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摘要:近年來(lái)，監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦安全生產(chǎn)中發(fā)揮著愈加重要的作用。安全監(jiān)控系統(tǒng)存在著無(wú)法精確定位井下人員位置、缺乏井下三維空間模型、傳感器性能不夠穩(wěn)定等問(wèn)題。井下人員精確定位技術(shù)、構(gòu)建三維可視化模型、多系統(tǒng)融合、有效挖掘監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及煤礦物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等是改進(jìn)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的重要手段。

關(guān)鍵詞:煤礦安全;監(jiān)測(cè)監(jiān)控;傳感器;災(zāi)害預(yù)警;物聯(lián)網(wǎng)

隨著我國(guó)煤炭資源開(kāi)發(fā)逐漸向深水平進(jìn)展，地質(zhì)條件愈加復(fù)雜，煤礦安全管理難度隨之增加。煤炭行業(yè)通過(guò)研究重點(diǎn)技術(shù)、提高集約化生產(chǎn)程度，顯著改善了安全生產(chǎn)形勢(shì)。先進(jìn)、可靠的安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)能夠了解井下人員的分布狀況、機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況及預(yù)防動(dòng)力災(zāi)害的發(fā)生，保證煤炭高效開(kāi)采。為了實(shí)現(xiàn)煤炭工業(yè)十三五科技發(fā)展規(guī)劃，煤炭系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)加大對(duì)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控技術(shù)的研究力度。

1煤礦監(jiān)控技術(shù)現(xiàn)狀

1．1井下員工定位技術(shù)

目前，井下人員定位系統(tǒng)由副井罐籠處、井底車場(chǎng)、集中運(yùn)輸大巷、采區(qū)出入口設(shè)置的分站組成。在企業(yè)層面，該系統(tǒng)便于調(diào)度室統(tǒng)計(jì)各工種作業(yè)人員考勤情況，保證員工的出勤次數(shù);在政府監(jiān)管層面，該系統(tǒng)使各級(jí)煤監(jiān)局實(shí)時(shí)掌握所轄煤礦井下人員數(shù)量，有效遏制超員生產(chǎn);在應(yīng)急救援層面，該系統(tǒng)可以確定受困員工的具體范圍，減少事故的死亡人數(shù)。然而GPS信號(hào)井下傳輸能量衰減大，無(wú)線傳輸會(huì)受到巷道拐彎、分支的影響，信號(hào)不能完全覆蓋井下作業(yè)區(qū)域，從而形成了大面積盲區(qū)。

1．2缺乏井下三維空間模型

煤礦在煤炭開(kāi)采過(guò)程中，獲取了大量的地測(cè)、一通三防、礦山壓力等現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，如果將這些數(shù)據(jù)融合起來(lái)，將會(huì)形成一個(gè)有效的安全信息管理系統(tǒng)，為經(jīng)營(yíng)管理層決策提供一個(gè)重要參考。

1．3傳感器性能不穩(wěn)定

井下環(huán)境潮濕、粉塵含量高、含有腐蝕性氣體，造成傳感器元件、電路等接觸不良、容易氧化，降低元件的可靠性。井下復(fù)雜的電磁場(chǎng)會(huì)影響傳感器的正常工作。一些傳感器一致性差，容易受到其他氣體干擾。當(dāng)傳感器進(jìn)水、受到井下振動(dòng)作業(yè)影響時(shí)，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)會(huì)失真。傳感器經(jīng)常由于安裝地點(diǎn)不合理，導(dǎo)致其不能有效監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

1．4安全監(jiān)控設(shè)備兼容性低

目前，部分煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)要求較低，不適宜現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)。安全監(jiān)控系統(tǒng)的通信協(xié)議不統(tǒng)一，不同廠家設(shè)備在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)很難做到有效互換。監(jiān)控設(shè)備監(jiān)測(cè)礦井?dāng)?shù)據(jù)時(shí)，可以修改或刪除超限數(shù)據(jù)，導(dǎo)致傳感器安全作用喪失。

2煤礦監(jiān)控技術(shù)發(fā)展方向

2．1井下員工精確定位技術(shù)

