安全监测监控系统（共12篇）
安全监测监控系统 篇1
视频监测监控系统是在20世纪90年代就开始出现的, 煤矿企业在近几年才开始对视频监测监控系统的应用进行重视, 将其在煤矿开采中进行应用。由于煤矿开采过程中井下作业环境受客观因素影响较大, 一旦有突出事故发生, 不仅会给煤矿企业带来巨额的财产损失, 同时井下作业人员的生命安全也会受到严重威胁。所以煤矿安全视频监测监控系统在矿井的应用极为重要。
1 视频监控系统的优点
1.1 数据的可保存性和稳定性提高
视频监测监控系统采用的是数字压缩技术, 这样在煤矿生产过程中所监控到的视频图像会被数字化后存储在硬盘中, 而且存储的时间较长, 不容易丢失, 使数据的稳定性和可靠性能够得到有效的保证。
1.2 具有智能化查询的功能
传统的监视系统在对时间较长的记录进行查询时, 往往在查找上需要花费大量的时间。但视频监控系统由于是数字化系统, 在查找以前相关记录时可以利用索引进行快速查找, 有效的确保了查找效率的提高。
1.3 视频质量较高, 画面清晰易于辨别
视频监控监测系统在对井下作业情况进行监控过程中, 其画面不仅所含信息呈较大, 而且画质清晰, 能够随时对矿井的开采状况进行掌握。同时视频监控监测系统还可以对其视频进行重新编辑, 从而对画质进一步优化, 确保视频监控的质量。
1.4 网络传输的功能
视频监控监测系统由于属于数字化系统, 系统可以与计算机网络相连, 这样不仅可以实现远程视频监控, 而且信息共享得以实现。而且随着各项先进技术的发展, 视频监控监测系统在不断发展过程中已具有信息化、智能化、网络化和系统化的优点, 其在煤矿生产中进行广泛应用有效的确保了井下作业的安全。
2 安全监测监控系统的应用现状
近年来, 我国煤矿企业生产开始向机械化和综合化的方向发展, 这就使其对监控技术和手段有了更高的要求, 从而带动了监控监测系统在煤矿工业中的广泛应用。相较到其他国家而言, 我国煤矿监控监测系统应用较晚, 其是在吸收了其他国家先进技术的基础上研制而成的与我国煤矿行业相适应的一套安全系统。但在具体应用过程中还存在着一些问题需要解决。由于我国煤矿企业较多, 而且各个煤矿企业都存在着较大的差异性, 这就导致在具体应用过程中, 由于部分监控系统功能单一, 没有达到新标准和新规程的要求, 相容性较差, 使煤矿安全监测和监控系统存在不相容的问题。同时在监控系统应用过程中, 由于相关技术人员操作和使用上不熟练, 使用过程中极易导致信息出现偏差, 从而对后期的决策和管理工作带来较大的影响。另外, 由于目前通信协调还存在着不规范的问题, 信息传输设备及传感器质量都存在着不完善的地方, 市场较为混乱, 管理水平也不高, 这就导致当前安全监测监控系统在煤矿企业的生产应用中还存在着许多不足之处, 需要加快改进, 确保煤矿开采的安全进行。
3 视频监测监控系统的设计
(1) 摄像部分:摄像部分是视频监测监控系统的前沿, 它把所拍摄的图像传输到中心监视器上。摄像部分的设计包括了摄像机、镜头、电源以及防护罩、云台和解码器、红外线等。摄像机分为彩色和黑白两种, 黑白摄像机的灵敏度比彩色摄像机高, 因此在拍摄对象的位移和位置上比较适合, 但在具有分辨性的对象时就需要选择彩色摄像机。摄像部分的镜头包括手动光圈定焦镜头和自动光圈变焦镜头两种, 定焦镜头又分为标准镜头和广角镜头两种。其中手动光圈镜头适用于监测环境照度变化不大。自动光圈镜头适用于室外光照变化较大的地方, 广角镜头适用于距离较近的环境, 标准镜头适用于距离适中的拍摄环境。选择适宜的防护罩, 起到防尘、隐蔽、防晒、防雨的作用。
(2) 传输部分:传输部分主要由视频线、双绞线、光纤和接线盒等组成, 其是系统图像信号处理的重要通道。
(3) 控制部分:控制部分是视频监测监控系统的核心部分, 担任整个系统的指挥中心, 起着对前端摄像机和图像信号处理设备的控制作用。
(4) 显示部分:电脑和监视器作为显示部分, 可以直接将数据和信息进行显示, 在设计时宜采用数字化硬盘来对视频显示进行记录, 这样不仅费用较低, 而且还有利于传输和实现远程监控。
(5) 网络分控部分:视频监测监控系统通过网络分控部分来将其网络化特点体现出来, 这对于实现远程监控具有极其重要的意义。目前煤矿企业采用的内部局域网, 所以可以采用硬盘录像网络分控方式, 从而利用数字化方式将监控点信号传输至中央处理设备。
4 视频监测监控系统的管理
视频监测监控系统的管理是一个系统化的过程中, 其涉及的内容较多。在前沿管理工作中需要对各个部分设备的选址和维护进行管理, 视频前沿设备的选址具有可变性, 特别是在矿井内部, 需要根据矿井内部环境的变化来及时对摄像机的位置进行调整, 从而实现对矿井内部的全面监管。同时还要做好视频监测监控系统的线路管理工作, 不仅确保传输线路的质量, 还要做好线路的检修和维护工作。另外还需要强化操作人员的技术水平, 特别是需要专业水平较高的操作人员来对中央处理器部分进行操作, 在对系统进行维护时需要利用数字化和集成化的方式进行。
结语
在当前煤矿行业的生产过程中, 煤矿安全视频监测监控系统是其极为重要的组成部分。在视频监测监控系统设计和管理工作中, 需要综合对煤矿生产环境进行考虑, 选择高质量的设备和传输方式, 强化视频监测监控系统的管理, 使其能够更快的实现智能化、数字化和集成化, 确保煤矿企业生产的安全。
摘要：在当前我国经济和社会发展过程中, 煤炭作为不可或缺的重要资源成为使用率最高的资源。为了确保煤炭能够更好的满足社会的需求, 煤矿企业的生产安全至关重要。在现代煤矿企业生产过程中普遍使用煤矿安全视频监测监控系统, 这对于预防矿井安全生产事故的发生起到极其重要的作用。视频监测监控系统具有较强的监控能力和防范能力, 能够有效的确保煤矿的生产安全。
关键词：煤矿安全,视频监测监控系统,优点,应用,设计,管理
参考文献
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[2]辛礼彬.煤矿安全监测监控系统在应用中存在的问题及解决措施分析[J].内蒙古煤炭经济, 2015 (01) .
[3]孙继平.煤矿监控新技术与新装备[J].煤矿自动化, 2015 (01) .
