煤礦井下安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇煤礦井下安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。

近幾年來，隨著國家對煤炭行業(yè)安全問題的重視和企業(yè)自身現(xiàn)代化建設(shè)的要求，井下安全監(jiān)測控制系統(tǒng)在我國大部分礦井都得到了廣泛使用，形成了煤礦井上下順暢的信息交流通道和可靠的安全預(yù)警機(jī)制。這不僅可以依靠及時(shí)準(zhǔn)確的信息指揮生產(chǎn)，預(yù)防事故的發(fā)生，又能及時(shí)了解各種與安全生產(chǎn)及經(jīng)營相關(guān)的信息，形成一個(gè)安全、生產(chǎn)、調(diào)度和管理的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測環(huán)境參數(shù)、提供災(zāi)害預(yù)警數(shù)據(jù)、自動報(bào)警、斷電閉鎖等功能，實(shí)實(shí)在在地為煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)提供有力保障。

1煤礦井下安全事故的一些種類

1.1瓦斯事故

在煤礦生產(chǎn)過程中，最為嚴(yán)重的安全事故莫過于瓦斯爆炸。在瓦斯爆炸之后，還會導(dǎo)致次生的煤礦斷電、通風(fēng)阻礙、頂板塌方、煤層引燃等災(zāi)害。神東公司所屬各煤礦煤層存穩(wěn)定,自然條件優(yōu)越，除保德煤礦外，其余均為低瓦斯礦井，所以相當(dāng)一部分同志曾經(jīng)由此陷入了“在神東不通風(fēng)都能夠采煤”的誤區(qū)。我國經(jīng)常出現(xiàn)低瓦斯礦井比高瓦斯礦井瓦斯爆炸事故多的現(xiàn)象，可見，低瓦斯礦井不等于無瓦斯礦井，更不等于不發(fā)生瓦斯爆炸的礦井。神東礦區(qū)過去也發(fā)生過瓦斯爆炸。2002年年10月18日，金烽公司寸草塔煤礦，井下作業(yè)人員抽煙引起瓦斯燃燒，造成2人重傷事故；2003年8月17日，多經(jīng)公司霍洛灣煤礦，井下1名工人用大錘打擊處理錨桿托盤，產(chǎn)生火花引燃頂板附近層流積聚的瓦斯，造成燒傷；2003年12月4日，烏蘭木倫煤礦在處于無風(fēng)狀態(tài)的63108回風(fēng)順槽40#~41#聯(lián)巷處,局部瓦斯積聚，1名作業(yè)人員吸煙，引發(fā)了一起瓦斯爆炸事故。造成人員1死3傷；2005年8月10日，金烽公司寸草塔煤礦，井下北翼307備用工作面巷道系統(tǒng)處于微風(fēng)和無風(fēng)狀態(tài)，在其回風(fēng)巷炮掘水溝,沒有執(zhí)行“一炮三檢”制度，施工人員不裝炮泥放炮，引起局部積聚的瓦斯燃燒，造成2人死亡，3人輕傷；2011年7月12日,寸草塔二礦施工密閉時(shí)，未切斷巷道四周的金屬物，也沒有掏槽，密閉內(nèi)瓦斯積聚，在重新處理密閉過程中，氣割頂板鋼帶時(shí)引燃頂板局部積聚的瓦斯，火源沿鋼帶縫隙進(jìn)入密閉，引爆密閉內(nèi)的瓦斯，造成3人死亡，2人輕傷。

