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煤矿通风安全监测监控系统的运行现状分析

文档作者: 郭英飞        文档来源: 1.河南理T-大学 2.潞安环能股份公司常村煤矿
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更新时间: 2021年01月09日
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总第169期 doi:10.3969/j.issn.1005—2798.2013.09.021 煤矿通风安全监测监控系统的运行现状分析 郭英飞 ' (1.河南理T-大学,河南焦作454003;2.潞安环能股份公司常村煤矿,山西长治046102) 摘要:为了确保煤矿生产中的通风安全,应用了安全监测控制系统,但是从其运行现状来看还存在一些 急需改进与完善之处。文章分析了通风安全监测监控系统运行现状存在的问题,进而依据煤矿实况提出 改进建议。 关键词:煤矿;通风;安全监测;监控 中图分类号:TP277 文献标识码:B 文章编号:1005—2798(2013)09—0048 02 1 煤矿通风安全监测监控系统运行原理 工作时,监测主机不断地和各个分站进行通信, 各个分站不停将所接收到的各个传感器信号实施检 测处理与变换(其中主要包含模拟量、开关量及累 计量),时刻等候检测主机发出询问,各个分站接收 到来自主机询问之后,及时把所接收到的各个测点 信号传到监测主机。当要控制井下设备时,监测主 机把控制命令和分站的巡检信号共同传递到分站, 再经过分站远动开关对设备进行控制。监测主机把 所接收到的实时信号实时处理与存盘,经过本机的 大屏幕、显示器及模拟盘等各种外设所显示 j。其 工程流程如图1所示。 图1 煤矿通风的安全监测监控系统示意 2 煤矿通风安全监测系统存在的问题 1) 煤矿安全监测系统的多样性。由于安全 监测系统产品多样,厂家众多,各个厂家生产的监测 产品参数不一,缺乏兼容性,给设备在运行过程中的 48 维护、增容、升级带来困扰。受市场经济的影响,监 控系统厂家都签有自己的专用通信网络,各个厂家 的监控系统相互不兼容,从而加大了煤矿企业的重 复投资,造成了人力物力的极大浪费,同时系统的维 护更加艰难。 2) 煤矿监测系统功能不健全。在煤矿安全 监控系统发展的过程中,厂家把精力集中在监测能 力和控制系统的使用性能开发方面。对于煤矿企业 不可预测的安全问题并没有引起足够的重视,在系 统设计上存在严重的不足。就系统本身设计来说, 系统的自身保护就存在很大的缺陷,抗雷击能力不 强,有的设备根本没有安装避雷设备,安装有装避雷 设备的也不符合要求。当雷电强度达到一定程度的 时候,雷电击中通信传输线路中防雷能力较差的部 分,尤其是高度架空的传输线路,即使传输线路使用 了屏蔽线缆并且也接地,但是如果屏蔽效果达不到 使用要求,接地效果不好的情况下,雷电的能量一旦 窜人线路,进入运行的设备之中,很容易造成主机以 及井下设备损坏,情节严重的火花外泄,由电火花而 引发瓦斯和煤尘爆炸事故,不可小视。 3) 煤矿监测系统中甲烷传感器普遍质量不 高,校验方法落后。传感器是煤矿安全监测控制系 统的核心组成部分,传感器的性能是监测环境与上 传参数准确性的保证。我国目前使用的传感器主要 有瓦斯、负压、风速、水仓水位、电压、电流、温度等模 拟量传感器,以及机电设备状态、机电设备开停、风 门开关状态等开关量传感器。普通传感器基本能满 足监测煤矿安全生产,但是存在使用寿命短、稳定性 与可靠性不强,而有些传感器已不能满足实际生产 需要。其与发达国家甲烷传感器相比,还存在以下 缺点:①抗冲击性差。当矿井巷道大量瓦斯涌出时 收稿日期:2013-06-08 作者简介:郭英飞(1982一),男,山西襄垣人,在读硕士研究生,研究方向为通风安全与监测监控。 郭英飞:煤矿通风安全监测监控系统的运行现状分析 第22卷第9期 元件处于极度活跃状态,在频繁的作用下,出现零点 漂移现象,从而使得传感器准确度下降,不能准确反 映现场瓦斯涌出波动;抗冲击性能差,同时也会导致 元件使用寿命与稳定性低下。② 不具有抗毒性能。 由于煤矿井下含有大量的硫化氢气体,当硫化氢气 体大分子吸附在元件表面并与元件发生反应后,阻 止了甲烷气体与催化剂接触,从而导致元件感应的 灵敏度下降。③ 载体催化元件与元件不具有同步 性,制作工艺不高。