安全监测监控系统 篇2
监控机构管理小组： 组长：陈方富 副组长:冉庆
成员：祁帅通、顾安吉、郑胜、张盟 具体分工：
组长陈方富负责全矿的监控系统维护及调试、安装等 副组长负责管理井下监控系统小组成员的工作安排等 监控组成员负责监控系统的校检、安装、维护及调试等
监控组成员张盟主要负责便携检测仪、瓦斯检测仪等设备的校检工作。地面中心站监控人员：夏雪、叶娇、王维
监控系统管理制度
为保证矿区内监控信息系统的正常有序的运行，特制定本管理制度。
第一章 值班监看制度
一、矿区监控系统由中控室负责监控，由调度部负责监督检查中心监控室的工作。
二、中控人员负责作好厂区监控范围内的工作，并作好当班的资料记录，发现异常情况必须及时向上级汇报。
三、严格按规定操作步骤进行操作，密切注意监控设备运行状况，保证监控设备安全有序，不得无故中断监控，删除监控资料。
四、监控用的计算机不得做与监控工作无关的事情。
五、认真学习监控的操作规程，维护和保养好监控设施。保持图像信息画面清晰，保证系统正常运行。
六、负责中控室的卫生清洁，保持室内干燥，设备、布线排列整齐。
七、严禁非中控人员进入中控室。
八、未经允许不得随意代班、调班。当班时不得擅自脱岗，严禁看报刊杂志，听收音机、打私人电话等与其工作无关的事情。
九、每天下午5点之前向调度室办公室汇报当天的监控情况。
第二章 图像信息保存、使用登记制度
一、矿内监控系统图像实行自动保存，有毒危险药品库房图像保 2
存时间不少于30天，其他图像保存时间不少于3天。
二、外来单位人员需要查看监控图像需调度室主管批准，填写监控信息图像查看记录表,对图像信息的录制人员、调取时间、调取用途等事项进行登记。
三、任何人不得擅自复制、查询或者向公安机关以外的其他单位和个人提供、传播图像信息。
四、任何人不得擅自删除、修改监控系统的运行程序和记录。
五、任何人不得擅自改变公共安全图像信息系统的用途和摄像设备的位置。
六、任何人不得干扰、妨碍监控系统的正常运行。
第三章 安全保密制度
一、工作人员使用计算机要及时主动设置密码。
二、严禁将计算机密码告知无关人员。
三、未经相关领导批准，任何人员不得将公司的数据、软件及资料复制给其他单位或个人。
四、未经公司许可，公司以外任何人员不得使用操作监控计算机系统及相关设备。
五、任何人不得擅自提供、传播图像信息。
六、对涉及公司秘密、商业秘密和员工个人隐私的图像信息予以保密。
第四章 工作人员岗前培训、人机演练制度
一、新入职员工按照公司培训制度进行岗前培训，其中包括监控 3
系统的理论和实际操作培训。
二、新入职员工在接受相关培训后，需进行考核，包括理论和实际操作的考核，其考核成绩作为入职的参考。
三、公司按照相关制度不定期进行突发事件的演习，其中包括监测系统突发情况的操作演练；员工对突发事件的处理熟练程度将被记录，作为职务晋升的参考。
系统运行安全保障制度
一、工作人员要定期对自己的计算机进行病毒检测，发现病毒应及时清除；清除不了的，要立即报告调度室。不得使用来历不明的软盘或光盘，严禁故意制作、传播计算机病毒。
二、调度室安排维修班组定期检察监测系统线路和设备，超出服务 期限的设备要及时更换。
三、严禁携带易燃、易爆、有毒的物品进入中控室。
四、严禁带零食进入中控室，室内严禁烟火，水杯应放置在远离电器设备的地方。
监控值班制度
为保证我矿监控通讯设施正常、有效运行，更好地服务于矿井安全生产，发生故障能及时排除，杜绝发生不安全隐患。提高人员素质及工作责任心，特制定以下监控值班制度。
1、监控室每日由两名监控维护人员执行24小时值班制；监控中心站实行8小时值班制度，实现24小时不间断连续监测监控。
2、值班期间主要负责地面监控通讯设施的维护（包括仪器校验）、故障处理及夜间井下突发故障的排除和设备的搬迁等工作任务。
3、值班实行每日轮换制度。
4、值班期间对发现故障设备应及时、有效进行处理，不得延误或拒不处理。
5、值班时应对无故障设备进行必要的维护及保养、检修。
6、值班人员负责当日监控维修室室内卫生清洁工作及设备整理摆 5
放、工具保管等日常工作。
7、值班期间不得出现空岗、脱岗、缺岗等违纪现象。
8、值班人员如有外出，必须通知调度室值班员，并通知联系方式。
9、值班期间不得酗酒聚众在维修室进行与工作无关的活动。
监控设施功能定期试验制度
矿井监控设施主要功能就是根据《规程》要求，对井下瓦斯超限地点实行瓦斯电闭锁及掘进面局扇停机实现风电闭锁功能。为确保监控设施功能的灵敏、可靠，防止人为或设备故障，不能正确有效实现“两闭锁”功能。结合我矿实际情况，特制定以下定期试验制度：
1、根据《规程》第一百六十二条之规定，每七天必须对甲烷超限断电功能进行测试。
2、结合我矿实际情况，监控维护人员每星期一（根据工作情况可提前或推迟1～2天），定期对井下所有安设基本分站实现闭锁功能的地点进行闭锁功能测试。
3、测试前必须电话通知调度室，并告知井下作业人员。
4、瓦斯电闭锁试验应人为调高甲烷传感器至断电点,试验闭锁功能是否正常，不正常应及时整改。
5、调试时要密切注意传感器报警点、断电点、复电点是否与设计相符合，不符合规定时要及时校正。
6、应检查断电范围是否符合《规程》要求，不符合应及时通知调 6
度室，由调度室安排电钳工进行整改。
7、测验完毕，应与瓦检员对甲烷传感器进行校验，避免出现误差超过允许范围。
8、风电闭锁试验应人为移动开停传感器进行试验，发现异常应及时查明原因并整改。
9、测试完毕要及时、如实填写试验记录。
10、测试结果应汇报通风科长及矿总工程师。
11、测试记录应每月汇总，报通风科存档保存。
监控设备功能定期校验制度
井下监控瓦斯数据采集主要来源于井下安设的甲烷传感器及人员随身携带的便携式报警仪。为了保证传感器测值准确，为矿井安全生产提供可靠、真实的瓦斯数据，为合理安排指导生产提供强有力的瓦斯数字依据。根据《规程》规定，结合我矿实际情况，特制定以下监控设备功能定期校验制度。
1、每七天定期对我矿监控设备进行一次全面校验，检查数据传输是否正常、设备功能是否良好、数据采集存储是否完整、监控软件运行是否正常。
2、根据《规程》第一百六十二条规定，每七天必须对甲烷传感器及便携式报警仪进行调校。
3、调校应使用标准气体及空气气样进行校对。