井下定位系統(tǒng)的無(wú)線技術(shù)是由短距離、低傳速向遠(yuǎn)距離、高傳速發(fā)展。定位系統(tǒng)采用藍(lán)牙、RFID技術(shù)，井下無(wú)線節(jié)點(diǎn)向礦工攜帶的智能終端發(fā)送RSSI值，RSSI值最終會(huì)傳送到井上控制中心，可以根據(jù)相應(yīng)的算法確定人員位置。未來(lái)的井下定位系統(tǒng)具有高魯棒性與較好的自組網(wǎng)能力

2．2構(gòu)建三維可視化礦井模型

通過(guò)3DGIS把煤礦大量的空間參數(shù)和與之對(duì)應(yīng)的屬性參數(shù)結(jié)合起來(lái)，進(jìn)行礦井三維建模和三維可視化表達(dá)。該模型中含有煤層賦存、頂?shù)装鍘r性、皮帶運(yùn)輸、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、采掘進(jìn)尺、水泵排水、通風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況、供電線路敷設(shè)等現(xiàn)場(chǎng)信息。

2．3多系統(tǒng)融合

多系統(tǒng)融合分為分站級(jí)融合、鏈路級(jí)融合和數(shù)據(jù)級(jí)融合。分站使用ARM處理器，將不同系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備通過(guò)各自物理鏈路接入融合分站的不同的通信接口中，從而實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)分站級(jí)融合。鏈路級(jí)融合是把不同系統(tǒng)的設(shè)備通過(guò)同一條鏈路接入融合分站，數(shù)據(jù)經(jīng)各系統(tǒng)的程序處理后發(fā)送至各自監(jiān)控主機(jī)。鏈路級(jí)融合能夠減少電纜、無(wú)線接口設(shè)備數(shù)量。數(shù)據(jù)級(jí)融合可以實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)共享參數(shù)。當(dāng)某一系統(tǒng)安裝該參數(shù)傳感器后，其他系統(tǒng)可以通過(guò)地面融合軟件獲得該參數(shù)。多系統(tǒng)融合可以避免系統(tǒng)的重復(fù)構(gòu)建并降低運(yùn)維成本。

2．4煤礦物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

為了確?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控機(jī)電設(shè)備的可靠性，避免因使用偽劣礦用機(jī)電零部件引起事故，煤礦企業(yè)需要采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)管理監(jiān)測(cè)監(jiān)控零部件。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以優(yōu)化采購(gòu)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、維護(hù)等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)全礦井動(dòng)、靜態(tài)管控。

2．5有效挖掘監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

井下分站與地面中心站之間傳輸?shù)男畔⒏臑樘崆皦嚎s好的數(shù)據(jù)，以達(dá)到提高傳輸速率的目的。監(jiān)控系統(tǒng)要重視采集數(shù)據(jù)變化量的比對(duì)工作，這樣可以預(yù)防瓦斯、火災(zāi)等礦山災(zāi)害。未來(lái)的煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)不再由某一個(gè)公司構(gòu)建，而是由相互獨(dú)立的多個(gè)公司兼容式開(kāi)發(fā)。云計(jì)算將會(huì)成為未來(lái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)的主流模式，為綜合分析地質(zhì)參數(shù)提供基礎(chǔ)。

3結(jié)語(yǔ)

我國(guó)數(shù)字化礦山建設(shè)已經(jīng)取得了初步成效，但仍然存在安全監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范、大數(shù)據(jù)挖掘不充分、傳感器性能不穩(wěn)定等技術(shù)薄弱問(wèn)題。引入人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、微電子、數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、射頻識(shí)別等新興技術(shù)，可以帶動(dòng)煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)快速發(fā)展。高性能的安全監(jiān)控系統(tǒng)能夠監(jiān)測(cè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，預(yù)防瓦斯、火災(zāi)等煤礦重大災(zāi)害事故，以達(dá)到自動(dòng)化生產(chǎn)、精細(xì)化管理、科學(xué)化決策的效果。只有找準(zhǔn)煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展方向，才能保障煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn):

［1］孫繼平．煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)［J］．煤炭學(xué)報(bào)，2010，35(11)．

［2］汪叢笑．煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造［J］．工礦自動(dòng)化，2017，43(2):1－6．

［3］王金華，等．?dāng)?shù)字礦山關(guān)鍵技術(shù)研究與示范［J］．煤炭學(xué)報(bào)，2016，41(6)．

［4］聶百勝，等．礦山無(wú)線安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)［J］．煤炭科學(xué)技術(shù)，2016，44(7):53－58．

作者:梁博森 單位:山東科技大學(xué)