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時間:2023-11-03 10:19:16
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關鍵詞:煤礦 安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng) 對策
0 引言
我國煤炭資源豐富,但開采條件復雜,自然災害嚴重,47%的礦井屬于高瓦斯或瓦斯突出礦井。在當前煤炭市場需求旺盛的推動下,部分煤礦存在突擊生產(chǎn)或盲目超產(chǎn)現(xiàn)象,造成近幾年礦井安全事故發(fā)生率居高不下。為保障煤礦的安全生產(chǎn),除進一步加強煤礦安全管理意識外,關鍵是建立煤礦井下安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng),形成煤礦井上、井下可靠的安全預警機制和管理決策信息通道。所以當前現(xiàn)代化礦井的生產(chǎn)不僅要解決煤礦生產(chǎn)過程中存在的安全問題、生產(chǎn)自動化的問題、又要了解各種與生產(chǎn)經(jīng)營相關的信息。建立安全生產(chǎn)、調度和管理網(wǎng)絡系統(tǒng),對井上、井下安全生產(chǎn)全面了解,靠及時準確的信息指揮生產(chǎn)和防止各種事故的發(fā)生,已成為煤礦設計工作必須解決的問題。
1 煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的內涵和作用
礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是傳感器技術、信息傳輸技術、計算機應用技術、電氣防爆技術和控制技術等多種技術在礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控領域應用的產(chǎn)物,對保障煤礦安全生產(chǎn),提高生產(chǎn)效率和機電設備的利用率都具有十分重要的作用。礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)一般由三部分組成:①中心站(包括應用軟件、計算機及外圍設備);②信息傳輸裝置(包括傳輸接口、分站、傳輸線、接線盒等);③傳感器和執(zhí)行裝置。具體來講,煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是指對煤礦的瓦斯、風速、一氧化碳、煙霧、溫度等環(huán)境參數(shù)和礦井生產(chǎn)、運輸、提升、排水等環(huán)節(jié)的機電設備工作狀態(tài)進行監(jiān)測和控制,用計算機分析處理并取得數(shù)據(jù)的一種系統(tǒng)。安全監(jiān)控系統(tǒng)可以為各級生產(chǎn)指揮者和業(yè)務部門提供環(huán)境安全參數(shù)動態(tài)信息,為指揮生產(chǎn)提供及時的現(xiàn)場資料和信息,便于提前采取防范措施。另外通過對被測參數(shù)的比較和分析,系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動報警、斷電和閉鎖,便于制止事故的發(fā)生或擴大;在發(fā)生事故的情況下,能及時指示最佳救災和避災路線,為搶救和疏散人員、器材,提供決策信息。
2 安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)目前存在的問題
2.1 傳感器質量和性能差
與安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)配接的甲烷傳感器和co傳感器已成為礦井瓦斯綜合治理和監(jiān)測煤炭自燃發(fā)火災害預測的關鍵技術裝備,并越來越受到使用單位和研究人員的普遍重視。但在現(xiàn)場使用中,雖然系統(tǒng)主機、分站以及軟件已經(jīng)不斷進行升級,但國產(chǎn)安全檢測用的傳感器幾乎全部采用載體催化元件,長期以來我國載體催化元件一直存在使用壽命短、工作穩(wěn)定性差和調校期頻繁、靈敏度漂移以及制作工藝水平低等缺點,嚴重制約著礦井有害氣體的正常檢測。另外《煤礦安全規(guī)程》中對甲烷傳感器的調校有嚴格的規(guī)定,調校工作需要專用器具和標準氣樣,對調校人員的技術水平有一定的要求。很多煤礦往往由于缺乏專業(yè)技術人員等原因而不能按時對系統(tǒng)進行維護和調校,甚至從不調校,嚴重制約了礦井有害氣體的正常檢測。
2.2 通信協(xié)議不規(guī)范,可集成性差
因為沒有一個符合礦井電氣防爆等特殊要求的總線標準,所以現(xiàn)有生產(chǎn)廠家的監(jiān)控系統(tǒng)的通信協(xié)議幾乎都采用各自專用的,互不兼容。不同廠家產(chǎn)品之間缺乏互操作性、互換性,因此可集成性差,不易于系統(tǒng)功能擴展。在使用中,個別系統(tǒng)雖經(jīng)多次升級改造,仍不能實現(xiàn)系統(tǒng)資源的有效共享,形成了一個個獨立的“信息孤島”,嚴重阻礙了礦井安全生產(chǎn)管理水平的進一步提高。
2.3 診斷功能有待加強,系統(tǒng)的可維護性低
現(xiàn)場設備在線故障診斷、報警、記錄功能不強,現(xiàn)場設備的遠程參數(shù)設定困難,影響系統(tǒng)的可維護性。作為管理維護監(jiān)控系統(tǒng)的輔助手段,部分系統(tǒng)只能對系統(tǒng)的通訊狀況診斷,不能詳細地判斷故障的性質和故障點。但實際工作中要求能迅速判斷出分站、傳感器或電纜故障之間,或短路報警與真實超限之間的區(qū)別,為維護人員提供故障的類型和方位,以便于迅速處理故障地點。
2.4 現(xiàn)場管理和維護水平欠缺
盡管我國各省市煤炭管理部門都強制性要求各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng),而且近幾年再次加大了對礦井安全生產(chǎn)的管理力度,但一些地方國有煤礦,特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)小煤礦,多數(shù)由于缺乏專業(yè)技術人員而不能正常使用和維護已裝備的系統(tǒng),甚至對系統(tǒng)配接的傳感器根本不進行調校。另外,在大多國有煤礦還存在著監(jiān)測監(jiān)控方面的管理制度不夠健全、對已經(jīng)存在的監(jiān)測監(jiān)控管理制度執(zhí)行不嚴、對監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)督管理不到位等問題,嚴重地制約著安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行。
3 提高安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)良好運行的措施
3.1 研究和開發(fā)出高品質的傳感器
國產(chǎn)安全檢測用甲烷傳感器幾乎全部采用載體催化元件,嚴重制約著礦井瓦斯的正常檢測,與國外同類傳感器比較差距較大。所以國家科研院所應加大科研投入力度,進一步提高傳感器應用的可靠性。
3.2 規(guī)范監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一通信協(xié)議
通信協(xié)議不規(guī)范將造成設備重復購置、系統(tǒng)補套受制于人和不能隨意進行軟硬件升級改造等后果。為了改變標準不統(tǒng)一的局面,國家出臺了很多規(guī)范性規(guī)程和標準對監(jiān)控系統(tǒng)及信息傳輸協(xié)議等進行規(guī)范,如《礦井安全監(jiān)控新標準、新規(guī)程匯編及礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)設計與選型手冊》等。建議各監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一通信協(xié)議,統(tǒng)一采用sql數(shù)據(jù)庫,采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式,這樣可以很方便對系統(tǒng)進行維修、補套、升級,也可以很方便的建立礦、公司(礦務局)兩級數(shù)據(jù)存儲中心,并與上級監(jiān)管系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)系統(tǒng)資源共享。
3.3 加強技術培訓,完善管理制度
監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)維護要求非常嚴格,所以在日常監(jiān)測管理工作中采取多種形式提高維修人員的維修技術和操作水平,每月應組織理論和實踐的學習,對新調入的安全監(jiān)測員,重點加強對其基礎知識的學習和培養(yǎng),合理利用售后服務和兄弟礦井相互指導的便利條件,確保礦井監(jiān)測系統(tǒng)維護的順利進行。另外要建立細致嚴謹?shù)墓芾碇贫龋皶r完善有關監(jiān)測監(jiān)控管理的規(guī)定和制度,有效提高相互監(jiān)督、相互預警的能力。
3.4 發(fā)展專家診斷、專家決策系統(tǒng)軟件
科研院所應開發(fā)專家診斷、專家決策系統(tǒng)軟件。專家診斷應具有對故障的智能分析、判斷功能,改變系統(tǒng)自檢功能單一、簡單的情況。在發(fā)生事故的情況下,能正確指示最佳救災和避災路線,為搶救和疏散人員、器材提供決策。
4 結束語
隨著現(xiàn)代通訊技術和計算機技術的發(fā)展,高性能的煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在我國有著廣闊的前景。安全監(jiān)測系統(tǒng)是生產(chǎn)、安全及管理方面的一個實時監(jiān)控系統(tǒng),通過本系統(tǒng)可以使管理層快速、及時、準確地獲取生產(chǎn)相關數(shù)據(jù),提高決策的科學性,從而避免或減少因決策失誤而造成的安全事故和財產(chǎn)損失。
參考文獻:
[1]趙延明,高軍.煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展[j].煤礦機電.2007年第3期.