4、调校人员应严格按照设备使用说明及相关校验程序对设备进行严格细致的校验。
5、发现不合格设备要及时修理，更换损坏元件。
6、设备校验时严禁吸烟，以免造成校验误差。
7、每台设备至少应反复校验三次以上，以提高校验准确程度。
8、甲烷传感器低浓元件应使用0.5%、1.0%、3.0%三种标准气体进行校验，高浓元件使用3.0%标准气体进行校验。
9、便携式瓦检仪使用1.0%标准气体进行校验。
10、严格按照设备性能要求对报警点、断电点等参数进行校验。
11、校验过程中应对每台设备校验情况进行详细记录。
12、校验记录应每月汇总，报通风科存档保管。
日常维护保养制度
为使监控通讯实施正常有效运行、降低故障率、更好地服务于安全生产。结合我矿实际，特制定以下日常维护保养制度。
1、监控中心站值班员应每日对设备积尘进行清扫。
2、时刻注意设备运行情况及各种指示灯状态是否正常，发现异常及时汇报。
3、严格按照《作业规程》及设备操作程序正确使用设备。
4、井下设备由监控维护人员，每日入井对所辖设备进行巡视检查。
5、及时清扫设备及电缆煤尘。
6、注意观察设备运行情况及各种状态，指示灯是否正常，发现异常及时处理。
7、根据《监控设备功能定期校验制度》、《监控设施功能定期试验制度》，及时对设备进行校验、调试。
8、工作面收尾、拆除监控设备后，应把设备升井，进行必要的检修维护。
9、井下发现故障设备要及时更换，不得带病运行。
10、每日入井应对所辖设备外观、线路及安设位置进行仔细检查。
11、认真检查分线、接线嘴是否松散，有无挡板，螺丝弹簧是否齐全，杜绝失爆。
12、升井设备值班人员应及时检修、维护以备再用。
监测监控管理制度
为确保井上、井下监控通讯设施正常有效运行，服务生产，确保安全，提高监控人员工作积极性，增强人员责任心，强化人员劳动组织纪律，结合我矿实际情况，特制定以下监测监控管理制度。
1、监控中心站实行8小时值班制度，实现24小时不间断连续监测监控。
2、监控维护人员实行早班、贰班入井对井下设备进行维护、故障处理及设备搬迁等工作，值班主要负责地面监控设备维护、修理及夜班井下突发故障处理及设备搬迁等工作。
3、早班8∶00～16∶00，贰班15∶30～23∶00，值班24小时，每班两人。
4、入井人员应严格遵守《规程》及矿有关规定，确保自身人身安全。
5、监控中心站值班员应密切注意井下瓦斯及各种开关量传感器变化情况，发现异常及时汇报。
6、中心站值班员应对中心站内监控设备运行情况做出正确判断，发现异常及时汇报。
7、监控人员严禁出现迟到、早退、空岗、脱岗、缺岗、睡岗（中心站）等违纪现象。
8、监控维护人员每月入井不少于22次，入井时间每次不少于4小时。
9、值班人员应对工作场所进行卫生清扫工作及设备、记录等要摆放合理，不得乱扔乱放。
10、对井上、井下出现的监控故障要及时、有效处理，不得拖延或拒不处理。
11、根据生产情况及时对井下监控设备布置进行搬迁、调整。
安全监测监控系统 篇3
关键词：煤矿安全 监控网络 计算机网络 服务器
矿井安全监测监控系统是传感器技术、信息传输技术、计算机应用技术、电气防爆技术和控制技术等多种技术在矿井安全生产监控领域应用的产物，对保障煤矿安全生产，提高生产效率和机电设备的利用率都具有十分重要的作用。矿井安全监控系统一般由三部分组成：①中心站（包括应用软件、计算机及外围设备）；②信息传输装置（包括传输接口、分站、传输线、接线盒等）；③传感器和执行装置。具体来讲，煤矿安全监控系统是指对煤矿的瓦斯、风速、一氧化碳、烟雾、温度等环境参数和矿井生产、运输、提升、排水等环节的机电设备工作状态进行监测和控制，用计算机分析处理并取得数据的一种系统。安全监控系统可以为各级生产指挥者和业务部门提供环境安全参数动态信息，为指挥生产提供及时的现场资料和信息，便于提前采取防范措施。另外通过对被测参数的比较和分析，系统可以实现自动报警、断电和闭锁，便于制止事故的发生或扩大；在发生事故的情况下，能及时指示最佳救灾和避灾路线，为抢救和疏散人员、器材，提供决策信息。
1 煤矿安全问题概述
我国目前矿难频发这一现象实际上反映的是监管机制不到位、安全意识淡薄、科技水平落后等等问题。因为利益的驱动，人们不可能停止煤矿开采工作，因为这个原因，安全问题的重要性就格外凸现出来，人们必须对安全问题给予足够的关注与重视以改变矿难频发的现状。然而，煤矿安全生产最大的困难实际上就在煤矿本身，开采条件复杂、情况多变，即使有了足够的投入，矿难已然显得难以避免。矿难一次次的考验着煤矿工作者的应变能力、事故处理能力，但是相关工作人员始终没能成功的将补救转变为预防。如何尽可能的避免矿难也就成了安全问题的核心与关键所在。
中国是一个领土辽阔的国家，地形地貌种类繁多，煤田的地质构造复杂，煤矿开采的机械化程度相对较低，采掘工艺比较落后，顶板事故也因此成为采煤作业中最容易发生、最常见的事故。据相关资料统计，顶板事故数量占采煤事故总数的53.86%，顶板事故造成的死亡人数占煤矿事故死亡总人数的39.85%。
除此之外，由于部分煤层的赋存条件较差，煤矿瓦斯灾害格外严重。我国大中型煤矿中，高瓦斯矿井约占矿井总数的43.7%，突出矿井约占19.89%。而小煤矿中，高瓦斯矿井占16.1%以上。随着煤矿开采作业深度不断增加，开采强度不断加大，煤与瓦斯发生突出的危险系数也随之不断增加，突出危险区域的面积也在不断扩大。瓦斯突出类事故占煤矿事故总数的16.94%，该类事故导致的死亡人数占煤矿事故死亡人数的34.72%。这类事故中的人员损失极大，危害严重，平均每瓦斯起事故造成至少9.36人死亡。
近年以来，随着煤矿开发与生产的深度日益增大，水害的威胁程度、水害的产生条件以及水害的形成机理都逐渐变化着，给对井下突水的导水通道、水源和补给强度的分析都造成很大难度，对水害的治理工作提出了很高的技术要求。
2 安全监控网络的具体功能
实时数据的采集。实时数据就是包括了传感器等各个安全设备的信息与实时监测安全的各项数据，这些的产生数据是实时采集的，一旦有变化发生，就立马会被采集并传输到服务器的终端。实时数据就是指的安全数据，它是整个流量中最大的一个部分。它们的采集、传输、存储与展示，直接关系到安全监控是否能够实现，是整个系统的中心功能。
