瓦斯监测监控系统在煤矿安全生产中应用

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  摘 要:随着现代科学技术的飞速发展,计算机技术、传感器技术等研发和攻关方面取得了突出成绩,极大地推动了中国社会经济蓬勃发展。现代监测监控技术作为一种不可或缺的技术体系,在各行业,尤其是化工、煤炭等国民经济发展基础性行业中被高度重视。而我国起步比较晚,无论是技术的成熟度,还是推广应用范围,都还有极大的上升空间。
  关键词:瓦斯;监测监控;安全生产
  由于我国地域辽阔,地形复杂多样,煤炭多数埋藏较深,因为煤矿的开采条件非常复杂,导致开采过程中自然灾害频发,极大的限制了煤矿生产单位的发展。其中,瓦斯灾害是矿井下出现最多,危害最大的一种灾害。因此,为了进一步确保煤炭的安全开采,对煤矿井下复杂环境的实时监测,结合了计算机网络技术,建立了完整的瓦斯监测监控系统。该系统不仅能够有助于管理人员进行管理和决策,也能够使工作人员对煤矿井下有直接的了解,能够及时、准确地掌握井下的相关情况,预防瓦斯事故的发生。当矿井下出现瓦斯突出、瓦斯超限或者瓦斯积聚的隐患时,能够及时通过短信报告相关负责人,从而保证能够尽快地对该隐患进行治理。
  一、概述
  从广义上讲,煤矿安全生产过程对于现代监测监控技术的应用主要是借助于计算机技术、信息管理技术、传感器技术开展对于矿井内部相关气体(比如CO2、CO、CH4 等)、环境参数(温度、压力、湿度、风速)和其他动力参数(比如局部通风机开停状态、风门状态、主要通风机开停状态)的动态监控和远程控制过程。作为一种综合自动化系统,其监测监控功能的展开依赖于各组成部分,比如数据库系统、MCU、CAN 总线隔离器、协议转换器和若干功能传感器等。整个过程大致如下:由CAN 总线作为介质将信号传递至传感器,途径协议转换器传至CAN 总线隔离器筛分、处理,后借助TCP/IP 协议由CAN 总线接口传输至数据库系统。在此过程中,鉴于煤矿安全生产与矿井瓦斯气体浓度密切相关,所以,对CH4 风电闭锁控制、超限声光报警等方面的应用较为关键。瓦斯监测监控系统的构建乃至正常运行离不开矿井采煤、掘进工作面实时位置而开展的活化处理,这一过程是以平面图为基本参照的,通过收集反馈数据实时了解矿下工作进度,从而掌握诸如瓦斯浓度、分布等方面的详细信息,以便开展分析与评价、预测乃至预警等工作。无论采用何种监测监控技术,过程运行的核心都是提供全方位、多层次管理,以保证煤矿生产的时效性和严密性。
  二、瓦斯监测监控系统硬件和网络配置
  1、硬件配置。瓦斯监测监控系统的应用离不开计算机网络信息技术,因此,在硬件配置上,可以根据煤矿的实际情况安装服务器。包括进行实时提供监控数据的Web 服务器,对检测数据上传的Ftp 服务器,以及为前端提供服务的数据库服务器,由独立的主机和共享磁盘按照一定的方式组成。硬件的配置对瓦斯监测监控系统的监测监控以及对数据的及时处理有着重要的作用。
  2、网络配置。网络配置由不同的安全域组成,每个安全域之间的级别分类上也不相同,所具备的权限也存在着差别。安全域之间通过防火墙实现安全的隔离,而安全域的保护是通过严密包裹率的方式以及通过相应的访问控制技术进行。相应的加密技术也保证了数据传输的安全性。
  三、瓦斯监测监控系统在煤矿安全生产功能