近些年來,隨著我國煤礦行業(yè)的發(fā)展,煤炭事故發(fā)生的次數(shù)越來越多。煤炭事故的頻頻發(fā)生,不僅對人們的生命安全造成極大的威脅,也不利于國家的財產(chǎn)安全。所以煤炭安全監(jiān)控系統(tǒng)就顯得愈發(fā)重要。文章就我國煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)技術管理的應用進行了簡要的分析與總結,并結合實際監(jiān)測提出合理化的解決措施,以便更好地推動煤礦行業(yè)的發(fā)展。
關鍵詞:
煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng);技術管理;應用
1概述
近些年來,我國煤炭行業(yè)迅速發(fā)展,躍居成為世界上重要的煤炭出口國,也是世界上使用煤炭較多的國家。由于現(xiàn)階段我國使用煤炭的數(shù)量在一次能源中占有較大的比例,對于煤炭的需求較大,煤礦行業(yè)發(fā)展處于一種穩(wěn)步增長的態(tài)勢。我國由于自然條件的限制,煤礦的開采條件十分復雜,非常容易出現(xiàn)事故。煤炭行業(yè)的危險性很大,除了容易受地震所引起的塌方等自然因素的影響,很容易因為在操作環(huán)節(jié)的一個小小的過程從而帶走無數(shù)人的性命,所以說煤礦行業(yè)是一種高危職業(yè)。為了避免煤礦事故的發(fā)生,我們應該通過一系列的手段保障煤礦的安全生產(chǎn)。國家制定了一系列的方針政策規(guī)定了煤礦無論大小,都必須安裝煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)。因為煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通過運用高科技技術,實現(xiàn)了對煤礦全方位、多層次的管理,能夠更加方便、快捷、直觀的獲取所需的信息,及時對發(fā)生的情況進行預警,為煤礦安全生產(chǎn)提供堅實的后盾。
2煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)裝備情況
煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)由地面中心站、光纜傳輸交換機、井下監(jiān)控分站、遠程斷電器、近程斷電控制器、模擬量傳感器、開關量等組成。地面中心站是整個系統(tǒng)的核心部分。整個系統(tǒng)的工作原理為井下監(jiān)控分站根據(jù)設定好的方式接收信號,并對接收到的信號進行整合分析,處理不準確的信息,并將處理后的信息傳送給地面中心站,通過地面中心站的機器顯示;而傳感器的作用是將獲取到的信息轉化為電信號,電信號有一個限制因素是:它不能單獨顯示、也不能傳輸,必須依托顯示設備才能顯示出來并轉換為可以傳輸?shù)男盘枴6O(jiān)控系統(tǒng)可以通過對電信號進行分析,如果出現(xiàn)突況時,電信號會進行預報,并分析出現(xiàn)問題的原因。
3煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的意義
在以前沒有煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的時候,一旦井下發(fā)生突況,由于無法及時獲取信息,往往會造成救援人員到達事故發(fā)生地點較晚,使得事故損害更大。而煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的應用,由于運用了科學的手段,對井下情況進行實時的監(jiān)察,一旦有問題出現(xiàn)及時將信息反饋到地面監(jiān)控系統(tǒng)。而且煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)可以對于井下瓦斯的濃度值進行監(jiān)控。如果井下瓦斯的濃度值超過標準值,系統(tǒng)會自動報警并切斷電源,減少事故的發(fā)生。而一旦瓦斯的濃度值回歸正常水平,系統(tǒng)就會解除警報然后提供用電,從而恢復生產(chǎn)。而這個優(yōu)點是通過人工檢查所無法做到的。井下作業(yè)會面臨一大問題,就是通風。如果不能及時通風,井下工作人員十分有可能會煤氣中毒,所以通風問題是十分有必要解決的。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)可以記錄瓦斯涌出的變化情況,工作人員通過對存儲的數(shù)據(jù)進行分析掌握瓦斯的變化規(guī)律,從而制定相應的應對通風問題的計劃。可以說使用煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)可以科學地對井下情況進行監(jiān)控,對獲取的數(shù)據(jù)進行整合分析,為解決問題提供了可靠的科學依據(jù)。
4煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)技術管理的應用
4.1實際運用
隨著我國科技實力的不斷提高和信息技術的不斷進步,相關的科研機構不斷地推出不同種類與實用性的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的專業(yè)性、穩(wěn)定性、科學性不斷提高,以此滿足我國企業(yè)日益增長的需求。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)在避免煤礦事故的發(fā)生方面有著十分重大的作用。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)在井下將各個裝備連接起來,建立了一套系統(tǒng)性、科學化的網(wǎng)絡。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中的預警機制能夠實時監(jiān)控到煤礦中各個情況。由于是機器作業(yè),沒有人工作業(yè)的時間限制,系統(tǒng)可以全天、連續(xù)性的對井下情況進行監(jiān)控。而且各個設備將獲取的信息傳送到地面中心站,地面中心站對獲取的信息進行有效地整理,能夠清楚地了解井下的實際情況,避免在突況發(fā)生時難以應對。
4.2光纖傳感技術
隨著相關企業(yè)與研究機構在這一方面加大研究的力度,煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的性能得到很大的提高。就當前容易出現(xiàn)的一些問題,如精確度低、穩(wěn)定性差等,有關機構研發(fā)出了新型的技術———光纖傳感技術,并且將這一技術運用到煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中的甲烷傳感器是進行災害預警與處理的一個關鍵性的設備。然而我國常用的甲烷傳感器一直面臨著穩(wěn)定性差、壽命短等問題。而光纖傳感技術是最近幾年才研發(fā)出來的一種高效傳感技術。光纖傳感由于其材質的特殊性,具有使用壽命長、使用形式多樣、安全等優(yōu)點,十分適用于將其運用到煤礦行業(yè)中。光纖傳感技術還具有其他的優(yōu)點。例如除了通風問題之外,灰塵也是煤礦災害易發(fā)的原因之一。在井下工作的人員由于長期吸入灰塵,肺病的患病率十分之高。而且灰塵的燃點低,當灰塵的濃度達到一定的數(shù)值時,一旦遇到明火就極易發(fā)生爆炸。需要注意的是,粉塵爆炸的威力要遠遠大于瓦斯爆炸。灰塵爆炸會產(chǎn)生大量有毒氣體,而在井下又很難將氣體排放出去,所以會對井下人員造成二次傷害。而光纖傳感技術占地面積小、易安裝的特性可以減少設備的占地面積、節(jié)約空間,將空間更多的運用到煤炭開發(fā)中去。通過使用光纖傳感技術對井下空氣中的灰塵含量進行及時的監(jiān)測,達到高準確度、高效率的監(jiān)測作用。
5結束語
煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)憑借其可靠性高、準確度高、實用性強、安全性高等特點減少了煤礦企業(yè)事故發(fā)生的次數(shù),從一定程度上保護了礦區(qū)工作人員的性命,進而保護了國家財產(chǎn)。而且由于煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)運用互聯(lián)網(wǎng)技術,使得工作人員的工作效率大幅度提高。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的預警功能可以培養(yǎng)工作人員的安全意識,從而降低事故的發(fā)生頻率。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)在我國煤炭行業(yè)生產(chǎn)和監(jiān)控中發(fā)揮著巨大的作用。但是雖然我國煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展而不斷更新升級,但是我國的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)封閉性較強,各個職能部門相對較為分散,信息的傳遞容易出現(xiàn)滯后的問題,從而嚴重影響了各個部門對于信息的使用度,沒有真正發(fā)揮出煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)所應該發(fā)揮的功能,不利于煤炭行業(yè)科學生產(chǎn)目標的實現(xiàn)。為了真正發(fā)揮出煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的作用,應當建立起一個全方位一體化的綜合監(jiān)控系統(tǒng),將監(jiān)控系統(tǒng)的各方面結合起來。需要注意的是,除了建立一個全方位一體化的綜合監(jiān)控系統(tǒng)外,工作人員應當定期對系統(tǒng)進行檢查,并對發(fā)現(xiàn)的問題及時解決,對于任何小問題不忽視、不放棄,從而推動煤礦產(chǎn)業(yè)的和諧化發(fā)展,提高企業(yè)的安全管理能力。
作者:李軼 單位:三峽大學水利與環(huán)境學院
參考文獻
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【關鍵詞】煤礦;安全檢測監(jiān)控系統(tǒng);無信號;誤報警
當前,為了有效監(jiān)測并防范重大煤礦事故的發(fā)生,我國大部分煤礦已經(jīng)進行了安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的安裝,并起到了重要的監(jiān)控、預警作用。但是在實際工作當中,仍然存在無信號、誤報警的情況發(fā)生,從而導致了很嚴重的煤礦安全事故。因此應當加大對煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)防治無信號、誤報警技術的分析和研究。
1煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)構成分析
主站、分站、交換機、電源、執(zhí)行機構、數(shù)據(jù)傳輸電纜、各種傳感器、傳輸接口、系統(tǒng)軟件以及地面上位機等共同組成了煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。在系統(tǒng)中,利用依次巡檢的方法,監(jiān)控系統(tǒng)主機能夠實現(xiàn)對各個分站數(shù)據(jù)的收集,并通過解析之后進行數(shù)據(jù)顯示。同時,如果在數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)故障,安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)也會對信號、報警等異常信息進行顯示,然后相關工作人員再根據(jù)信息進行檢查和相關處理。
2煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)無信號、誤報警原因及防治技術分析
2.1無信號、誤報警原因分析
2.1.1安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)傳輸線路受到干擾造成無信號、誤報警傳輸距離長、側點多且分布廣是我國煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點,分站到主站的距離從幾千米到二、三十千米長短不等,而分站與傳感器之間的距離從幾十米到幾千米長短不等。礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的這種特點,再加上煤礦工作容易受到具體環(huán)境的影響,就造成系統(tǒng)線路在鋪設過程中,容易形成一個耦合回路。如此一來,當啟動變頻器或者開停一些大型機電設備時,由于部分線路距離變頻器較近,從而使系統(tǒng)受到強大電磁脈沖的影響和干擾。這種影響和干擾會與正常信號進行疊加,然后產(chǎn)生變數(shù)或者“大數(shù)”,進而監(jiān)測值在系統(tǒng)軟件上的顯示就會出現(xiàn)異常,不是沒反應就是會突然變大,從而最終產(chǎn)生無信號或誤報警。2.1.2傳感器受到特殊情況的影響,其運行不穩(wěn)定造成無信號、誤報警由于煤礦企業(yè)很多工作都要在井下進行,而井下環(huán)境濕度較大,使得傳感器電路板或元件受潮,從而產(chǎn)生氧化現(xiàn)象,導致傳感器性能不穩(wěn)。尤其是受到濕度的影響,在更換傳感器時接頭容易因氧化而變得接觸不良,從而造成無信號或者誤報警現(xiàn)象。當煤礦井下灑水時,傳感器會因進水產(chǎn)生線路破損情況,如果這種情況沒有得到很好處理,傳感器的運行就不穩(wěn),從而造成無信號、誤報警的情況發(fā)生。2.1.3供電不穩(wěn)定造成無信號、誤報警煤礦井下工作區(qū)域供電電源距離變電站比較遠,這種情況下就要產(chǎn)生壓降,當啟動大型電器設備時,就會產(chǎn)生較大的電壓波動,且超出了分站工作的正常范圍,從而造成設備運轉不正常,導致出現(xiàn)短時間的無信號、誤報警。
2.2無信號、誤報警防止技術分析
通過對煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)無信號、誤報警原因的分析發(fā)展,發(fā)生無信號、誤報警現(xiàn)象的原因多為外界影響和干擾。對于無信號、誤報警的判斷流程如圖1所示。針對無信號、誤報警時,傳感器數(shù)據(jù)會發(fā)生異變情況,如持續(xù)時間短、數(shù)值變大等,對于無信號、誤報警采取監(jiān)控系統(tǒng)軟件處理的方式來進行防治。2.2.1觀察監(jiān)測值變化狀態(tài)及處理技術煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在正常運行情況下,其測點報警監(jiān)測值有一個逐漸上升的過程,但是由于外界影響和干擾引起的誤報警監(jiān)測值會呈現(xiàn)垂直上升的狀態(tài),且傳感器的頻率值也會成倍上升。因此,當傳感器監(jiān)測值的上升大于傳感器頻率的倍頻或者最大理論增長值時,就被斷定為為監(jiān)測值異常。但是還有一種情況也會引起傳感器監(jiān)測值發(fā)生異常,即瓦斯在線標校的情況。所以,首先應當進行傳感器表校狀態(tài)的監(jiān)測和判定,然后在進行監(jiān)測值變化狀態(tài)的監(jiān)測。通過這兩種監(jiān)測,能夠有效防止或減少無信號、誤報警現(xiàn)象的發(fā)生。2.2.2觀察持續(xù)時間并處理當煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)無信號、誤報警現(xiàn)象時,應當按照傳輸通道內的分站順序進行逐個巡檢,在這種巡檢方式之下,分站的數(shù)量決定了巡檢的周期,巡檢周期會隨著分站數(shù)量的增多而變長,但最多不會超過30秒。當發(fā)現(xiàn)某一分站監(jiān)測值發(fā)生異常狀態(tài)時,系統(tǒng)會自動改變之前按照分站順序進行逐個巡檢的方式,縮短對該分站的巡檢周期,提高傳感器所在分站的巡檢頻率,而其他分站的巡檢方式保持不變,并對該分站進行多次巡檢,從而有效防止或減少無信號、誤報警情況的發(fā)生。2.2.3利用傳感器對系統(tǒng)無信號進行判斷和處理在安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中對各路電源所接入的傳感器進行配置,如果傳感器沒有數(shù)據(jù)產(chǎn)生,那么就可以通過對電源電壓的判斷,來斷定無信號狀態(tài)的原因,如傳感器的電源是否處于短路狀態(tài)等。另外,還可以通過對電流的判斷,來進行系統(tǒng)無信號現(xiàn)象的斷定。如果電壓、電流都正常,則就能夠斷定出是傳感器發(fā)生故障或者電纜故障,從而從這些方面入手對無信號現(xiàn)象進行處理。
3結束語
綜上所述,影響煤礦安全生產(chǎn)的一個重要因素,就是其安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中無信號、誤報警現(xiàn)象的發(fā)生。因此,只有對無信號、誤報警產(chǎn)生的原因進行分析,然后根據(jù)原因分析找到科學的處理方法,并對其進行有效防治,才能夠保證我國煤礦的安全生產(chǎn)。
參考文獻
[1]安永忠.對我國煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的認識和研究[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2010-04-25.