管理数据。管理数据就是包括了煤矿的生产管理、一般信息、安全管理等方面的各项信息。其中一般性的信息包括了煤矿的基本情况；生产管理则包括了工作上面的信息、挖掘前进等方面的内容；安全管理也是包括了瓦斯通风信息、隐患监察、各种类型的监测报表等等。它们都为决策者有效地提供了多种辅助数据与信息。
3 运用矿井安全监控技术解决煤矿安全问题
3.1 计算机网络的建设与改造
当前的煤矿安全监控网络现状是：省级煤矿监控网络与下属的部分煤业集团的广域网、产煤省辖市网络没有有效的连接起来，为了实现地区性的煤矿安全监控网络系统的合理建设，应当对对省级网络进行升级与结构优化，形成核心交换机到各个产煤城市、产煤集团的大范围连接。
3.2 具体业务的分区管理
为了在实现内外网络逻辑隔离的同时满足外界通过身份验證访问内部网络的业务需要，从管理的角度可以将煤矿安全监控网络划分为两部分，即内网业务区与外网业务区。
内网业务区主要包括3个部分： 其他业务区、瓦斯专区、管理服务区。由于瓦斯监测监控网络要求的安全性能很高，监控网络需要实现的功能较为繁多，因而单独建立瓦斯专区。其他业务区的主要工作则包括调度数据、公文运转、内部业务网等。管理服务区的主要工作包括IP电话、视频会议、认证服务器等用于管理整个内部网络的功能。
考虑到视频会议系统与调度IP电话指挥系统在实时性方面要求格外严格，需要保证尽可能短的延迟时间，可以以将视频会议系统控制中心与调度IP电话指挥中心的网络直接简介在核心交换机上，而不放入防火墙内。
外网业务区的工作内容主要包括对邮件服务器、外宣传网站、负责办公区和家属区访问互联网的服务器等。
3.3 服务器端的开发与部署
通讯服务器主要负责接收下级数据监控节点或者具体某个煤矿实时上传的设备数据、环境数据以及管理数据，进而对这些数据进行统一的分析与管理，在出现异常时发布警报，同时对外提供实时数据的访问接口。除此之外，通讯服务器还要保证其他服务器的实时数据查询服务。通信服务器框架下包括了数据采集、通讯协议、数据发布、数据传输等功能，是整个煤矿监控网络的基础。
地理信息服务器的主要任务是提供地图的缩小、放大、查找、漫游、全图、测距、鹰眼、图层设置等常规的地图操作功能。同时还负责实现各种模拟量、开关量的图形、数据等信息的显示。数据库服务器主要存储全部的非地图数据，包括设备数据、环境数据、管理数据等实时信息，同时，数据库服务器还要提供相应的统计、查询等功能的具体数据来源。
结束语：
随着现代通讯技术和计算机技术的发展，高性能的煤矿监测监控系统在我国有着广阔的前景。安全监测系统是生产、安全及管理方面的一个实时监控系统，通过本系统可以使管理层快速、及时、准确地获取生产相关数据，提高决策的科学性，从而避免或减少因决策失误而造成的安全事故和财产损失。
参考文献
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安全监测监控系统 篇4
煤矿安全监控系统是煤矿高产、高效、安全生产的重要保障,它是传感器技术、信息传输技术、计算机应用技术和控制技术等多学科技术在煤矿安全生产监控领域的综合应用[1]。系统一般由地面中心站、井下环网平台、监控分站、传感器、断电器、通讯电缆等几部分组成。它实时采集井下环境中有毒有害气体浓度、通风系统参数和井下所有机电设备的运行状态并上传至地面中心站,可实现甲烷超限断电、故障断电、风电闭锁、远程手动控制等主要功能。准确地提供各项监控数据并显示煤矿井下各主要设备的运行状态,对于矿井灾害治理及事故致因分析具有极为重要的现实意义。我国煤炭行业安全生产的新形势对煤矿安全监控系统的稳定性、可靠性及灵敏性提出了更高的要求,实现每天24 h不间断地连续实时监测和储存各项信息,已成为煤矿安全生产的必要前提。然而,煤矿安全监控系统在实际运行中往往会有一些故障得不到及时的处理,从而延长了系统故障时间,出现监测盲区的情况。
鉴于此,在多年的实践的基础上,通过对煤矿安全监控系统日常维护中常见的故障进行分析,寻求其快速处理的方法,形成了一系列适宜于现场实际的煤矿安全监控系统故障快速处理技巧,为煤矿现场工程技术人员解决常见的安全监控系统故障提供了有效的途径,这对于确保煤矿的安全生产具有极为重要的意义。
1 煤矿安全监控系统正常运行必备条件
煤矿安全监控系统的正常运行是多因素、多条件综合作用的结果。在安全管理、设备等因素的影响方面,需首先应具备以下条件:(1)管理到位。制定完善的工作制度和操作流程、明确管理和维护机构、配备足够的操作和维护人员,这是安全监控系统正常运行的首要条件。(2)装备齐全。安全监控系统的分站、传感器、断电器等设备要有20%的完好备用量。地面、井下各地点安设的传感器位置、数量、类型要符合要求,并且系统要连续可靠地运行。这是安全监控系统正常运行的基本条件。(3)处置迅速。当系统出现异常情况(报警、断电、故障)时,要迅速做出反应、分析原因、采取正确有效措施及时恢复系统的正常运行。这是安全监控系统正常运行的技术保障。(4)培训到位。培训可以使人进步,通过培训的途径使广大的安全监控系统管理、维护、操作人员更深入地了解系统的工作原理、内部结构、组成框架等,不断提高他们的技术水平和实现快速分析和处理故障的能力,这是安全监控系统正常运行的人才保障。
2 煤矿安全监控系统故障类型及原因
煤矿安全监控系统的故障类型及其致因繁多,结合多年的实践经验,对日常维护中发现的故障类型与致因进行了简要的分类,如表1所示,以期为煤矿现场工程技术人员处理各项安全监控系统故障提供借鉴。
通过对表1中各主要故障及致因的分析可知,人为原因造成的故障占比最高,其数值高达45%;其次为设备自身原因所造成的系统故障,其占比数值为30%;由于设备供电、信号线路干扰、雷击等造成的故障占比为25%。因此,在日常安全监控系统的维护过程中,应尽可能避免人为因素造成系统故障。
3 故障处理要领及致因分析
安全监控系统出现的故障类型、引起故障的原因、出现故障的部位等都是多样的、复杂的。当安全监控系统出现故障后,就需要维护人员根据掌握的理论知识和现场经验,结合故障现象进行综合分析,按步骤进行处理,掌握快速处理系统故障的要领是十分必要的。通过对日常工作中故障处理方法的归纳、总结出以下3项处理要领:(1)故障处理原则:维护人员应遵循“由简单到复杂、先分析后处理、先软件后硬件、先地面后井下”。(2)故障处理的方法:“看”,看故障现象、故障时间,看故障规律;“查”,查运行状态、运行记录;“思”,思考故障出现的范围、可能导致的原因;“换”,更换软件,更换设备,更换线路等。(3)故障处理步骤:查记录,查曲线,查数据,问现场,析原因,换配件[2,3,4,5]。
