李 音

（铜川市煤炭安全监控中心，陕西 铜川 727031）

0 引言

煤矿安全监控系统是煤矿实现日常安全生产的重要保证基础［1］。伴随着煤炭产业飞速的发展，对煤矿安全监控系统的可靠性、功能性、有效性要求越来越高。因此，根据当前煤矿安全监控系统在日常安全生产实际应用中存在的相关问题，现提出针对性的建议。

1 煤矿安全监测监控系统

1.1 功能简介

煤矿安全监控系统的主要功能是煤矿企业对井下安全生产环境中所存在的有害气体（瓦斯、一氧化碳）的浓度和生产中影响安全的因素（风速、烟雾、粉尘、温度）通过相关传感器进行动态实时监控；同时对煤矿井下的采煤掘进、运输、提升、通风等多种环节下各类型机电设备以及相关工作状态进行实时监控，并进行相关设备运行状态控制［2-4］。通常主要以专业工控主机进行分析和处理获取的实时数据并发出预警、断电闭锁的一种监控预警系统［5］。煤矿安全监控系统能有效为煤矿企业安全管理人员和政府相关管理部门提供实时准确的当前井下安全生产中的即时参数与电气生产设备动态运行信息，并为指导安全生产工作提供准确可靠的现场情况，有效保障预先采取防范措施，确保落实安全生产。另外通过对被测传感器的预警报警参数设定及分析，系统能实现实时准确的自动报警并实现设备断电闭锁，有效防治和减少安全生产事故的发生或进一步扩大［5-7］；同时一旦发生安全生产事故，安全监控系统也能够及时提供最佳救灾和避灾路线，能为抢救伤者及疏散井下生产人员、设备器材提供准确的决策信息。

1.2 运行状况

铜川市煤矿安全监控系统初建于2006年6月，后于2013年进行了进一步的升级改造，将煤矿安全监控、人员定位、视频监控、产量监控等功能得到进一步完善。目前，在全市14处地方矿井中，13处矿井实现了三级联网，即煤矿、区煤炭局监控中心、市能源局监控中心联网。实现了煤矿井下瓦斯、一氧化碳、风速、温度等数据的实时传输，地面通风机、局扇、运输皮带等电器设备开机停机的运行状态监控；实时视频监控和人员定位系统联网，确保及时有效地处理煤矿井下有毒有害气体浓度数值、井下人员数量及动态定位、设备运转动态等情况。

2 当前煤矿安全监测监控系统的功能

2.1 主要参数的实时动态监控

煤矿企业只要进行井下煤层的采掘开采，必然会有一定量的瓦斯、一氧化碳等有害气体产生。传统的井下瓦检员监测测量也只能做到即时的间断性的监测，无法提供预警。煤矿安全监控系统则能时刻有效地监控监测到井下各生产区域内的相关有害气体浓度，当煤矿井下的瓦斯或一氧化碳浓度高于安全监控系统设定的预警值时，监控系统会立刻自动进行声光报警，同一时刻，煤矿监控中心值守人员将对报警情况进行分析并及时反馈至安全技术专员，使安全隐患能够得到及时处理［8-9］。特别是在煤矿井下采煤工作面的上隅角，日常采煤工作极易导致瓦斯和一氧化碳等有害气体的积聚，也常因无法实时监控而导致危害安全的事故。传统的人工监测测量，除了容易产生危险而且测量的气体数值有误差，无法有效保证检测的实时性和准确性。煤矿安全监控系统通过安装在采煤工作面上隅角的瓦斯传感器和一氧化碳传感器能够随时实时有效监测到该区域的瓦斯和一氧化碳浓度，并在瓦斯或一氧化碳气体浓度大于或等于系统要求设定的预警浓度时，安全监控系统将自动进行声光报警。促使煤矿安全管理人员根据系统报警情况及时有效地采取相应安全措施，保障煤矿生产安全。目前铜川市监控系统远程连接传感器共600多个，如果其中某矿的瓦斯传感器数据超过报警值，根据报警分级响应原则，监控系统值班员将于第一时间致电相关煤矿调度中心，责令立即撤出井下工作人员，查明报警原因，同时汇报市局领导，请示相关指示，从而保障煤矿的安全生产。

2.2 井下设备的闭锁功能

当煤矿井下采煤工作面瓦斯聚集浓度突然超过报警值或井下局部风机因故障停止工作并导致井下采煤掘进巷道停风时，安全监控系统会瞬时切断当前煤矿生产区域内的全部设备电源，同时进行电气设备的安全闭锁和瞬时进行监控平台报警。从而降低甚至避免了因井下违章作业、设备失爆、电器设备故障以及电器设备高温运行所导致的瓦斯爆炸［10-11］；有效地降低和减少了因采掘电器设备的运行所产生的异常火花而导致的事故；并且通过及时预警井下工作人员，迅速采取安全措施有效规避和预防事故的发生。例如，2019年4月24日14点16分，印台区下辖的乔子梁煤矿5905工作面因出现瓦斯超限报警，安全监控系统立刻实现电气设备闭锁功能，自动切断相关区域电源，有效地避免了事故风险。