關鍵詞:監(jiān)控系統(tǒng)通信技術發(fā)展方向
中圖分類號:TN91文獻標識碼: A
煤炭是我國的主要能源,近年來,我國煤礦安全生產(chǎn)形勢逐年好轉,事故起數(shù)、死亡人數(shù)、百萬噸死亡率均大幅下降。由于賦存條件差、災害嚴重、地方小煤礦多等原因外造成我國煤礦安全生產(chǎn)壓力大。隨著煤礦機械化、自動化、信息化程度的提高,大大改善了煤礦生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境和煤礦抵御自然災害的能力。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是煤礦井下安全避險“六大系統(tǒng)”之一,在煤礦瓦斯防治、災害預警和事故調查中發(fā)揮著重要作用。但我國煤礦在監(jiān)控系統(tǒng)與通信技術方面存在很多不足,與發(fā)達國家之間還存在很大的差距。
1、煤礦監(jiān)控與通信技術的現(xiàn)狀
1.1全礦井通信技術與系統(tǒng)
研究發(fā)現(xiàn)了一些礦井無線傳輸規(guī)律及特性,分析總結了礦井移動通信的特殊性和需求。針對礦井無線傳輸衰減大、發(fā)射功率受限、設備體積小、抗干擾能力強、抗故障能力強、防護性能好、電氣防爆、電源電壓波動適應能力強等特點,提出多基站礦井移動通信系統(tǒng)網(wǎng)絡結構,提出礦井移動通信與應急通信系統(tǒng)性能要求和方法。礦井移動通信系統(tǒng)在煤礦安全生產(chǎn)調度、安全避險和應急救援中發(fā)揮著重要作用。
1.2煤礦井下人員位置監(jiān)測技術、標準與系統(tǒng)
針對GPS信號不能覆蓋煤礦井下巷道、礦井無線傳輸衰減大、電氣防爆等特點,提出了煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)主要技術要求和測試方法:
(1)識別卡與分站之間的無線傳輸距離不小于10m 。
(2)識別卡位移速度不得小于5m/s。
(3)識別卡并發(fā)數(shù)量不得小于80個。
(4)系統(tǒng)漏讀率不得大于10。
(5)識別卡數(shù)量應不小于8000個等。
提出了煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)裝備要求:各個人員出入井口、采掘工作面等重點區(qū)域出入口、盲巷等限制區(qū)域應設置分站。基于RFID的煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng),宜設置2臺以上分站或天線,以便判別攜卡人員的運動方向。巷道分支處應設置分站,巷道分支的各個巷道應設置分站或天線,以便判別攜卡人員的運動方向。煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)在遏制超定員生產(chǎn),防止人員進入危險區(qū)域,事故應急救援,及時發(fā)現(xiàn)未按時升井人員,領導下井帶班管理,特種作業(yè)人員管理,井下作業(yè)人員考勤,持證上崗管理等方面發(fā)揮著重要作用 。
1.3煤炭產(chǎn)量遠程監(jiān)測技術、標準與系統(tǒng)
根據(jù)遏制煤礦超能力生產(chǎn)等需求,提出了煤炭產(chǎn)量監(jiān)測信息遠程傳輸通信協(xié)議、每小時產(chǎn)量文件數(shù)據(jù)格式、系統(tǒng)工作異常文件數(shù)據(jù)格式、初始化參數(shù)文件數(shù)據(jù)格式;提出了監(jiān)測與顯示要求、超產(chǎn)監(jiān)測與顯示、時產(chǎn)量監(jiān)測與顯示、系統(tǒng)工作狀態(tài)監(jiān)測與異常顯示;提出了基于有功功率監(jiān)測、基于圖像監(jiān)測和計量裝置工作狀態(tài)監(jiān)測的防作弊方法。煤炭產(chǎn)量遠程監(jiān)測系統(tǒng)是加強了煤炭產(chǎn)量監(jiān)測與管理、遏制煤礦超能力生產(chǎn)的重要工具之一。
1.4無人值守遠程監(jiān)控技術與系統(tǒng)
為減少煤礦井下作業(yè)人員,避免或減少重、特大事故發(fā)生,研制成功煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)、排水監(jiān)控系統(tǒng)、膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)、軌道運輸監(jiān)控系統(tǒng)、膠輪車運輸監(jiān)控系統(tǒng)等,實現(xiàn)了煤礦井下機電硐室、壓風機房、水泵房、帶式輸送機等無人值守遠程監(jiān)控。
2、煤礦監(jiān)控與通信技術的未來研究方向
2.1 煤礦一體化通信技術與系統(tǒng)
為滿足煤礦生產(chǎn)調度與應急通信的需求,需要研究煤礦一體化通信技術與系統(tǒng)。研究有線與無線一體化通信技術,生產(chǎn)調度與應急通信一體化技術,語音、視頻及短信多媒體通信技術。研制具有如下功能的煤礦一體化通信系統(tǒng):
(1)具有生產(chǎn)調度、報警聯(lián)動、應急擴音通信、緊急呼叫、避險與逃生聲光提示、位置監(jiān)測等功能。
(2)具有語音、視頻、短信等通信功能。
(3)具有移動和固定通信功能。
2.2無人工作面遙控技術
采掘工作面是煤礦事故多發(fā)地點。因此,要通過煤礦監(jiān)控、通信與機械化,減少煤礦采掘工作面作業(yè)人員。目前采煤工作面能夠做到工作面有人巡視條件下的回采巷道遙控和記憶割煤,但不能自動識別煤巖,不能實現(xiàn)工作面無人控制。因此,需要研究煤巖分界識別技術和儀器,研究液壓支架、采煤機、刮板輸送機精確定位技術,進一步提高監(jiān)控的可靠性,實現(xiàn)無人工作面地面遙控。
2.3煤礦井下人員精確定位技術
煤礦事故應急救援急需煤礦井下人員定位系統(tǒng),以便及時發(fā)現(xiàn)被困人員位置,爭取救援時問。GPS信號不能覆蓋煤礦井下巷道。目前,煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)主要采用RFID、漏泄電纜等技術,實現(xiàn)了煤礦井下人員位置監(jiān)測,在遏制超定員生產(chǎn)工作中發(fā)揮著重要作用。但這些系統(tǒng)不能實現(xiàn)人員精確定位,難以滿足災后救援的需求。因此,需要針對煤礦井下巷道特點,研究煤礦井下人員定位網(wǎng)絡結構和定位算法等,研制具有精確定位功能的煤礦井下人員定位技術與系統(tǒng),實現(xiàn)煤礦井下人員精確定位。
2.4煤礦重大災害預警技術
煤礦重大災害預警是保障煤礦安全生產(chǎn)的重要措施。現(xiàn)有煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)具有瓦斯等實時監(jiān)測、報警與斷電功能,部分系統(tǒng)具有瓦斯、火災、沖擊地壓等重大災害預警功能,但預警準確率較低,難以滿足煤礦安全生產(chǎn)需要。因此,迫切需要提高煤礦重大災害預警準確率,研究基于煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的瓦斯、火災、沖擊地壓等災害預警技術
2.5煤礦井下生命探測技術
煤礦井下發(fā)生災變后,生命探測技術和裝置是加快搜救進度,減少人員死亡的有效手段之一。由于煤礦井下電氣防爆,無線傳輸衰減大等特殊性,地面一些成熟技術難以直接在煤礦井下應用。這需要根據(jù)煤礦井下災后環(huán)境特殊性,研究用于煤礦井下的生命探測與定位技術。研究能夠穿透煤巖冒落物的礦用防爆超寬帶生命探測雷達、礦用防爆超低頻生命探測儀、礦用防爆便攜式人員位置檢測儀、礦用防爆光學生命探測儀、礦用防爆聲學生命探測儀等。
