实时传输。前端监测点通过北斗用户终端将监测数据实时传送到监测中心。（4）监测信息综合管理。中心监控对前端监测点设备工作状态进行集中监控，对数据进行存储备份和统计分析，并能根据分析结果及时发布预警信息，从而实现对矿区安全信息的综合管理。

（二）系统结构

基于北斗的煤矿安全监测系统结构如图1所示，系统设计为两层体系结构，底层是前端监测点，上层是中心监控。前端监测点采用专业传感器采集现场数据，并以有线或无线方式将数据汇聚到数据采集和通信设备。数据采集和通信设备将数据按照固定的格式发送到北斗用户机，通过北斗导航系统传送至中心监控。

前端监测点及中心监控配备北斗用户机，利用北斗导航系统独特的短报文通信功能完成前端监测点与中心监控之间的数据传输。前端监测点还配备有GPRS无线通信模块，同时具备数据传输功能。通过中心监控对前端监测点的管理控制，实现信息监测、异常告警、信息发布等功能。

三、煤矿井下安全监测控制系统的应用以及维护

（一）清楚组织的领导

煤矿安全监测监控系统牵涉到比较广的方面，能够密切联系煤矿的所有部门。为此，对于安全监控机构的创建，所有的部门需要取得领导的支持，让具备安全监测专业化技术的监测人员、工程师进行安装。并且，针对管理安全监测监控系统而言，能够坚持责任清晰、划分范围、班组的原则进行。

（二）注重培训技术工作者与管理人员

在煤矿安全监测监控系统当中，人的因素至关重要。倘若技术工作者与管理人员不熟悉有关的技术、不懂得煤矿安全监测监控系统的管理，那么就难以体现系统的强大功能，进而使系统变得形式化。对于安全监测监控系统的设备而言，需要建设详尽的档案，涵盖检修的时间、调试的记录、设备的数据信息等，确保即时性、准确性、详细化。并且，安全监测监控系统牵涉到比较广的学科，调入部门的工作者需要接受专业化的培训，在工作过程中也应不断学习和总结经验。并且，部门的领导人员也应多安排相应的培训，从而充实队伍力量和提高队伍素质，从而跟迅速发展的现代化煤矿安全监控监测技术的需要相符合。

（三）搞好平时的维护以及检验新设备

建立系统之后的维护非常关键。矿井的工作条件比较差，设备的运行时间长且分散，再者受到人为因素的制约，煤矿安全监测监控系统也需要维护。只有实时地发现和处理隐患，才可以确保系统的顺利工作，有效地体现系统的功能。煤矿能够创建自身的维护团队，让专门的人员进行管理和负责，如此一来，能够稳定、及时地处理故障及问题。

（四）有效地处理监测信息

为了取得设备状态以及场地环境的数据信息，安装一系列的传感器应根据《煤矿安全规程》的标准进行。应及时地测试与调校一系列的传感器。在报表中实时地录入采集的数据，存在不正常情况下需要迅速地向矿调度报告，且认真地进行记录。中心站应提供每一天的日报表，让监控部门研究与审阅。针对监测监控系统的实时性数据信息，不但能够让矿区把握矿井的现状，方便指挥，还能够结合这一系列的资料信息和开采情况对地下水、瓦斯、自燃发火等的改变特点进行分析，从而实施有效的开采方案。

（五）健全应急预案

安全监测监控系统是工具、监控“一通三防”是手段，最终目标是为了降低事故发生率。在系统报警的情况下，煤矿首先应实施有效的应急措施，且确保按部就班地开展，最大程度地减小损失。

总之，煤矿企业实现良性健康的发展，对中国现今社会工业的发展有重要意义。在煤矿资源开采过程中，要在注重技术提高的同时加强煤矿工人的安全保障及矿井环境的监测水平。如今，煤矿工程中采用了煤矿安全监测监控系统。将矿井安全监测监控系统应用到煤矿井下开采之中，可以对顶板压力、瓦斯浓度、氧气浓度等指标进行有效的监测和记录，从而实现对煤矿监控集中化、系统化管理，提高煤矿资源的开采效率，提高煤炭企业的经济效益和社会效益、安全效益。

参考文献：

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（作者单位：国家能源集团内蒙古大雁公司生产部）