1.2頂板事故

在煤礦生產(chǎn)中非常容易出現(xiàn)的一種安全事故是頂板冒落事故，其會對礦井作業(yè)者生命安全構(gòu)成威脅。結(jié)合近年來國內(nèi)統(tǒng)計(jì)的煤礦頂板事故發(fā)現(xiàn)，其出現(xiàn)的幾率存在逐年提升的勢頭。而頂板事故重點(diǎn)涵蓋兩種，即工作面采空區(qū)垮塌以及巷道冒頂和片幫事故。結(jié)合礦壓壓力原理和巖層控制理論發(fā)現(xiàn)，通常都是回采時(shí)頂板附近的應(yīng)力以及頂板巖石的特點(diǎn)等要素決定了回采工作面的頂板冒落事故。神東煤田基本構(gòu)造形態(tài)為單斜構(gòu)造，地層走向N30°W，傾向S60°W，傾角1°~3°、局部可達(dá)5°~8°，呈寬緩波狀起伏，屬于地質(zhì)構(gòu)造簡單煤田。煤層賦存穩(wěn)定，屬近水平煤層，無大的褶曲，斷裂構(gòu)造不發(fā)育，只有小落差的斷層。因幾乎沒有構(gòu)造應(yīng)力而地壓也小，頂板相對比較穩(wěn)定。但神東公司各礦井開采強(qiáng)度大，掘進(jìn)速度快，巷道斷面大，頂板管理是安全管理工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容。神東礦區(qū)過去也發(fā)生過頂板事故。2005年10月10日，大柳塔煤礦12607東側(cè)旺采區(qū)右翼二區(qū)段5#支巷至12#支巷頂板突然大面積垮落，形成颶風(fēng)，多人被吹倒，導(dǎo)致1死1重傷；2006年3月11日，哈拉溝煤礦02203綜采工作面刮板運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾，最后一臺端頭支架與回風(fēng)順槽副幫之間，發(fā)生局部頂板鱗皮冒落，掉下一塊長600mm、寬600mm、厚200mm的煤研，將正在巡查工作的當(dāng)班跟班副隊(duì)長頭部砸傷致死；2013年9月16日，黃玉川煤礦216上02膠運(yùn)順槽掘進(jìn)工作面作業(yè)人員發(fā)現(xiàn)該面頂部掉渣嚴(yán)重，急忙往外邊跑，在撤離過程中被冒落的煤矸掩埋。造成3人死亡，1人輕傷。

1.3火災(zāi)事故

因?yàn)槊禾康奶攸c(diǎn)是易燃性強(qiáng)，在相應(yīng)的溫度條件與氧氣濃度中，煤塵非常容易引起自燃，如此一來，煤礦的火災(zāi)事故會出現(xiàn)。神東礦區(qū)開采的煤層均有一定的自燃傾向性，揮發(fā)份高(32%~37%)、燃點(diǎn)低(270℃左右)、易氧化、埋藏淺(30~230m)、漏風(fēng)嚴(yán)重、綜采工作面走向長(一般在2000~6000m)、準(zhǔn)備工作面時(shí)采用連采機(jī)雙巷掘進(jìn)形成的煤柱多、遺煤多，同時(shí)，為保證煤質(zhì)不割頂、底板而留的頂煤垮落破碎等都將給煤炭自燃防治工作造成困難。隨著生產(chǎn)任務(wù)加大，生產(chǎn)礦井主要工作面采空區(qū)的浮煤都不同程度地出現(xiàn)低溫氧化及自燃現(xiàn)象。隨著開采深度、強(qiáng)度和范圍相應(yīng)增加，采空區(qū)煤炭自燃的危險(xiǎn)性將更加突出。大柳塔煤礦、布爾臺煤礦、補(bǔ)連塔煤礦已經(jīng)多次出現(xiàn)煤炭自燃現(xiàn)象，幸虧處理及時(shí)，未釀成事故。但不同程度的出現(xiàn)影響生產(chǎn)、接續(xù)的情況。

2煤礦井下安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的組成部分

煤礦井下安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是結(jié)合控制技術(shù)、通信技術(shù)綜合礦井生產(chǎn)調(diào)度、通信系統(tǒng)、安全監(jiān)控等為一個(gè)整體的煤礦信息應(yīng)用與傳輸自動化系統(tǒng)。此系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)平臺是借鑒德國工業(yè)4.0，DCS集控系統(tǒng)中分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便的設(shè)計(jì)理念為指導(dǎo)思想，逐步進(jìn)行井下各系統(tǒng)的設(shè)備智能化改造，將各子系統(tǒng)接入PSI平臺，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、安全。此系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)地采集和監(jiān)測煤礦安全生產(chǎn)的數(shù)據(jù)，從而有利于預(yù)防和應(yīng)對應(yīng)急災(zāi)害事故，從而確保煤礦井下生產(chǎn)的安全性。煤礦井下安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的組成部分主要是綜合自動化監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、安全監(jiān)測監(jiān)控子系統(tǒng)、調(diào)度中心及其顯示系統(tǒng)、生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控子系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)。