2.6 本質安全光纖通信技術
以太網(wǎng)、光纖通信技術在煤礦井下應用,解決了監(jiān)控數(shù)據(jù)、工業(yè)電視等寬帶遠距離傳輸問題。但激光引爆瓦斯的極限功率和能量的研究較少。需要研究光信號引爆瓦斯的極限功率和能量,以及復用方式等影響。
2.7傳感器無盲區(qū)布置
【關鍵詞】無線傳感器網(wǎng)絡 煤礦安全監(jiān)控 運用
目前,科學技術水平的提升有著較快的速度,在傳感技術、通信技術、嵌入式技術的支持下,無線傳感器網(wǎng)絡在眾多領域均有著廣泛的應用,它對監(jiān)視對象的信息實現(xiàn)了檢測、采集與處理,從而為監(jiān)測任務的完成提供了可靠的信息。無線傳感器網(wǎng)絡具有一系列的優(yōu)點,如:低成本、低能耗、可靠性與可擴展性等,它滿足了我國煤礦安全監(jiān)控的發(fā)展需求,通過高效的監(jiān)控,保證煤礦生產(chǎn)效率的提高,推動了我國煤礦行業(yè)的穩(wěn)定、健康與可持續(xù)發(fā)展。
1無線傳感器網(wǎng)絡的概況
無線傳感器網(wǎng)絡的簡稱為WSN,它融合了三大先進的技術,分別為傳感器技術、計算機技術與通信技術,三者分別承擔著信息的采集、處理與傳輸?shù)淖饔茫诳茖W技術不斷發(fā)展的背景下,WSN的信息化、現(xiàn)代化與先進化的特點日益顯著。
目前,在各個領域均對WSN有著較為廣泛的運用,如:軍事、農(nóng)業(yè)與醫(yī)療等,它作為新型網(wǎng)絡系統(tǒng),具有一系列的顯著特點,如:規(guī)模性、動態(tài)性與可靠性等。WSN的構成主要有傳感器節(jié)點、匯聚節(jié)點、外部網(wǎng)絡與用戶界面[1]。
2煤礦安全監(jiān)控的概況
煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)具有復雜的結構與豐富的功能,其功能主要有信號的采集、傳遞、保存與處理等,主要監(jiān)控的對象為現(xiàn)場的氣體濃度、溫度、濕度與煙霧等,同時對于井下的設備也實現(xiàn)了遠程遙控。
現(xiàn)階段,煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)主要分為兩類,第一類為有線通信監(jiān)控系統(tǒng),第二類為無線通信監(jiān)控系統(tǒng)。在我國,主要應用了有線通信監(jiān)控系統(tǒng),但此時的有線系統(tǒng)具有諸多的缺點,其移動性、組網(wǎng)能力與抗災能力均相對較弱,該系統(tǒng)主要對RFID技術進行了應用,此時的監(jiān)控受通信距離的影響,使其監(jiān)控的可靠性相對較低。隨著WSN技術的發(fā)展,在煤礦安全監(jiān)控中對WSN進行了應用,在科學技術的支持下,其監(jiān)控系統(tǒng)得到了進一步的發(fā)展。
煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中應用的RFID技術,其不足主要體現(xiàn)在以下幾方面:
其一,較短的通信距離。對于RFID的煤礦安全監(jiān)控而言,其監(jiān)控距離僅維持在十米以內,但礦井內的工作人員極易超出其控制范圍,在此情況下出現(xiàn)的安全事故,難以實現(xiàn)有效的搜救,同時其監(jiān)控的安全性、可靠性與高效性等均存在不足[2]。
其二,較小的通信容量。此時的監(jiān)控系統(tǒng)其傳輸?shù)男畔⒘肯鄬^少,對于信息的發(fā)送缺少實時性。由于傳感器的位置屬于固定的,致使檢測的實時性難以得到保證,因此,礦井下的安全預防與監(jiān)控均受到了不同程度的影響。
其三,較差的可擴展性。對于煤礦的生產(chǎn)而言,其開采保持著持續(xù)性,此時的監(jiān)控范圍在不斷擴大,但有線連接的基站設備未能進行及時的移動,難以滿足實際監(jiān)控的需求。
3煤礦安全監(jiān)控中對無線傳感器網(wǎng)絡的運用
3.1 WSN方案的制定
針對煤礦監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題,為了有效解決RFID的技術問題,本文提出了WSN安全監(jiān)控方案,在礦井下進行了路由節(jié)點的設置,其間距為幾十米;同時礦井的工作人員均攜帶終端設備,在此基礎上,促進了無線傳感器子網(wǎng)的形成,同時各子網(wǎng)借助協(xié)調器實現(xiàn)了與網(wǎng)關設備或者控制服務器的連接。
在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中應用WSN技術,其優(yōu)勢是顯著的,具體內容如下:
其一,較長的通信距離。此系統(tǒng)對煤礦的監(jiān)測達到了一百二十米左右,在井下通信距離問題得到解決后,監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性得到了大幅度的提高。其二,實時的信號采集。此系統(tǒng)對礦井中各個信息的采集具有了實時性,同時保證了信息的高效轉發(fā)與處理。其三,豐富的節(jié)點功能。此系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信,通過定位參數(shù)的獲取,實現(xiàn)了對人員的準確定位,在此基礎上,為事故的搜救奠定了堅實的基礎。其四,較低的功耗與成本。此系統(tǒng)的工作周期較短,并對功耗的要求較低,再者還擁有休眠模式,同時在系統(tǒng)用量與日俱增的背景下,其價格在逐漸下降。其五,良好的可擴展性。此系統(tǒng)對無線通信技術進行了應用,通過路由節(jié)點的添加,便可以實現(xiàn)監(jiān)控范圍的擴展,同時其具有良好的移動性與便捷的維護[3]。
3.2監(jiān)控系統(tǒng)的設計
在硬件方面,主要為傳感器節(jié)點的設計,此時的設計要滿足其功能的需求,具體的功能要求為:實現(xiàn)不同信號的實時采集與處理,保證瓦斯?jié)舛葓缶鞯臏蚀_性,實現(xiàn)對井下工作人員的實時監(jiān)測,同時要具備多種工作模式。在此基礎上,具體的節(jié)點設計分別為便攜式傳感器網(wǎng)絡節(jié)點與固定式節(jié)點,前者主要有處理器、聲光振報警、顯示器、瓦斯傳感器板與電池電源等;后者主要有處理器、聲光振報警、電池電源及其他傳感器等。在對傳感器進行選擇時,主要的類型為溫濕度傳感器與瓦斯傳感器。
在軟件方面,對于無線傳感其通信節(jié)點而言,軟件是重要的一部分,它主要是為無線傳感器硬件電路提供服務,在軟件的作用下,使節(jié)點滿足了各項要求,進而保證了電路的有效運行。同時,軟件的可升級性與可擴展性,使系統(tǒng)適應了不同工作環(huán)境的需求[4]。
4結語
綜上所述,在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中應用無線傳感器網(wǎng)絡,此技術提高了監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控質量,保證了煤礦生產(chǎn)的安全性與經(jīng)濟性。本文提出了WSN方案具有一系列的優(yōu)勢,它不僅解決了舊方案中存在的不足,還為煤礦安全監(jiān)控提出了新型的、高效的方案,相信,在先進技術的支持下,煤礦生產(chǎn)的效益將更加顯著。
參考文獻:
[1]朱珠.煤礦安全監(jiān)控中無線傳感器網(wǎng)絡的技術應用[J].信息系統(tǒng)工程,2015,02:15-16.