同时,维护人员应熟知矿井安全监控系统的结构和通讯线路的布置,熟练掌握设备的结构、基本参数、主要功能、系统设置等,做到快速锁定故障范围和具体的故障点。
在充分掌握上述3项故障处理要领的前提下,尚需针对现场实际,进一步分析煤矿安全监控系统故障的致因。以下是典型的“通讯中断”与“断线”故障致因分析:(1)全矿井所有监控分站和交换机链路“通讯中断”。此时,第一时间就应该分析地面中心站软件是否设置错误、机房交换机工作是否正常或服务器网口故障,而不应该去分析井下线路或者其他设备故障。(2)某一链路所接监控分站“通讯中断”,其他链路分站通讯正常。此时,第一时间就应该分析该链路的通讯模块和该条通讯线路是否存在短路和断路的现象。(3)传感器在中心站显示“断线”故障,表示传感器的信号未传输到中心站。此时,第一时间就应该查看传感器的信号指示灯的状态,判断是传感器损坏还是线路故障。(4)井下监控分站出现频繁的“通讯中断”故障,该问题是安全监控系统中最复杂、最难处理的故障。当出现该类问题后,首先要查看是否有规律性,然后从出现故障时间、地点、故障时长等方面分析和查找故障点,也可以采用甩掉其中的1条或2条链路来观察其他链路的运行情况的方法,进行逐一的排除。
4 预防系统故障采取的对策
(1)矿井网络交换机摆放位置、主通讯线路铺设要合理。井下所有监控分站尽可能分开与多条链路进行通讯,减少每天链路所接分站数量,从而加快了系统的巡检周期,减少了系统故障影响范围,缩短故障排除时间。
(2)井下网络交换机和监控分站外接电源应接在开关的电源侧,有条件的情况下,尽可能使用专用电源。
(3)地面监控机房设备应采用双回路供电并配备不小于8 h的在线式不间断电源,每半年对UPS不间断电源进行测试,观察设备的切换、容量是否满足要求,如何不符合要求要及时更换。
(4)井下网络交换机和监控分站备用电池要定期进行充放电维护和测试。利用中心站软件“远程电池维护”功能每月定期对设备进行放电测试,这有利于延长备用电池的使用寿命,并记录放电时长,若放电时长达不到1.5 h的要求,需要及时更换。
(5)井下接线盒采用“倒U掉挂法”。将线路中的接线盒高于平行于两侧的电缆位置,从而可以有效地防止接线盒进水、接线柱腐蚀造成的故障。
(6)正确使用传感器防护罩。系统厂家出厂一般都配备相应传感器的防护罩,但是大部分矿井现场都未使用,正确使用防护罩可以避免传感器进水、进尘。
(7)传感器采用防水航空插头可以避免传感器移动导致接触不良而出现的瞬间断线故障。
(8)地面、井下设备要进行有效接地,防止静电对系统干扰产生误报警和故障。
(9)监测维护工要执行井下24 h待命工作制。开采范围大的矿井要分区安排监测工值班,合理设置值守位置,明确管理规定,反馈维修信息,现场查找故障原因,及时汇报到位情况,携带必要的工具和监测配件,做到及时处理,减少故障影响时间。
(10)加强特殊地点电缆的检查。对于施工作业场所、顶板掉矸、变形较大的巷道等地方,监测电缆容易被砸坏和损伤;对于立井井筒中电缆,由于被卡子固定时间长,在重力作用下容易破皮和压断。这些地点的监测电缆应定期和经常检查。
(11)高瓦斯矿井、突出矿井、高硫矿井建议选择红外或激光甲烷传感器。红外甲烷传感器使用寿命长达5 a,全量程、耐冲击、调校周期长、稳定性好,不受其他的影响[6]。
(12)加强技术人员的培训工作,制定年度的专业培训计划。只有让技术人员的水平不断提高,增强专业知识,才能够对日常出现的问题进行快速地分析和处理。
5 结论
(1)煤矿安全监控系统的正常运行是多因素、多条件综合作用的结果。因此首先应确保管理要到位,然后在此基础上配备齐全的装备,在发生故障时,处置应迅速,并就工程人员的技能进行严格系统的培训。满足以上各项要求时,则具备了煤矿安全监控系统正常运行的必备条件。
(2)对煤矿安全监控系统故障的类型及致因进行分析发现,人为原因造成的故障占45%,设备自身原因所造成的系统故障占30%,由于设备供电、信号线路干扰、雷击等造成的故障占25%。因此,在日常安全监控系统的维护过程中,应尽可能避免人为因素造成的系统故障。
(3)针对安全监控系统故障的处理方法进行了归纳,总结出“3步走”的技术要领,即:首先遵循“由简单到复杂、先分析后处理、先软件后硬件、先地面后井下”的处理原则;通过“看”、“查”、“思”、“换”相结合的方法,查询记录、曲线等,进一步对故障进行解析。
(4)在充分掌握“3步走”的技术要领的前提下,对典型的“通讯中断”与“断线”故障致因进行了分析,并提出了相应的对策。这对于煤矿现场工程技术人员迅速掌握各项安全监控系统的故障处理方法提供了有效的途径,为煤矿的安全生产奠定了坚实的技术基础。
摘要：煤矿安全监测监控系统在日常使用过程中,由于管理不善、设备线路老化、井下生产环境影响,导致安全监控系统的故障率较高,维护人员未熟练掌握故障分析和处理的方法,故障处理时间长,严重影响安全监控系统的正常运行和煤矿正常生产。通过对各主要故障致因的分析与总结,对煤矿安全监控系统故障类型、故障原因进行了分类,提出了针对性预防故障的对策,对煤矿现场工程技术人员迅速掌握各项安全监控系统的故障处理方法提供了有效的途径,为煤矿的安全生产奠定了坚实的技术基础。
关键词：煤矿安全,监控系统,故障分析,处理要领,预防对策
参考文献
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安全监测监控管理规定 篇5
第一条 矿总工程师负责对安全监控系统进行全面管理，分管“一通三防”副总工程师负责安全监控系统的具体业务指导工作。
第二条 煤矿应制定瓦斯事故应急预案、安全监测岗位责任制、操作规程、值班制度等规章制度。
第二条 矿成立监控信息中心，配备中心负责人1名，并至少配备工程技术人员1～2 名，监控中心机房配足机房值班员，按传感器使用数量配足安全监测工。