2.1綜合自動化監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

項(xiàng)目引入德國PSI公司先進(jìn)的管理理念和軟件平臺。結(jié)合交換機(jī)將一致的環(huán)網(wǎng)構(gòu)建在礦井與地面，這種自動化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)能夠結(jié)合調(diào)度監(jiān)控中心及時(shí)地控制與監(jiān)測礦井關(guān)鍵機(jī)電裝置的工作現(xiàn)狀與生產(chǎn)情況，這種系統(tǒng)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)防火墻、網(wǎng)絡(luò)隔離等確保網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全性。

2.2調(diào)度中心及其顯示系統(tǒng)

作為煤礦管理工作者應(yīng)通過調(diào)度指揮與監(jiān)控礦井生產(chǎn)系統(tǒng)平臺的礦井生產(chǎn)調(diào)度中心，從分掌握礦井生產(chǎn)運(yùn)行的現(xiàn)狀。生產(chǎn)調(diào)度中心監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)涵蓋軟件系統(tǒng)以及硬件系統(tǒng)。結(jié)合調(diào)度室的監(jiān)控軟硬件裝置向監(jiān)控中心傳輸煤礦生產(chǎn)和安全監(jiān)控系統(tǒng)的一系列數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而搜集和分析數(shù)據(jù)，結(jié)合電視視頻系統(tǒng)的成像能夠向地面?zhèn)鬏數(shù)V井的實(shí)際現(xiàn)狀，從而有助于管理工作者的生產(chǎn)決策與指揮，確保對一系列的災(zāi)害事故進(jìn)行預(yù)防和處理，推動煤礦生產(chǎn)安全性的提高。

2.3人員定位系統(tǒng)

煤礦企業(yè)務(wù)必提高預(yù)防為主的事故防范意識，有效地體現(xiàn)固有科學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢，創(chuàng)建礦井人員定位系統(tǒng)。具體而言，將定位基站安裝在礦井的關(guān)鍵生產(chǎn)巷道，煤礦工人自身攜帶定位儀，在對基站進(jìn)行定位的情況下，能夠識別工人的身份信息，且在地面監(jiān)控中心直接反饋信息。結(jié)合調(diào)度室的監(jiān)控可以明確工人的生產(chǎn)勞動區(qū)域、工人的數(shù)目，在出現(xiàn)事故的情況下能夠迅速定位工人活動的區(qū)域，從而有利于救援信息的提供，實(shí)現(xiàn)救援效率的提升，也可通過群呼功能驅(qū)使人員撤離。礦井人員定位系統(tǒng)統(tǒng)一了我國先進(jìn)的傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、遠(yuǎn)距離識別技術(shù)，能夠發(fā)揮人員定位、救援、考勤等一系列的作用。礦井人員定位系統(tǒng)具備考勤的作用，基站可以對工人的身份信息進(jìn)行有效地識別，從而對工人所處的范圍進(jìn)行準(zhǔn)確地定位。如果出現(xiàn)事故，那么能夠結(jié)合這種系統(tǒng)明確礦井工人所處的區(qū)域和數(shù)目，以提供輔助救援的有效信息。為此，這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是容易管理、便于操作、穩(wěn)定、安全。礦井人員定位系統(tǒng)的智能化水平比較高，監(jiān)測基站可以對經(jīng)過基站的人員信息進(jìn)行自動地識別和記錄，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)傳輸及時(shí)地將信息傳輸至地面監(jiān)控中心，監(jiān)控中心能夠分類匯總和整理信息。每位入井人員必須佩帶定位系統(tǒng)識別卡，識別卡的信息涵蓋工人的年齡、姓名、職務(wù)、部門等信息。將定位人員的基站安裝在礦井巷道中，在該基站有工人經(jīng)過的情況下，基站系統(tǒng)能夠迅速地進(jìn)行識別，這樣，礦井調(diào)度室中能夠收到工人的信息，結(jié)合調(diào)度室顯示屏幕能夠清楚工人通過的區(qū)域以及時(shí)間段。

2.4安全監(jiān)測子系統(tǒng)