[2]宋楠楠,陳巖.一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)[N].北京工商大學學報(自然科學版),2010,02:47-49+54.
【關鍵詞】煤礦;安全生產(chǎn);監(jiān)控系統(tǒng);檢驗
引言
煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是隨著電子技術、計算機技術、自動化技術發(fā)展而成的一門多學科綜合技術,包含了電子、信息、控制、網(wǎng)絡及計算機技術。一般由傳感器、執(zhí)行器、信息采集和傳輸、計算機處理中心組成,對所需了解及掌握的環(huán)境和過程中的模擬量、開關量、控制量進行自動連續(xù)的監(jiān)測并控制[1]。我國從20世紀80年代起,采用有選擇地從國外引進消化和國內自行攻關研究相結合的方法,逐步將監(jiān)測監(jiān)控技術應用于煤礦。經(jīng)過30多年的發(fā)展,其技術已接近和達到世界先進水平,并在礦井裝備應用,對煤礦安全生產(chǎn)、信息管理、提高礦井經(jīng)濟效益和改善作業(yè)環(huán)境起到了重大作用[2]。
為了保證煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠,能真正發(fā)揮其功能,必須做好相關檢驗工作,從而保障煤炭高產(chǎn)、高效、安全生產(chǎn)。本文對煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)檢驗過程中的幾點問題作簡要探討,希望能夠使同行能相互深入研究,為煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的檢驗起到一定的推動、參考作用。
1.復現(xiàn)被測量的測量方法不理想
在檢驗過程中為復現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中某個被測量的定義值(或設計值),我們一般采用計量檢定(或校準)后的儀器在同一實驗室或不同實驗室,按照相同的執(zhí)行標準要求,在檢驗條件滿足執(zhí)行標準的情況下對某一被測量進行檢驗。然而,這種檢驗往往由于測量方法不理想,檢驗結果存在因測量方法不理想而引入的不確定度。
例如:無線電信號的失真度定義是在純電阻負載上信號的全部諧波電壓的有效值與基波電壓有效值之比的百分數(shù)。但失真度測量儀是采用基波抑制法,通過具有頻率選擇性的無源網(wǎng)絡(如:諧振電橋、文氏電橋、T型電橋等)抑制基波,由總的電壓有效值和抑制基波后的諧波電壓有效值計算出失真度,此類失真度測量儀所能測量的最低頻率為2Hz,這種方法未能測出基波電壓,因此測得的失真度值與定義的失真度不一致,由這種失真度測量儀測得的失真度存在著因復現(xiàn)被測量的測量方法不理想而引入的不確定度。
因此,在實際檢驗過程中,應深入研究有哪些因素可能會影響到檢驗結果,根據(jù)實際情況分析、解決對測量結果有影響的因素,提高檢驗結果的置信水平。
2.未對校準檢驗用設備做符合性判定
MT/T 772-1998《煤礦監(jiān)控系統(tǒng)主要性能測試方法》中4.1條規(guī)定“測試儀器和設備的精確度應保證所測性能的精確度要求,其自身精確度至少應比被測指標高3倍”、“測試儀器和設備應按照計量法的有關規(guī)定進行計量檢定,并校準合格”[3]。校準是“在規(guī)定的條件下,為確定測量儀器或測量系統(tǒng)所指示的量值,或實物量具或參考物質所代表的量值,與對應的由測量標準所復現(xiàn)的量值之間關系的一組操作”[4]。因此校準證書只給出測量結果和相應的不確定度,不做符合性聲明,使用單位必須根據(jù)JJF1094-2002《測量儀器特性評定》對測量儀器進行符合性評定[5]。
評定示值誤差的測量不確定度(U95或k=2時的U)與被評定測量儀器的最大允許誤差的絕對值(MPEV)之比小于或等于1:3,即滿足:U95≤MPEV/3時,示值誤差評定的的測量不確定度對符合性評定的影響可以忽略不計(也就是合格評定誤判概率很小),此時判據(jù)為:
≤ MPEV 判為合格 (1)
> MPEV 判為不合格 (2)
當評定示值誤差的測量不確定度(U95或k=2時的U)與被評定測量儀器的最大允許誤差的絕對值(MPEV)之比不滿足:U95≤MPEV/3時,示值誤差評定的的測量不確定度對符合性評定的影響就必須進行考慮,此時判據(jù)為:
≤ MPEV- U95 判為合格 (3)
> MPEV+ U95 判為不合格 (4)
式中:
―― 被校準儀器設備示值誤差的絕對值;
MPEV―― 被校準儀器設備的最大允許誤差的絕對值;
如果用于檢驗的設備校準數(shù)據(jù)中有異常值,檢驗人員沒有進行符合性符合性評定或給出修正因子,必然會帶入檢驗結果中,一定會歪曲煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù),造成結果的誤判。
3.對所檢驗的指標理解不透
隨著電子、信息、網(wǎng)絡及計算機技術的發(fā)展,煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的結構和工作原理也日趨復雜,在對煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的檢驗過程中,除了憑借先進的檢驗儀器設備外,還要有分析和判斷能力,因此,作為檢驗人員,必須具備較為專業(yè)的技術能力,并且還要具有嚴肅認真的工作態(tài)度和責任心。若檢驗人員對產(chǎn)品的原理、執(zhí)行標準理解不透,掌握不夠準確,就會使檢驗結果嚴重偏離實際值。
例如:在煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中要求對備用電源的過放電保護進行檢驗,然而有檢驗人員將過放電保護與放電截止保護等同為一個指標,認為備用電源放電至放電截止時,備用電源關斷輸出即為過放電保護;其實不然,這完全是兩個不同的指標,過放電保護是指備用電源關斷輸出后,電池的保護電路或相關的電路(負載)是否繼續(xù)在消耗備用電源(電池)的能量,防止電池電動勢消失,電壓不能恢復,使電池報廢[6],在電網(wǎng)停電后,煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)不能繼續(xù)工作。
其它的指標如:甲烷傳感器的顯示值穩(wěn)定性與基本誤差,前者是在標定過程中進行的測試,后者是在標定后進行的測試,顯示值穩(wěn)定性考核的是顯示值跳動的字數(shù),沒有正負數(shù),基本誤差考核的是誤差值,有正負之分;催化燃燒式甲烷傳感器必須采用空氣中甲烷標準物質進行檢測,而不能用氮氣中甲烷標準物質進行檢測,因為燃燒必須具有氧氣;礦用隔爆兼本安電源的源效應是在源電壓階躍的條件下檢測,而輸出負載效應、輸出電壓偏離值是在源電壓波動的條件下進行檢測。
為能提供可信度、可靠高的檢驗數(shù)據(jù),各檢驗機構應建立檢驗人員培訓、考核制度,只有培訓、考核合格者方可具有上崗操作的資格,同時檢驗人員還應多參與一些與工作有關的學習和培訓,從中獲取新的知識和技術不斷豐富自己,并且在這一過程中應盡可能多的了解國家最新頒布的標準及法律法規(guī)等,以便在進行檢驗工作時可參照執(zhí)行。此外,檢驗部門的質量考核小組應對檢驗人員進行定期或不定期的考核,核查檢驗質量,保障檢驗的可靠性。
4.結束語
提高煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)檢驗質量并非一朝一夕能夠完成的,這是一項任重而道遠的工作。隨著電子、信息、網(wǎng)絡及計算機技術的發(fā)展,煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的結構和工作原理也日趨復雜,檢驗工作勢必會更加困難,這就需要檢驗人員應認真做好每一次的檢驗工作,并采取合理的方法和有效地控制措施,確保檢驗質量,同時管理人員應做好檢驗過程的監(jiān)督和管理工作,以此來保證檢驗環(huán)節(jié)的準確性。只有通過各方面的攜手努力,才能真正提高煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的檢驗質量。