第三条 安全监控系统是矿井瓦斯灾害预防的重要手段,系统涉及煤矿通风、监控、电气等多个专业领域，调度室监控中心是安全监控系统的主要管理部门，同时，城郊煤矿生产技术科、安检科、机电科等科室对安全监控系统负有共同管理的责任。生产技术科对采掘作业规程或安全技术措施中甲烷传感器等安全监控设备的设置方案是否符合有关通风和瓦斯监测的要求负审查和监督责任;安检科负责对各监控设备使用单位的现场使用管理情况(分站、传感器以及监控电缆等)进行监督检查;机电科负责对大巷及采区集中巷等主要巷道的电缆进行统一规划、统一安排施工、统一管理，以保证《煤矿安全规程》、《煤矿安全质量标准化标准》等有关规定的有效实施，并负责对《安全监控设备安装申请单》进行审核，保证满足断电范围要求;供应科负责建立通信、信号电缆的发放、回收帐目，便于核查。调度室负责对收集到的安全监控信息做好分析处理工作，并对矿领导和上级单位或部门做好准确的信息传递工作，统一协调布置安全监控管理工作。
第四条 安全监控人员(包括安全监控负责人、安全监控工程技术人员、安全监控机房值班员、安全监测工等)必须持证上岗。
第二章 安全监控设计、安装、拆除
第五条 煤矿的采区设计、采掘作业规程和安全技术措施，必须对安全测控仪器的种类、数量和位置，信号电缆和电源电缆的敷设，断电区域等做出明确规定，并绘制布置图和断电控制图。
第六条 安装(拆除)前，使用单位必须根据已批准的作业规程或安全技术措施提前两天提出《安全监控设备安装申请单》(《安全监控设备拆除申请单》)并提交调度室监控中心。监控信息中心负责统一组织、实施安全监控设备的安装(拆除)工作，分站及分站以上由监控信息中心实施，分站以下(包括分站至传感器的电缆以及传感器)由使用单位实施并经监控信息中心验收。在监控设备安装(拆除)实施过程中，使用单位和相关单位必须给予积极配合，否则对责任人罚款200～500元/次。当施工地点通风系统或工作面的供电发生改变，需改变安全监控系统相应的设备或各种参数时，施工单位必须再次提交《安全监控设备安装申请单》。如果不及时提交《安全监控设备安装申请单》而私自改变原有系统的，对施工单位罚款1000元/次，对责任人罚款200元/次。
第七条 根据《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》等有关规定和采掘作业规程(或安全技术措施等)的要求必须设置安全监控设备的工作面，在开工或投产前必须装备完善安全监控设备，否则不得开工或投产。对违反本条规定的责任单位罚款3000元/次，责任人罚款500元/次，并对由此而产生的安全责任和误工损失均由责任单位承担。
第八条 安全监控设备在准备下井安装之前，监控信息中心必须在地面按产品使用说明书的要求调试合格后方可入井安装。
第九条 安装断电控制系统时，使用单位或相关单位必须根据断电范围要求，提供断电条件，并接通井下电源及控制线，在连接时必须有安全监测工在场监护。
第十条 为防止甲烷超限断电时切断安全测控仪器的供电电源，安全测控仪器的供电电源必须取自被控开关的电源侧，严禁接在被控开关的负荷侧。
第十一条 模拟量传感器应设置在能正确反映被测物理量的位置。开关量传感器应设置在能正确反映被监测状态的位置。声光报警器应设置在经常有人工作便于观察的地点。
第十二条 井下分站，应设置在便于人员观察、调试、检验及支护良好、无滴水、无杂物的进风巷道或硐室中，安设时应垫支架，使其距巷道底板不小于300mm，或吊挂在巷道中。
第十三条 安全监控设备(包括井下网络交换机、分站、断电仪、传感器及接线盒等)安装完成并试验合格后由监控信息中心交由使用单位管理(监控设备接地线敷设和防爆标记标注由使用单位负责)。
第十四条 与安全测控仪器关联的电气设备，电源线和控制线在拆除或改线时，必须与调度安全监控中心共同处理。检修与安全监测仪器检修与安全监控设备关联的电气设备，需要监控设备停止运行时，必须经矿主要负责人或主要技术负责人同意，并制定安全措施后方可进行。对随意停止安全监控设备运行的责任单位发现一次罚款100-3000元，对责任人罚款200元-500元。施工地点监控线路(分站以下)出现故障，监控信息传输不到地面时，施工单位必须立即安排处理，在两小时内处理完毕。否则，每拖延一小时，对责任单位罚款200元/小时。
第十五条 井下新施工项目(包括钻场、泵窝、泄水巷等)，施工前，施工单位必须提前和机电科结合，对电缆重新进行规划、布置，按照标准要求吊挂。巷道正常施工中，通信、信号电缆(包括光缆)应吊挂在电缆钩的上方，且和电力电缆(包括照明电缆)之间的距离保持在100mm以上。如出现通信、信号电缆与电力电缆吊挂混乱，不符合要求，对施工单位罚款100元/处。
第十六条 施工单位按照作业规程的要求,保证在掘进工作面迎头的甲烷传感器吊挂在风筒的对侧，距离工作面迎头不超过5m，在掘进工作面回风流中的甲烷传感器距离回风口(车场)10～15m。在采煤工作面，甲烷传感器距离工作面煤壁不超过10m，工作面回风流中的甲烷传感器距离回风口(车场)10～15m，上隅角甲烷传感器应随支架推进及时移动。甲烷传感器应垂直悬挂在支护良好、无滴(淋)水的巷道内，距顶板(顶梁)不得大于300mm，距巷道侧壁不得小于200mm，并标签管理。甲烷传感器吊挂不符合要求，发现一次对施工单位罚款500元，对责任人罚款100元。如标签损坏，发现一次对责任人罚款100元。
第十七条 安全监控设备需拆除时，施工单位必须把监控设备、配件及电缆等材料全部回收。回收电缆的总长度不得低于发放长度的90%，并且保证每段长度不低于200米，供应科负责监督落实。施工单位要根据实际需求领取通信、信号电缆，不得随意积压、存放，一个施工地点存放量不得超过500米(一盘)，否则罚责任单位5元∕米，罚责任人200元∕次。其他设备及材料交回到监控信息中心，交回数量与发放时数量要相同，否则按原价赔偿。
第十八条 分站以上的干线传输电缆由矿统一安排施工单位敷设施工，电缆施工之前由机电科根据巷道有关设施布置情况对电缆敷设进行统一规划，电缆施工期间由矿机电科统一对其进行施工管理，施工完毕经验收合格后交由监调度室监控信息中心进行日常巡回检查等维护管理工作。井下大巷内用于吊挂通信、信号电缆的专用电缆钩，任何单位不得私自悬挂电力电缆。井下各单位和个人均有责任爱护通信、信号电缆，不得随意破坏，对随意破坏的单位视情节轻重罚款500～3000元，对责任人罚款200～2000元。