一是安全監(jiān)控系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)煤礦安全管理能力的提升，確保煤礦生產(chǎn)的高效化與安全性，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)及時(shí)地監(jiān)控礦井避難硐室、機(jī)電裝置工作現(xiàn)狀、環(huán)境參數(shù)、供電系統(tǒng)等，從而有助于管理工作者可以實(shí)時(shí)地把握煤礦的安全現(xiàn)狀與生產(chǎn)情況，確保預(yù)測預(yù)報(bào)災(zāi)害事故，最終有效地避免事故的出現(xiàn)。國內(nèi)的煤礦企業(yè)會應(yīng)用分站監(jiān)控系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的特點(diǎn)成本小、技術(shù)先進(jìn)。二是礦壓監(jiān)測系統(tǒng)。在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)監(jiān)測礦壓，礦井的安全生產(chǎn)受到圍巖變形、工作面頂板、巷道的影響作用，重點(diǎn)監(jiān)測的方面涵蓋工作面液壓支架運(yùn)行阻力、圍巖應(yīng)力、頂板離層等。并且，應(yīng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測的動態(tài)化，盡量地降低片幫、冒頂?shù)仍斐傻牡V壓災(zāi)害事故。煤礦礦壓監(jiān)測系統(tǒng)重點(diǎn)組成部分是分析數(shù)據(jù)軟件、接收主機(jī)、通訊分站、壓力分機(jī)、上位機(jī)、通訊主站、離層傳感器等。分站信息結(jié)合電纜向主站傳輸，再通過礦井主站向地面監(jiān)控中心傳輸，兩個(gè)小時(shí)的延時(shí)供電電源配置在一系列的通信分站和主站，從而避免出現(xiàn)斷電的現(xiàn)象。三是束管監(jiān)測系統(tǒng)。很多的易爆易燃性氣體充斥在礦井空氣中，為此，應(yīng)結(jié)合礦井束管色譜檢測系統(tǒng)全天候不間斷地監(jiān)測礦井的關(guān)鍵控制范圍，從而在監(jiān)測改變的氣體溫度、含量的現(xiàn)狀，最終有效地預(yù)防煤礦瓦斯和火災(zāi)事故。

3煤礦井下安全監(jiān)測控制系統(tǒng)的應(yīng)用以及維護(hù)

3.1明確安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用意義

對于煤礦生產(chǎn)而言，有的人不正確地認(rèn)為安全生產(chǎn)應(yīng)用監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)沒有太大的益處，還會起到不利影響作用，像是制約生產(chǎn)、中斷生產(chǎn)、報(bào)警斷電等情況的出現(xiàn)。因此，有的單位忽視了安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，不支持和不配合開展的安監(jiān)工作，有的單位還有意拖延或者是阻礙安全設(shè)備的安裝。在完成儀器安裝工作之后，也難以有效地應(yīng)用以及維護(hù)，這不利于系統(tǒng)穩(wěn)定和安全地運(yùn)行。為此，煤礦企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)首先應(yīng)清楚煤礦生產(chǎn)中安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用意義，安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)能夠在確保煤礦企業(yè)長時(shí)間、不間斷穩(wěn)定運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)非常大的社會效益以及經(jīng)濟(jì)效益。因此，在安裝系統(tǒng)的初期，領(lǐng)導(dǎo)需要積極主動地教育和宣傳，讓所有的單位明確安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的功能，讓廣大的員工保持思想上的高度關(guān)注，從而有利于安裝監(jiān)控系統(tǒng)之后順利地開展其它的有關(guān)事宜。

3.2清楚組織的領(lǐng)導(dǎo)

煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)牽涉到比較廣的方面，能夠密切聯(lián)系煤礦的所有部門。為此，對于安全監(jiān)控機(jī)構(gòu)的創(chuàng)建，所有的部門需要取得領(lǐng)導(dǎo)的支持，讓具備安全監(jiān)測專業(yè)化技術(shù)的監(jiān)測人員、工程師進(jìn)行安裝。并且，針對管理安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)而言，能夠堅(jiān)持責(zé)任清晰、劃分范圍、分班組的原則進(jìn)行。

3.3注重培訓(xùn)技術(shù)工作者與管理人員

在煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，人的因素至關(guān)重要。倘若技術(shù)工作者與管理人員不熟悉有關(guān)的技術(shù)、不懂得煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的管理，那么就難以體現(xiàn)系統(tǒng)的強(qiáng)大功能，進(jìn)而使系統(tǒng)變得形式化。對于安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備而言，需要建設(shè)詳盡的檔案，涵蓋檢修的時(shí)間、調(diào)試的記錄、設(shè)備的數(shù)據(jù)信息等，確保即時(shí)性、準(zhǔn)確性、詳細(xì)化。并且，安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)牽涉到比較廣的學(xué)科，調(diào)入部門的工作者需要接受專業(yè)化的培訓(xùn)，在工作過程中也應(yīng)不斷學(xué)習(xí)和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。并且，部門的領(lǐng)導(dǎo)人員也應(yīng)多安排相應(yīng)的培訓(xùn)，從而充實(shí)隊(duì)伍力量和提高隊(duì)伍素質(zhì)，從而跟迅速發(fā)展的現(xiàn)代化煤礦安全監(jiān)控監(jiān)測技術(shù)的需要相符合。