參考文獻
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【關鍵詞】煤礦;安全生產(chǎn);監(jiān)控;通信技術
近些年來,我國的煤礦資源呈現(xiàn)出供不應求的趨勢,煤礦企業(yè)為了獲取利潤,不斷加大對煤礦的開采量,往往就會把煤礦的安全生產(chǎn)工作給忽視掉,最后釀成非常惡劣的煤礦安全事故。合理開采礦井資源,保障煤礦工人的人身安全,是煤礦安全生產(chǎn)中不可缺少的一部分。
一、煤礦安全生產(chǎn)中使用監(jiān)控與通信技術的原因
(一)我國煤礦安全生產(chǎn)中存在的問題
1.開采強度過大一些煤礦通過加大對煤礦的開采力度以至于獲得更高的利潤。比如在井下同一個班內安排過多的作業(yè)人數(shù);沒有根據(jù)實際情況設計采礦施工等,都容易造成煤礦結構的破壞和不穩(wěn)定,加大采礦施工風險;再加上生產(chǎn)組織的過于集中,加大了施工事故的破壞程度,一旦發(fā)生意外,會帶來嚴重的人員傷亡。2.非法組織生產(chǎn)一些地區(qū),特別是農(nóng)村地區(qū)存在持證不全甚至無證就組織煤礦開采工作的情況;違反國家相關規(guī)定越界超層開采煤礦;無視執(zhí)法部門懲處或者警告,繼續(xù)組織煤礦開采工作等,這些非法組織的煤礦生產(chǎn)活動,存在著很大的安全隱患,嚴重威脅礦工的生命安全。3.安全管理混亂煤礦管理人員因為自身的安全生產(chǎn)意識薄弱,將會對整個煤礦安全管理工作完成的質量造成影響,比如:部分安全管理人員對煤礦管理的相關規(guī)定無視,允許工作人員在未規(guī)劃的工作面采煤;對開采設備及輔助設備的安裝不及時、不到位;煤礦監(jiān)控系統(tǒng)安裝管理不明確,安裝地點不到位;對礦井工作人員的要求和監(jiān)管力度不強等,會加大煤礦事故發(fā)生的幾率,造成嚴重的礦難。4.煤礦企業(yè)對生產(chǎn)安全問題的忽視現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)在經(jīng)濟發(fā)展的刺激之下單純以追求經(jīng)濟利益為主,往往忽視了工業(yè)生產(chǎn)過程中的安全問題,安全第一的口號僅僅成為了一句口號,大部分煤礦企業(yè)并沒有把煤礦從業(yè)人員的人身安全放在首位,發(fā)生事故的幾率便會大大提升,發(fā)生事故之后的緊急處理工作不到位,沒有以安全生產(chǎn)為重要目標。并且煤礦生產(chǎn)作為一項具有危險性的操作,一定的監(jiān)督工作是必不可少的,但是在實際情況中,很多煤礦企業(yè)并沒有建立比較健全的監(jiān)督管理制度,甚至出現(xiàn)監(jiān)督崗位的缺失現(xiàn)象。這種只重視經(jīng)濟利益而忽視了安全生產(chǎn)的做法,不僅不利于生產(chǎn)技術的更新,而且不利于生產(chǎn)規(guī)模的擴大,最終導致惡性循環(huán),會給煤礦生產(chǎn)帶來更大的安全隱患。5.煤礦操作事故防范措施不健全就我國目前的煤礦發(fā)展的狀況來看,我國頒布的相關安全生產(chǎn)法律雖然在形式上彌補了生產(chǎn)安全方面的法律缺失,但是一些法律條款過于簡單,內容不夠全面細致,法律方面的漏洞很多,因此在法律層面對煤礦安全生產(chǎn)的保障作用仍然不夠明顯。煤礦企業(yè)的事故防范措施不健全,有一些煤礦企業(yè)甚至并沒有制定相關的事故防范措施,加上煤礦操作的工作環(huán)境惡劣,如果煤礦企業(yè)的救生設備不健全,一旦事故發(fā)生,現(xiàn)場工作人員不能及時自救,對生命安全造成威脅。
(二)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術使用的作用
1.保障煤礦工作人員的人身安全通過使用安全生產(chǎn)監(jiān)控技術,能夠及時掌握井下煤炭的開采狀況,以及礦工的工作狀況,如果有問題或者突況能夠進行及時的反饋和解決。使用安全生產(chǎn)監(jiān)控技術還可以提高監(jiān)控人員和管理人員的監(jiān)督和管理效率,降低事故發(fā)生的幾率,更好地保障礦工的人身安全。2.減少事故發(fā)生幾率,降低事故危害安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術的作用,不但能夠把煤礦工作人員的工作狀態(tài)和煤礦各項設備的運行狀態(tài)給及時反饋出來,而且還能夠保證煤礦開采工作的安全進行,從根本上降低事故的發(fā)生幾率。除此之外,當出現(xiàn)預警信息,急需礦工撤離時,可以利用通信技術快速通知井下工作人員,避免其受傷害;而一旦事故發(fā)生,也可以利用通信技術掌握受困礦工情況,為營救工作創(chuàng)造條件,從而降低事故帶來的傷害。
二、我國煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術現(xiàn)狀
(一)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)
1.煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的作用安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中,硬件系統(tǒng)線路連接較為簡便,整個系統(tǒng)通用性強,對工作環(huán)境的要求不高,因此,被廣泛地應用于煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控中。該系統(tǒng)能夠加強對煤礦安全管理。在煤礦通風瓦斯管理方面,煤礦運輸管理方面,煤礦供電方面,勞動組織管理方面等,煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)都充分發(fā)揮了它管理的作用。2.煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的工作方式煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)將包括信號收集系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng),它能夠對軟件程序與硬件電路的各個子系統(tǒng)進行中和處理,從而達到監(jiān)督煤礦生產(chǎn)活動井而有序的目的。煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)以軟件為技術支撐,將計算機作為媒介,借助數(shù)據(jù)通信技術實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的傳輸,計算和判斷,并及時做出評價,預警生產(chǎn)過程中的安全隱患,在非本質安全電路的情況下實現(xiàn)斷電[1],從而實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的安全,降低事故發(fā)生的幾率,保障礦工的人身安全。
(二)煤礦安全監(jiān)控技術
根據(jù)井下工作環(huán)境選擇合適的安全監(jiān)控技術:在電線傳輸距離遠,電氣易爆炸的井下環(huán)境中,安裝樹形結構的安全生產(chǎn)監(jiān)控裝置;在工作環(huán)境惡劣,電網(wǎng)電壓波動幅度較大的井下環(huán)境中,傳感器應該選擇遠程供電,代替中繼器,以提高監(jiān)控系統(tǒng)的抗故障能力[2]。
(三)煤炭產(chǎn)量監(jiān)控系統(tǒng)