第十九条 煤巷和半煤岩巷掘进工作面在刚开工时只在掘进工作面安装一台甲烷传感器，当工作面通尺达到25米时，及时在掘进工作面回风巷内再安装一台甲烷传感器。
第二十条 采煤工作面形成后，施工单位应按照生产科的安排，在一天内拆除进风顺槽内瓦斯监控设备，保留回风顺槽内瓦斯监控设备正常运行，严禁私自拆除瓦斯监控设备。采煤工作面回采前，安装单位应在监控信息中心的指导下将需要增设的瓦斯监控设备及线路安装好(电源线、控制线由安装单位提供，供电图纸及电源开关由机电科提供，分站电源及控制信号由机电一队负责连接)，保证工作面正常回采。
第二十一条 采煤工作面在支架回撤过程中，使用局部通风机时，工作面甲烷传感器应及时进行调整，按掘进工作面进行布置。
第二十二条 监控信息中心负责统一对损坏的安全监控设备回收和修理工作。
第三章 安全监控系统的使用与维护
第二十三条 井下安全监测工必须24h值班，每天查看安全监控系统及电缆运行情况。瓦检员每天要用瓦检仪与甲烷传感器进行对照，并将记录和检查结果报地面中心站值班员。当两者读数大于允许误差时，先以读数较大者为依据，采取安全措施，并必须在8h内将两种仪器调准。如果甲烷传感器出现故障应在8小时内进行更换，如果不按时更换者罚本队值班队长100元。
第二十四条 下井管理人员发现便携式甲烷检测报警仪与甲烷传感器读数误差大于允许误差时，应立即通知调度室监控中心处理。
第二十五条 使用单位必须保护好安全监控设备，对破坏安全监控设备或使用保护不善造成安全监控设备出现异常的使用单位，发现一次视情节轻重罚款1000～3000元，对责任人罚款200～2000元。如发生上述行为，使用单位必须在30分钟内向调度室汇报，隐瞒不报或拒不承认，对使用单位和有关责任人加重处罚，并追究单位主管领导的责任。若使用单位更换探头、延长或改动监控电缆时，施工前后必须向监控信息中心(电话：5004、200)汇报。
第二十六条 分站至工作面的电缆、传感器和断电装置等由使用单位自行施工和管理。规定必须使用MHYVR1*4*7/0.52的监控电缆作为传感器电缆，传感器电缆的单根长度应与其使用长度相当以减少监控电缆的中间接头，不能确定电缆使用长度的原则上单根长度最短不得小于200米。不按规定规格型号选用电缆或随意截取电缆长度导致传感器电缆中间接头过多影响传输信息的，视情节轻重对责任单位罚款200～500元/次。
第二十七条 使用中的传感器和监控设备应经常擦拭，清除外表积尘，保持清洁。如传感器表面不清洁或监控设备表面有积尘的，发现一次罚施工单位1000元，罚跟班队长及班组长200元。传感器应保持干燥，避免洒水淋湿;维护、移动传感器应避免摔打碰撞。施工地点爆破作业时，在每次爆破前，施工单位必须将工作地点(包括临近地点)的甲烷传感器移动到安全位置，爆破作业结束后要及时恢复到规定位置，对需要经常移动的传感器及电缆等，由施工单位班组长负责按规定移动，严禁擅自停用，如保护不善导致传感器损坏、进水或数据显示误差较大的，对施工单位罚款1000-3000元/次，对责任人罚款200-500元/次;如果施工单位一个月内出现两次或两次以上的，对主管队长个人罚款200-500元。
第二十八条 井下安全监控系统使用的分站、传感器、断电控制器及电缆等由所在区队的区队长、班组长负责管理和使用。
第二十九条 传感器经过调校误差仍超过规定值时，必须立即更换;安全监控仪器发生故障时，必须及时处理，在更换和故障处理期间必须采用人工监测等安全措施，并填写故障记录。传感器线路有问题使用区队要及时处理，如果长时间不处理的罚跟班队长及责任人各200元。
第三十条 甲烷传感器经过大于4.0%的甲烷冲击后，应及时调校或更换。
第三十一条 电网停电后，井下监控设备备用电源不能保证设备连续工作1h时，应及时更换。
第四章 地面中心站的装备及信息处理
第三十二条 煤矿安全监控系统的主机及联网主机必须双机或多机备份，24h不间断运行。当工作主机发生故障时，备份主机应在5min内投入工作。
第三十三条 中心站应双回路供电并配备不小于8h在线式不间断电源。
第三十四条 中心站设备应有可靠的接地装置和防雷装置。
第三十五条 联网主机应装备防火墙等网络安全设备。
第三十六条 中心站应使用录音电话。
第三十七条 地面中心站必须24h有人值班。值班人员应认真监视监视器所显示的各种信息，详细记录系统各部分运行状态，接收上一级网络中心下达的指令并及时处理，填写运行日志，打印安全监控日报表，报矿主要负责人和矿井主要技术负责人审阅。
第三十八条 系统发出报警、断电、馈电异常信息时，中心站值班人员必须立即通知矿井调度部门，查明原因，并按规定程序及时报上一级网络中心。处理结果记录备案。
第三十九条 调度值班人员接到报警、断电信息后，应立即向矿值班领导汇报，同时按规定指挥现场人员停止工作，断电时撤出人员，处理过程记录备案。
第四十条 当系统显示井下某一区域瓦斯超限并有可能波及其他区域时，中心站值班员应按瓦斯事故应急预案手动遥控切断瓦斯可能波及区域的电源。
第四十一条 中心站值班人员发现煤矿安全监控系统通讯中断或出现无记录情况，必须查明原因，并根据具体情况下达处理意见，处理情况记录备案，上报值班领导。
第四十二条 监控系统主机工作机和备用机必须保持完好状态，并不得兼作他用。
第四十三条 监控系统使用的原厂家安装的操作系统平台、系统软件及应用软件不得随意更换。
第四十四条 对现场已拆除的分站和传感器，当班要在监控主机上删除其端口设置。
第四十五条 与安全监控无关人员不得随意对监控设备进行开、停操作，否则，按严重违章处理。
第四十五条 监控信息中心负责全矿安全监控系统的管理、维护工作,对系统的运行和系统出现的异常情况及时处理。重大问题及时向有关部门和领导汇报。
第五章 制定管理制度与技术资料
第四十六条 煤矿应建立以下帐卡及报表：(1)安全测控仪器台帐;(2)安全测控仪器故障登记表;(3)检修记录;(4)巡检记录;(5)传感器调校记录;(6)中心站运行日志;(7)安全测控日报;(8)报警断电记录月报;(9)甲烷超限断电闭锁和甲烷风电闭锁功能测试记录;(10)安全测控仪器使用情况月报等。
第四十七条 煤矿安全监控系统和网络中心应每3个月对数据进行备份，备份的数据介质保存时间应不少于2年。图纸、技术资料的保存时间应不少于2年。
