煤矿瓦斯监控系统的研究现状与发展趋势

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  摘要:煤矿开采的工作在接连推进的同时,企业越来越认识到煤矿开采安全问题是不容忽视的,解决这个问题的一个重要切入点是预防并且解决煤矿瓦斯故障。借助于应用煤矿瓦斯监控系统,即可以保护煤矿开采工作的安全,又可以为煤矿巷道生产工作提供安全、稳定的开采环境。关于煤矿瓦斯监控系统的应用分析,重要的是从目前系统的应用情况和技术现状着手,探索更加完善的煤矿瓦斯监控系统。
  关键词:煤矿瓦斯;监控系统;发展趋势
  前言
  当前,在中国有很多的煤矿工作事故发生,其中瓦斯安全问题诱发的事故占比达到了70%。为了将煤矿工作人员的人身安全保证,将国民损失不断减少,必须重视瓦斯灾害的防治工作。这些年来,在各个煤矿当中,都对煤矿瓦斯自动抽采监控开展应用。这一系统,不仅可以对瓦斯情况监控,还可以为生产生活提供便利。
  1瓦斯监控系统构成分析
  瓦斯监测系统的功能包括实时监测井下有毒气体,动态监测井下各种机电设施的工作状况。气体监测系统的组成也很复杂,包括微机设备、主辅设备、终端设备、调制解调器设备、功能变电站设备、气体传感器设备、压力传感器设备、红外定位传感器设备、风速传感器设备、摄像机设备等。它可以动态监控矿井下各采煤工作面、进回风巷、总回风巷和溜煤线的风量、有毒气体,包括各种工况。KJ95N型气体监测系统需要在地面主站布置两台监测主机,以达到双机冗余热备份的效果。如果其中一个因出现问题而无法正常运行,另一个可以独立启动工作,以防止信息丢失和失控。该系统功能强大,可以进行自诊断。当整个系统中的任何一个变电站、传感器、中心站或传输设备出现问题时,它可以立即判断问题的类型和方向,并以语音或文本的形式给出警告。此外,问题的时间点将被注册以供后续搜索或打印。矿井机电设施出现问题后,还可以直接提示问题的类型和方向,以及导致问题的因素。系统还具有实时存储的能力。关键监控模拟量的实时检测和存储登记必须持续24h,其余应保存1年。系统的工作性能还包括曲线、报表、自诊断、动态图形和定时打印等。根据各种预警内容,当传感器超限时,会有声光报警,同时车站终端和上位机都会有预警。主机的屏幕上有一个突出的报警栏,可以标记传感器的值、方向和预警时间点。同时,燃气信息预警设备可以将燃气超限的信息数据以最快的速度传递给相关人员,为相关人员的调度和指挥工作提供了方便。
  2矿瓦斯自动抽采监控系统探究
  2.1监控系统的组成
  在进行煤矿开采过程中,煤矿瓦斯抽采系统主要是应用层、控制层及现场设备层三个主要部分构成,而控制层的核心内容主要包括了PLC和显示控制柜,其中PLC控制柜引用了电机综合保护器通讯和Modbus来接收系统内的电压和功率因数,并了解和掌握电流、有功功率、和无功功率等信息。實际上,PLC之内的I/O口还能够实现对中间继电器的有效驱动,既可以实现对中间继电器的有效保护,而且还可以保证电动泵、水泵、抽采泵及排风机等设备的安全、高效运行。通常情况下,应用层内部的监控计算机引入了双机热备,并借助DLP大屏将监控系统监测参数以及网络摄像头的监视图像显示出来,并且还可以对网络打印机应用,将抽采参数还有抽采流量累计等一些年、月、日表打印出来。在对各类传感器的参数收集的时候,主要就是对显示控制柜应用,之后对工业以太网应用,对RS485总线应用,并通过与PLC之间进行通讯,以实现数据共享的效果。上述些传感器的工作原理是借助相关手段将物理量向电信号进行转化,这样显示控制柜以及PLC在采集的时候,PLC可以对数据开展处理,并且对设备进行调节和控制。实际上,不同传感器的合理应用可以提高井下管道参数向监控分站传递的效率,之后通过应用工业以太网就能够顺利的进入到工业环网系统中,确保井上瓦斯抽采监控系统和井下抽采检测系统可以顺利完成通讯工作。
  2.2监控系统的监测功能
  在煤矿工作中,在线监测环境参数、工艺参数及电气参数就是监测的主要作用,而且还会实时在PLC控制柜显示屏以及显示控制柜上显示收集到的数据。其中环境参数检测一般是对抽采泵房内的环境温度、环境瓦斯等参数进行检测,从而使瓦斯泄露事故发生率大大降低。实际上,电气参数监测能够更好的了解和掌握循环水泵运行状态,而且还可以监测抽采泵的运行状态、排风机的开停状态及冷却塔的运行状态。对抽采泵的无功功率和功率因数以及有功功率和电压、电流还有频率开展监测。工艺参数监测涉及到的内容主要包括管道内一氧化碳的温度、浓度和流量以及压力,对水池的温度还有水位开展监测,并且还可以监测汽水分离气液位的高度、瓦斯抽采泵的供水状态。
  3分析煤矿瓦斯监控系统的发展趋势
  通过分析国内气体监测系统应用的发展趋势,可以得出主要体现在以下几个方面:①系统的真实屏幕逐渐向大尺寸彩色屏幕转变。监控变电站在运行过程中可以遵循多种接口协议,系统的真实屏幕一步步地向大尺寸、彩色屏幕转变。监控变电站在运行过程中可以遵循多种接口协议,并且连接工业以太网。②智能化、自动化传感器的研究与开发。通过充分利用智能技术,促进研制出具有自我诊断、自我调零和自我标定功能的传感器。与此同时,统一传感器传输的信号,使数据传输的可靠性得到进一步的提高,从而实现传感器交换的目的。③随着煤矿监控系统的不断发展,它将逐步覆盖开采、开采、运输等各个方面,实现更多参数的综合监控,为促进我国煤炭行业的自动化、智能化发展提供帮助。④连续气体监测系统的研究和开发,未来的应用程序监控系统可以确保其基本操作功能的有效发挥,并建立一个完美和统一的煤矿瓦斯监控系统,从而真正实现煤矿井下瓦斯综合监测对井下生产活动的监测。
  结束语
  目前,我国煤矿开采监测检测系统需要不断改进,但是无论如何进行煤矿安全监控系统的改造,都要考虑到监控系统的实用性、可操作性以及改进应用的成本,从而为煤矿企业的生产提供保障。
  参考文献
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