為了保證煤礦資源的長久使用,避免無節(jié)制開采帶來的能源消耗以及安全隱患,應在煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控過程中建立和使用煤炭產(chǎn)量監(jiān)控系統(tǒng)。該監(jiān)控系統(tǒng)能夠實時監(jiān)測煤炭產(chǎn)量,并傳輸多種信息數(shù)據(jù),從而整合匯報成每小時的產(chǎn)量數(shù)據(jù),以便于對煤炭生產(chǎn)狀況做出檢查,分析和評估,這樣一旦出現(xiàn)煤礦生產(chǎn)不符合國家相關規(guī)定,相關部門就會收到預警。正是煤炭產(chǎn)量監(jiān)控系統(tǒng)的存在,使相關部門對煤礦生產(chǎn)工作檢查的效率得到了提高,還增強了對煤礦企業(yè)的威懾力,從而煤炭產(chǎn)量監(jiān)控系統(tǒng)有效減少煤礦過度開采現(xiàn)象的發(fā)生,在保證煤礦資源的可持續(xù)開采的同時,降低了因過度開采引發(fā)事故的可能性。
三、我國煤礦安全生產(chǎn)通信技術現(xiàn)狀
(一)全礦井移動通信系統(tǒng)
煤礦井下工作環(huán)境對移動通信的要求很高,與其他環(huán)境對移動通信的要求相比存在很多不同的地方,因此,煤礦井下工作的無線傳輸有一些特殊的要求和特點。在煤礦井下工作環(huán)境中,設備安置難度高,無線運輸?shù)膿p耗量較大,而且發(fā)射功率會受到多種因素的限制,為了保證無線傳輸?shù)姆€(wěn)定性,就需要選擇體積小,抗干擾能力強和抗故障能力強的設備,同時這些設備的保護性質要好,能夠適應井下環(huán)境較大幅度的電源電壓變化。為了滿足井下環(huán)境對移動通信的特殊要求,相關的研究人員借助計算機技術和通信技術等,分析設計出了具備較多基站的礦井移動通信系統(tǒng)網(wǎng)絡結構模式[3]。這種移動通信系統(tǒng)與WIFI技術配合使用,在保證煤礦安全生產(chǎn),及時預警信息,進行人員緊急轉移,以及事故發(fā)生后的營救工作等方面發(fā)揮出十分重要的作用。
(二)計算機通信技術
計算機通信技術在煤礦安全生產(chǎn)中的使用順序,計算機通信技術對煤礦生產(chǎn)相關數(shù)據(jù)進行記錄,并將這些記錄的數(shù)據(jù)進行儲存和傳輸,以便于相關人員進行查看和分析。還可以使用計算機通信技術對曾經(jīng)出現(xiàn)過的生產(chǎn)事故進行記錄和統(tǒng)計,便于對事故原因的追究,以及今后的生產(chǎn)安全預警工作。
(三)遠程通信系統(tǒng)
煤礦企業(yè)為了保證煤礦井下工作人員的人身安全,要限制井下工作人員的數(shù)量。在實際的煤礦工作中,為了防止出現(xiàn)井下工作人員過多,不符合規(guī)定的現(xiàn)象,就需要利用遠程監(jiān)控系統(tǒng)對井下人員的人數(shù)進行實時監(jiān)控,并利用遠程通信技術將井下工作人數(shù)狀況進行傳輸,一旦人數(shù)過多,系統(tǒng)就會發(fā)出預警,方便安全管理人員調整礦井作業(yè)人員。通過遠程通信系統(tǒng),能夠實現(xiàn)對井下工作狀況的實時控制,保證井下工作人數(shù)在合理的范圍內,避免因施工人數(shù)過多造成的安全隱患;還可以減少煤礦企業(yè)的礦工開支,提高經(jīng)濟效益。
(四)礦井安全預警技術
煤礦安全生產(chǎn)的重要保障是預警。在煤礦的開采過程中,除了要保證井下工作環(huán)境的安全,以及工作人員施工的安全外,還要借助相應的監(jiān)控技術和通信技術,做好煤礦礦產(chǎn)安全性的預警處理工作。根據(jù)煤礦的特殊要求,建立起火災監(jiān)測預警系統(tǒng),瓦斯監(jiān)測預警系統(tǒng),沖擊地壓監(jiān)測系統(tǒng),以及斷電功能監(jiān)測預警系統(tǒng)。為了保證這些監(jiān)測預警系統(tǒng)的有效性,除了使用正確的監(jiān)控技術外,還一定要做好通信技術,只有利用高效的通信技術,才能夠及時傳輸數(shù)據(jù),及時對數(shù)據(jù)進行分析和處理,及時對生產(chǎn)過程中的安全隱患顯示出來,保證預警的高準確性與高效性,只有做到這一點,才能切實保障井下工作人員的安全。
四、我國煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術的發(fā)展方向
(一)減少人員使用,提高自動化水平
煤礦安全事故的多發(fā)場所是采掘工作面是導致的,通過大量的煤礦安全事故恰恰也說明了這一點,而這一場所的巡視工作在現(xiàn)階段主要都是由工作人員負責進行的,而人工操作在降低安全事故系數(shù),減少煤礦人員傷亡方面并不能夠起到有效的幫助。為了解決這一問題,在煤礦生產(chǎn)和監(jiān)管過程中就應該多使用機械設備與先進技術。使用煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控和通信技術,并配合高科技、自動化、機械化的設備代替人工操作,減少人力資源的使用,從而降低采掘工作面的危險系數(shù)。通過使用回采巷道遙控,記憶割煤技術,實現(xiàn)對識別和開采難度大的煤礦的遠距離控制[4];適當?shù)氖褂靡簤褐Ъ埽行У谋WC技術生產(chǎn)和設備運行之間的一致性;建立并維護好通訊系統(tǒng),保證井下移動通信的及時性,能實現(xiàn)緊急避險指引和緊急呼救等多項功能;不斷更新通信系統(tǒng),提高煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術,能夠提高通信系統(tǒng)的語音和視頻功能。
(二)利用物聯(lián)網(wǎng)技術,加強生產(chǎn)管理
在煤礦安全生產(chǎn)中,引入物聯(lián)網(wǎng)技術,可以整合煤礦生產(chǎn)過程中需要用到的物資,對比不同物資之間的價格和質量等方面的差異,為煤礦企業(yè)負責人提供更多的選擇。煤礦企業(yè)負責人可以根據(jù)煤礦生產(chǎn)的具體情況,選擇最優(yōu)的物資,從而降低生產(chǎn)成本,還可以在一定程度上保證煤礦生產(chǎn)過程的安全。通過物聯(lián)網(wǎng)技術,可以為煤礦企業(yè)的生產(chǎn)管理提供經(jīng)驗交流和學習的平臺,有利于提高煤礦企業(yè)的安全管理能力。同時,物聯(lián)網(wǎng)技術還可以方便企業(yè)管理部門以及國家相關管理部門對煤礦生產(chǎn)過程的監(jiān)督管理,從而提高煤礦企業(yè)對安全生產(chǎn)的重視程度,實現(xiàn)煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。
(三)結合監(jiān)控技術與通信技術,建立煤礦一體化通信系統(tǒng)
通過監(jiān)控技術,實現(xiàn)對煤礦井下工作環(huán)境、工作人數(shù)、井下工作人員位置、煤礦生產(chǎn)狀況、采礦設備使用情況等方面的監(jiān)控。通過通信技術實現(xiàn)對監(jiān)控數(shù)據(jù)信息的實時傳輸,保證系統(tǒng)能夠及時分析和預警煤礦安全生產(chǎn)的狀況和問題;還要保證通信技術和通信設備使用的穩(wěn)定性,保證通信系統(tǒng)的報警聯(lián)動、緊急呼救、擴音引導以及避險指示等功能的及時實現(xiàn)。不斷更新監(jiān)控技術、通信技術,使煤礦一體化通信系統(tǒng)具有語音、視頻等先進的通信功能,一旦事故發(fā)生,可以通過這些通信技術及時掌握受困人員的狀況,對于穩(wěn)定受困人員情緒,提高營救效率具有重要意義。結語將煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控技術與通信技術結合,并配合使用多種先進技術與先進設備,不但能夠提高煤礦生產(chǎn)的自動化水平,而且能降低煤礦安全事故的發(fā)生幾率,從而更好地保證煤礦生產(chǎn)工作的安全以及井下作業(yè)人員的安全。
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