由于甲烷在国内现用的传感器 一般采用载体催化元件,在矿井中除了含甲烷之外, 还有许多具有可燃性与爆炸性气体,它们对以催化 燃烧原理工作的传感器存在潜在的威胁;并且一氧 化碳等传感器不具有防水性,在井下维修使用的万 用表、示波器等设备防爆性达不到使用条件;在一些 矿井中还采用矿井自身瓦斯气体,来校准调校瓦斯 传感器,校准气体本身就不标准。 4) 缺乏对煤矿通风安全监控系统的管理与 维护。对于煤矿监测监控系统工程的审核与验收没 有严格按照质量检查标准进行验收,传感器的安装 数量严重不足。对煤矿安全监测监控系统的维护也 不到位,对传感器的调校没有按相关规定进行,通常 出现传感器误挂与混挂现象,厂家售后服务不及时, 对出现问题的传感器不能及时维修等诸多问题。 5) 缺乏系统专业维修维护人员。从事煤矿 安全监测维修的工作人员不够专业,文化层次偏低, 人员配备严重不足。 3 加强煤矿通风安全监测监控系统的建议 为确保煤矿企业的正常生产需要,建立健全煤 矿通风安全监测监控系统势在必行 J。如何做好 煤矿通风安全监测监控,应从如下几个方面着手: 1) 制定煤矿通风安全监测监控标准。制定 煤矿企业监控系统设计方案,对不规范的通信协议 与传输设备物理层协议进行规范,解决重复购置问 题。为避免系统不兼容现象,建议煤矿安全监测监 控系统在软件技术与信息通信技术的使用方面广泛 运用组态软件技术。组态软件是通用型的监控软 件,不需要任何语言与编程。利用软件本身的工具 便可自动生成通信、控制、储存、显示等多种功能的 应用软件,具有通用性、实用性以及维护方便等优 点,从而有效避免不同监控设备之间系统不兼容现 象。采区设计、采掘作业规程中,必须对矿井安全监 控设备的种类、数量和装置、信号电缆的敷设、控制 区域等明确规定,并绘制监控系统布置图。 2) 加强煤矿监测系统安全。在设备区与中 心站的范围内,加装安全栅,利用安全栅缓解并吸收 线路上的雷电能量,通过安全栅把雷电的瞬间电压 电流限制在安全值之内,能有效地避免因雷电造成 设备损坏。 3) 提高传感器可靠性与使用寿命。加大研 究投入力度,提高传感器的可靠性,延长调校周期, 设计传感器故障诊断软件。配备瓦斯探头所需的标 准小钢瓶,规范传感器标准调校工作 J。瓦斯矿井 工作面必须至少设置一个甲烷传感器。掘进工作面 甲烷传感器应布置在距工作面迎头不大于5 m处, 应布置在巷道上方,并应不影响行人和行车,安装维 护方便。在安装中,传感器应垂直悬挂,距顶板不得 大于300 mm,距巷道侧壁不得小于200 mm。报警 浓度≥1.0% ,断电浓度≥1.5% ,复电浓度<1.0% , 断电范围为掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。 在掘进工作面回风出口10 m处设置传感器,报警浓 度≥1.0% ,断电浓度≥1.0%,复电浓度<1.0%,断 电范围为掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。 4) 加强安全检测人员的培训工作,提高监控 人员综合素质。煤矿监测系统覆盖了计算机知识、 网络知识、机器设备、软硬件技术以及各种传感器与 系统的升级改造等各个专业知识,因此加强监测监 控系统人员的综合能力培训是煤矿监测系统正常运 行的保障。基层单位科长、工程技术人员是矿井通 风管理工作的中坚力量,是矿井通风管理工作中的 重要环节,他们既是各种通风制度、措施、方案的制 定者,又是执行者。因此,其素质的高低直接影响到 矿井“一通三防”工作的安全健康发展。受各种客 观因素的影响,目前基层单位通风工程技术人员的 整体素质不容乐观,人员结构不尽合理。因此,加强 基层单位通风工程技术人员的专业技术培训迫在眉 睫。 4 结语 总而言之,安全监测监控系统中还存在各种不 足之处,只有结合实际情况采取合理改进措施,才能 够确保监控系统正常运行,实现监测监控通风安全 的目标。 参考文献: [1] 丰尚安.加强小型煤矿安全监控系统的探讨[J].煤矿 安全,2009(12):23. [2] 寇健利.中小型煤矿瓦斯监测系统的配置及更新[J]. 山西煤炭,2002(3):44—45. [3] 抚顺煤科分院测控技术公司.煤矿安全仪器测控通信 技术的研究与贡献[J].煤矿安全,2008(9):50. [责任编辑:王伟瑾] 49
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