  1、监控数据的收集。在进行数据监控过程中,普遍使用普通的浏览器进行操作和数字矿图的编辑。这种操作方式更加方便简洁,也减少了管理人员的系统维护工作量。可以通过CAD 格式数字矿图实现对数字矿图的创建以及编辑工作,同时还包括图层、信息的查询、汇总、分析等。在不同安全隐患的地区通过不同的方式追踪定位检测。在海量监控数据情况先进行搜索,实现数据监控的实时应用效果。对于通风瓦斯信息的管理,通过动态编辑的方式进行数据的录用和编辑、统计及分析,确定超限瓦斯所经过的范围,以此划分隐患的范围。在检测的区域范围内进行超限、断电、撤人的监管。当出现安全隐患时,能够及时发现,并做好超限、断电、撤人的监管工作。网络可视化地质测量信息的管理、机电设备信息的管理、供电信息的管理、采掘信息的管理等工作,都是基于可视的基础上进行的信息管理,并创建出相应的图层进行编辑,最终显示查询的结果,实现相应的数据统计。
  2、瓦斯检测数据模块。网络信息技术的应用在瓦斯检测数据分析方面有重要的作用。这一过程可以实现对井下的总回风以及采区的回风等进行检测,并结合短信报警的方式实现信息的传递。相应的技术人员及时地根据预警信息做出相应的判断,发现问题,采取措施解决问题,实现通风系统的稳定性。同时可以利用瓦斯监控系统,判断瓦斯的异常情况,并在日常的生产中,控制瓦斯的浓度范围,实现对作业地点瓦斯含量的掌握。当出现破坏或其他原因造成停电停风时,瓦斯检测能够根据异常区域的瓦斯状况,进而及时排除故障。
  3、瓦斯报警信息的发布。短信信息以及无线交互控制系统可以实现瓦斯报警的发布,这个过程中,系统提供了相应的微机浏览器和实时移动监控,在普通的浏览器上进行操作即可,真正地实现移动办公的效果。而自动接收监控中心可以接到相关的报警信息,对于及时地进行报警、分析、决策发挥了重要的作用。
  4、管理信息的查詢。煤矿开采过程中相关的法律法规和AQ 标准在管理信息查询模块出现,可以对煤矿瓦斯的治理提供一定的依据和法律规范,煤矿的开采有章可循,对保证煤矿的安全有一定的指导作用。同时,相应的规章制度不是一成不变的,要立足于煤矿发展的实际情况,不断地作出相应的变化,通过完善和修改,使相关的法律法规能够准确地应用到煤矿管理中,这对于煤矿的安全生产尤为重要。
  四、监测监控技术未来发展趋势
  1、自动化数据处理。随着计算机技术、网络技术、传感器技术的发展,中国煤矿安全生产监测监控逐步向自动化方向迈进。基于无线传感器完成对矿井下气体信号、环境信号的采集、处理,编码形成数据,通过有线或无线方式将其输送至应用服务器端口,经归类、整理分别放置于对应的数据库列表中,供客户端查询、分析和利用。
  2、安全生产过程动态监控。对于动态监控过程的需求是基于煤矿生产过程所具备的复杂、动态变化属性而产生的。为了获得实时、有价值的生产信息,对于生产过程中每一环节信息的采集、科学统计、分析与处理便显得尤为重要。可以说,数据仅为基础,通过数据切实了解其背后所反映的生产问题,发现其他相关因素间的关联才是重点,这是科学制订控制方案的关键。因此,基于收集的数据全面建立数据库,为后续分析过程提供第一手资料,是监测监控技术开展的基础。通过合理筛选,去除数据源中无利用价值的数据,按照一定顺序排列,是推动现代化、科学化监测监控的核心环节。
  瓦斯监测监控系统可以对煤矿的内部情况进行实时的监控,并能及时、准确地把监测的结果传送到相关部门,对推动煤矿的安全生产发挥着重要的作用。同时,通过瓦斯监测监控系统可以及时发现煤矿内部的不安全因素,方便及时地做出决策,排查出安全隐患,提高生产的安全性。
  参考文献
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