2.3 监控传感器数据的实时存储

煤矿安全监控系统除了对煤矿井下安全数据进行实时精确的监控外，还对井下全部传感器的历史数据进行存储备份并上传至区、县和市级监控中心服务器中。而且对各类型的煤矿安全数据保存时间至少为2年以上。安全监控系统不仅进行数据存储和备份外，更主要的还是通过对井下各传感器的数据进行量化分析和数据统计，从而得出井下各监测点位的实时动态数据及其变化规律。并且通过对安全监控系统中的模拟量、数字量、开关量的分析，掌握安全监控系统中各机电设备、电气设备的开停和运行情况。尤其是可以随时掌握井下风机和风门等类型的设备运行情况，这些数据都为煤矿企业各级安全管理人员和政府主管的业务部门提供了可靠有效地动态信息，同时也为保障煤矿企业的安全生产提供了及时精确的来自生产一线的数据资料和相关安全信息，有效提升安全关口前移，预先采取各类措施保障安全生产。例如，2019年1～6月，铜川市能源局监控中心共处理报警33次，瓦斯报警13次，一氧化碳报警20次。（其中存在误报警7次，下达撤人指令11次。）通过定期对各煤矿企业有害气体曲线分析，甄别报警真实性，掌握局部气体变化规律，将异常情况及时与职能科室沟通，尽最大努力对生产安全事故预测预警。

2.4 多网、多系统融合

安全监控系统可实现井下有线和无线传输网络有机融合、监测监控与GIS技术有机融合。在地面统一平台上融合环境监测、人员定位、应急广播等系统。实现信息共享和数据挖掘。一旦出现煤矿井下瓦斯浓度超限、生产设备断电等必须立即撤出井下人员的紧急情况，井下人员定位、井下安全应急广播、煤矿井下通信等安全系统立刻会进行应急联动协同作业，有效地确保井下工作人员按预定的避灾路线撤出井下。

3 存在的问题和建议

3.1 存在的问题

硬件设备老化严重：该监控系统于2013年升级完成后距今已有6年多，目前整体系统已经落后于省内其他地市。虽然设备软件系统通过更新升级依旧可以流畅运行，但是硬件设备老化严重，故障率逐步上升。一旦出现软硬件故障，就无法可靠有效地进行实时动态监测。

监控系统架构设计不足：随着当前对煤矿安全生产的要求越来越高，之前的系统设计架构无法满足后期新规程新要求的需要。功能性无法得到进一步拓展提升。且当前监控系统存在一定的技术局限性，例如：传感器因操作不当引起的误报警和数据传输的故障引发的系统故障时有发生。

系统功能性落后：通过进一步的升级改善，可以有效改善传感器稳定性和精度，提升功能模块作用，提高数据传输速度，更好发挥其千里眼的作用，切实为煤矿安全生产保驾护航。

3.2 改善措施与建议

重视安全监控系统：安全监控系统是确保煤矿安全生产的重要手段，作为煤矿安全第一责任人的煤矿管理人员，应提高思想认识，采取实际行动。抓安全生产的关键就是要落实和强化煤矿安全监控系统的软硬件设备建设、日常系统的可靠运行以及相关监控系统设备校准、维护及备件备机的建设更新，确保系统运行正常、数据准确、连锁可靠、上传数据及时。

加大资金投入：完成煤矿现有安全监控系统的升级改造工作，同时对市局的安全监控联网系统进行升级改造，减少断网几率，确保信息及时传输。同时对监控系统中的设备耗材及备件保障力度也需进一步强化落实。严格按照煤矿安全规程，对设备进行点检和维护，有效保障系统正常运行及日常维护。

加强人员培训：安全监控系统监控人员素质与技术水平，决定着系统健康运行的程度。只有高素质的人才队伍，才是安全监控系统的可靠保证。这就要求加强人才培训，不断学习，提高安全监控系统维护能力与监控人员的自身技术水平、传感器校准能力和按章工作能力。

4 结语

在煤矿的日常安全生产中，安全监控系统可在一定程度上预防煤矿事故的发生，并在煤矿安全事故发生后起到可靠的现场损害风险评估控制和保障减灾救灾的作用，有效提高煤矿安全生产效率。随着相关领域内的科学技术的飞速发展和不断进步，煤矿生产中的安全监控系统的应用性和功能性也在日渐提升，安全监控系统在煤矿生产中的应用范围也必然得到进一步的推广和扩大。