陈昌林
中煤科工集团重庆研究院有限公司 重庆 400039
摘要：煤矿安全监控系统对保证矿井安全生产起着人工无法替代的作用。要充分发挥煤矿安全监控系统的作用,必须在思想、组织、技术、资金、培训、售后服务、监管等诸多方面落实到位,上下重视,齐抓共管。从管理上下功夫,先进的设备只有跟上先进的管理,装备的先进性才得以体现,才能使安全生产监控系统在煤矿安全生产中发挥出最大的社会、经济效益。
关键词：煤矿；安全；监测系统；设计；
导言：随着市场经济的不断发展，我国煤矿安全生产工作也取得了巨大的进展，尤其是在安全监控系统的广泛应用，煤矿安全生产的效率也不断的提高，在提升煤矿安全体系、辨别以及安全隐患的评估方面，安全监测系统都有着重要的作用，保证了煤矿生产工作顺利、安全稳定的进行。本文就主要针对煤矿安全监控系统的设计进行简单的探讨。
一、煤矿安全监控系统概述
煤矿安全监控系统是煤矿安全高效生产的重要保障。煤矿安全监控系统是由计算机、分站、传感器等相关监控设备组成，用于实时监测矿井环境参数和通风设备工况、分析处理、存储和显示监测信息，并实现甲烷超限报警与断电闭锁、以及风电闭锁控制的矿用成套设备。分为井下和地面两部分。分站接收来自传感器的信号，并按预先约定的复用方式远距离传给主站（或传输接口），同时，接收来自主站（或传输接口）的多路复用信号。分站还具有线性校正，超限判断、逻辑运算等简单的数据处理能力，对传感器输入的信号和主站（或传输接口）传输来的信号进行处理，控制执行机构工作。电源箱将电网电源转换为系统所需的本质安全型直流电源，并具有维持电网停电后正常供电不小于2h蓄电池。传感器将被测物理量转换为电信号，并具有显示报警功能。执行机构（含有声光报警及显示设备）将控制信号转换为被控物理信量。交换机（传输接口）：接收分站远距离发送的信号，并送主机处理；接收主机信号，并送相应分站。传输接口还具有控制分站的发送与接收、多路复用信号的调制与解调、系统自检等功能。监控主（备）机：般选用工控微型计算机或普通微型计算机，采用双机或多机备份。其主要作用是接收监测信号、校正、报警判别、数据统计、磁盘存储、显示、声光报警、人机对话、输出控制、控制打印输出、联网等。
二、煤矿安全监测监控系统设计的原则及依据
1.设计的原则
设计时需要根据煤矿井的实际情况，比如煤矿井的矿井通风方式及井田开拓方式、采煤区的布置及采煤方法、采煤及掘进工作面的布置及生产情况，以及矿井的瓦斯、自然发火等的情况，而选择不同的设计思路及设计方法。
2.设计依据
煤矿安全监测监控系统的设计要严格依据国家的相关法规进行，比如《煤矿安全规程》、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范（AQ1029-2007）》、《煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范（AQ1048-2007）》《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》及相关煤矿安全生产法规和有关煤矿的安全装备产品手册等。
三、煤矿安全监测监控系统的分类及功能
1.系统的分类
由于煤矿安全监测监控系统可以根据监控目的、使用环境及网络结构等的不同而有不同的分类，比如按照监测监控的目的可以将其分为轨道运输监测监控系统、监测监控系统、提升运输监测监控系统、排水监测监控系统、人员位置监测监控系统、火灾监测监控系统、煤与瓦斯突出预警系统等。
2.系统的功能
概括地说，矿井的安全监测监控系统的功能主要有：监测矿井状态（包括整个矿井系统的各种状态参数）、矿井参数超限报警及自动控制、手动遥控断电及通电、自检、数据存储、列表显示、模拟量实时曲线及历史曲线显示、统计分析、短信报警及检测等。
四、系统的组成
1.矿井调度通讯系统
考虑到监测系统的的扩展性以及矿井生产调度的实际需要，一般应在调度台配置大约500部的数字程控调度交换机，调度室应设置一台装调度台及井下防爆电话等组成。