3.4搞好平時(shí)的維護(hù)以及檢驗(yàn)新設(shè)備

建立系統(tǒng)之后的維護(hù)非常關(guān)鍵。礦井的工作條件比較差，設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間長且分散，再者受到人為因素的制約，煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)也需要維護(hù)。只有實(shí)時(shí)地發(fā)現(xiàn)和處理隱患，才可以確保系統(tǒng)的順利工作，有效地體現(xiàn)系統(tǒng)的功能。煤礦能夠創(chuàng)建自身的維護(hù)團(tuán)隊(duì)，讓專門的人員進(jìn)行管理和負(fù)責(zé)，如此一來，能夠穩(wěn)定、及時(shí)地處理故障及問題。基于不斷進(jìn)步的安全檢測技術(shù)和煤礦開采技術(shù)的發(fā)展，會面臨一些新的問題，這就要求實(shí)時(shí)地更新與維護(hù)系統(tǒng)設(shè)備及其技術(shù)。在設(shè)備購置之前應(yīng)當(dāng)主動地進(jìn)行調(diào)研工作，明確設(shè)備的缺陷與長處，清楚是不是契合固有的系統(tǒng)。并且，應(yīng)綜合地檢驗(yàn)新購置的系統(tǒng)設(shè)備，針對存在的問題及時(shí)地跟產(chǎn)商交流。除此之外，為了確保系統(tǒng)工作的長期性，需要對易耗易損的設(shè)備部件做好儲備。

3.5有效地處理監(jiān)測信息

為了取得設(shè)備狀態(tài)以及場地環(huán)境的數(shù)據(jù)信息，安裝一系列的傳感器應(yīng)根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。應(yīng)及時(shí)地測試與調(diào)校一系列的傳感器。在報(bào)表中實(shí)時(shí)地錄入采集的數(shù)據(jù)，存在不正常情況下需要迅速地向礦調(diào)度報(bào)告，且認(rèn)真地進(jìn)行記錄。中心站應(yīng)提供每一天的日報(bào)表，讓監(jiān)控部門研究與審閱。針對監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)信息，不但能夠讓礦區(qū)把握礦井的現(xiàn)狀，方便指揮，還能夠結(jié)合這一系列的資料信息和開采情況對地下水、瓦斯、自燃發(fā)火等的改變特點(diǎn)進(jìn)行分析，從而實(shí)施有效的開采方案。

3.6健全應(yīng)急預(yù)案

安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是工具、監(jiān)控“一通三防”是手段，最終目標(biāo)是為了降低事故發(fā)生率。在系統(tǒng)報(bào)警的情況下，煤礦首先應(yīng)實(shí)施有效的應(yīng)急措施，且確保按部就班地開展，最大程度地減小損失。礦井單位需要總結(jié)以往的事故經(jīng)驗(yàn)，制定關(guān)于生產(chǎn)安全性的手冊，將避難知識普及給每位員工，不定期的開展各類應(yīng)急演練讓員工針對警報(bào)的時(shí)候可以很好地應(yīng)對一系列的突發(fā)情況。并且，基于不斷建設(shè)的礦井影響下，也需要實(shí)時(shí)地完善有關(guān)的避險(xiǎn)巷道和避難硐室。基于建設(shè)礦井時(shí)間的延長，系統(tǒng)搜集的一系列數(shù)據(jù)信息會持續(xù)完善與更新，監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)庫的作用，能夠結(jié)合這一系列的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入地挖掘，從而為礦井更加好地服務(wù)。

4結(jié)論

綜上所述，將礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用到煤礦井下開采之中，可以對頂板壓力、瓦斯?jié)舛取⒀鯕鉂舛鹊戎笜?biāo)進(jìn)行有效的監(jiān)測和記錄，從而實(shí)現(xiàn)對煤礦監(jiān)控集中化、系統(tǒng)化管理，提高煤礦資源的開采效率，提高煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益、安全效益。

作者:吳青剛 單位:神東煤炭集團(tuán)公司安監(jiān)局