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2.矿井生产监测监控系统
矿井生产监控系统主要由以下几个子系统构成：矿井提升监控子系统、矿井生产设备监测子系统、井下机车调运监控子系统、变电所监控子系统、选煤厂及储装运输监测子系统、地面煤仓煤位及地面煤流量监控子系统、煤泥矸石电厂监控子系统，每个子系统都可作为以太网的节点与以太网的网络交换机连接，并向调度系统传输各生产环节的实时数据。
3.矿井监测监控系统
矿井监测监测系统不仅能对甲烷、风速、温度、负压、一氧化碳等参数进行监测，还能对通风设备、压风、采掘工作面等各生产环节的工作情况进行监控，采集的数据可在井上或井下使用计算机进行处理和分析，实现对设备、环境、局部各生产环节的全方位监测，该系统也和其他子系统一样与以太网网络交换机相连接。
4.火警自动报警系统
系统采用区域式报警系统，在煤矿的各个工作场所安装火灾显示盘或者区域火灾报警控制器。消防控制中心与火灾显示盘或区域火灾报警器采用通信线连接，一般应设在办公楼的一楼，使用以太网与调度指挥中心的主交换机通讯。
5.调度中心站
调度中心站是整个综合调度监测系统的核心，主要配备工业电视系统的电视墙以及大屏幕显示系统；调度通讯系统的调度操作触摸屏以及数字程控交换机；网络交换机和网络服务器；调度系统的显示终端和显示触摸屏以及LED电子显示屏、生产监控系统相关的子系统终端设备。安全生产监控系统的各子系统经由交换机与服务器相连接，交换实时数据，并将图表和相关数据显示在电视系统的大屏幕上，并可用操作触摸屏进行调度。
6.人员定位系统
人员定位系统，由井下的读卡器、分站、人员标识卡、地面计算机及通信线缆（光缆）组成。井下所有人员必须佩带标识卡，在经过读卡器时，读卡器能采集到人员佩带的标识卡发出的射频信号，并通过线缆（光纤）等传输至分站，在通过分站上传至地面监控主机，主机通过数据处理和分析，并展示在监控主机屏幕上和存储在硬盘中。读卡器安设的具体位置和数量根据现场实际情况和要实现的功能而定。系统不仅可以统计出下井人员当时井下人员情况、某天人员的出勤情况，还可以实时监控井下人员的超时、超员和进入限制区域的情况，并给予报警提示和统计等。在应急救援中能提供相关人员的位置和人数，提高抢险效率。
五、矿井监测监控系统的技术分析
对于一个矿井监测监控系统而言，它的技术指标的分析，主要可以通过对组成它的各个子系统的主要技术指标进行分析来进行。矿井监测监控系统技术指标一般可通过中心站和测控分站两部分来分析。对于中心站来说，它的主要技术指标可分为容量、主机型号及配置、传输速率这三点。容量主要是指系统可以带有的分站数量、传感器数据传输的速率（传输速率，它所表示的是数字信号传输的波特率，其单位是bit/s，一般来说，波特率越高，则系统的传输速率就越快）、分站备用电源供电时间、分站接入传感器数量及种类等；主机的型号及配置指的则是主机的cpu型号是什么，内存和硬盘的容量是多大以及配置外设的数量规格等一系列具体数据，此外备用主机的具体数据也应包括在内。
六、煤矿安全监控系统的意义
可减少或避免由于电器设备失爆、违章作业电器设备故障电火花引起的瓦斯灾害；减少或避免采、掘、运等设备运行产生的摩擦撞击火花及危险温度等引起瓦斯灾害；当出现异常情况下，及时提醒领导、生产调度等将人员撤至安全处；并为应急救援提供重要的信息。
结语：综上所述，在对煤矿安全监控系统发展以及更新的过程中，不能忽视安全监控系统对煤碳产业的作用，其目的就是预测、预防矿井的灾害保障企业的财产和工人的自身安全，使得煤炭企业得到良好的发展，保持稳定的步伐引领国内的工业发展，增强国力，成为真正的世界强国。
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论文作者:陈昌林
论文发表刊物:《防护工程》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/25
标签：监控系统论文; 矿井论文; 煤矿安全论文; 子系统论文; 系统论文; 井下论文; 分站论文; 《防护工程》2018年第15期论文;