第六章 安全监控设备定期调校
第四十八条 安全监控设备使用前和大修后，监控中心必须按产品使用说明书的要求测试、调校合格，并在地面试运行24h～48h方能下井。
第四十九条 调度室监控中心每隔10天必须对甲烷传感器使用校准气样和空气样按产品使用说明书和相关规定调校一次。在用甲烷传感器应在井下调校，调校的同时应对瓦斯断电闭锁功能和数据跟踪误差进行测试。
甲烷传感器调校及瓦斯断电闭锁试验具体规定：
1、调度室监控中心是全矿甲烷传感器调校及瓦斯断电闭锁试验主管单位，负责甲烷传感器调校及瓦斯断电闭锁试验的组织协调、技术指导和监督工作。调度室监测工是甲烷传感器调校及瓦斯断电闭锁试验具体操作人员，各单位电工配合监测工完成断电测试工作及试验完后的送电工作，变电所值班人员负责断电测试完后变电所设备的送电工作。被试验单位和变电所值班电工应积极配合并做好准备工作，否则罚其责任单位200元/次，责任人100元/次。
2、调度室监控中心应当天将瓦斯超限断电试验计划(包括试验地点和时间)上报集团公司调度室，特殊情况下可用电话临时通知，否则罚其责任单位200元/次，责任人100元/次。
3、试验人员应提前10分钟通知监控中心、被试验单位、变电所值班人员(需变电所送电时)联系，确认具备试验条件后，按照相关规定进行必要检查，按照AQ-1029附件B要求进行甲烷传感器调校及瓦斯断电闭锁试验。待试验人员按照规定试验完毕并确认具备送电条件后，用电话通知监控中心、被试验单位、变电所值班人员，被试验单位、变电所值班人员(需变电所送电时)接到试验完毕的通知后，按照规定程序送电，否则罚其责任人100元/次，责任单位200元/次。
4、为保证安全，严禁被试验单位及任何相关单位，利用断电试验时间打开任何相关设备检修进行检修。需检修时应按矿机电科相关要求执行，否则罚其责任人200元/次，责任单位500元/次。
5、试验人员检查甲烷传感器的吊挂、设备是否完整、瓦斯电是否解锁等，确认无误后，填写调校记录，试验人员签名后，方可离开现场，否则罚其责任人100元/次，责任单位200元/次。。
6、当试验人员发现断电异常时，应立即向调度室和机电科汇报，采取相应的安全措施，并通知机电一队(需断高压供电部分的)、被试验单位检查设备，查明原因(需停电检修时按机电科相关要求执行)。
第五十条 如因工作面隔爆开关故障无法实现断电功能的，隔爆开关使用管理单位必须立即查清原因。不及时查找故障、不及时解决的对责任单位罚款1000元。相关单位应给予积极配合，因特殊原因(如涌水量较大)不能按期做断电功能测试的，使用单位应书面请示总工程师批准。私自甩掉断电设备的，对施工单位罚款2000元。
第五十一条 监控系统的分站、传感器等装置在井下连续运行6～12个月，调度室监控中心必须对其升井检修。
第五十二条 通风队瓦斯检查工每班在巡检过程中必须使用光学甲烷检测仪核对甲烷传感器读数，并将检查结果汇报监控信息中心。当甲烷传感器与光学甲烷检测仪两者读数误差大于允许误差(±0.1%)时，监控信息中心应和使用单位结合，在8小时内必须对甲烷传感器进行更换。
第七章 安全监控系统异常情况及系统故障的处理
第五十三条 监控机房的声光报警必须24小时保持正常，监控值班人员接到断电、故障等系统运行不正常信号，或发现安全监控系统异常情况时，应立即打电话询问现场情况，及时查明原因，采取果断措施进行处理，同时应立即通知矿调度室，由调度室上报矿相关领导并根据有关规定上报集团公司调度室和监测中心。
第五十三条 井下现场安全监控系统维护人员，发现各类传感器、系统线路等存在问题或不安全隐患时，应立即进行处理并汇报监控信息中心。
第五十四条监控机房值班人员若发现某地点甲烷传感器显示数值变化较大时(如达到0.2%)，应及时和施工单位、通风队联系查明原因;如果甲烷传感器显示值达到0.5%，应立即向调度室值班主任汇报，并查明原因;如果甲烷传感器显示值达到1.0%，由值班主任负责查明原因，并召集有关部门人员进行追查分析。如非人为影响，有可能是瓦斯异常涌出时，应立即通知调度室，由调度室上报矿相关领导，并根据有关规定上报集团公司调度室。
第五十五条 安全监控系统出现的各类故障，必须及时处理好(原则上不超过8小时)。
第五十六条甲烷传感器在使用中频繁出现断线或数值无规律瞬时增大或减小时(确认现场非瓦斯异常涌出)的故障处理：
(1)首先要判定分站和传感器是否完好，检查方法：查看在相同分站其它传感器运行记录是否正常，在同一时间内是否有断线记录，是否存在相同故障;如果故障相同，就要检查分站18V、12V电源、系统通信、内部接口电路、主板供电、航空插头是否接触不良等情况，也可以用端口代换法直接判断故障点。
(2)当故障出现在某一条线路或某一采掘面，如传感器完好，要首先检查通讯线路外观有无损伤、挤压、断开。其次要重点检查接线盒，查看接线是否松动，周围是否有淋水等。每个接头接线时工艺要规范，线头的氧化层要用砂纸处理干净，压接要牢固，严禁接线过程中线头短接，接线盒处应留适当余线。
第五十七条 当瓦斯浓度超限而系统自动切断电气设备的电源后，只有当瓦斯浓度降到规定值以下时方可人工复电，严禁强行送电或自动复电，否则，视情节轻重对责任单位罚款2000～5000元/次，对责任人罚款200～500元/次。
矿井安全监测系统使用问题研究 篇6
【关键词】矿井安全;监测系统;使用中的问题及改进
煤矿瓦斯监测装置是保障煤矿安全生产的重要装备。据原煤炭工业部统计，全国有矿井安全监测系统260套，在籍瓦斯传感器9604头，风速传感器935头，CO传感器268头。在籍瓦斯遥测、断电仪7123头，便携式瓦斯检测仪74583台。在籍瓦斯氧气两用检测仪2578台，瓦斯报警矿灯17176台，光学瓦斯检测仪55142台，这些瓦斯检（监）测装置在预防瓦斯事故中发挥了重要作用。
1.矿井安全监测系统使用存在的问题
1.1部件残缺不全
据原煤炭工业部的一次统计，在已装备的系统中有168套残缺不全，主要表现为“缺头、断腰、少尾”。即：在采掘工作面、回风道等应该装备瓦斯传感器装置的地点没有装备足够数量，形成“缺头”现象；在采掘工作面已装的瓦斯传感器中有1009个应接而没有接上断电控制，当瓦斯超限时不能自动切断机电设备的电源：有981个传感器信号没有传输到地面中心站，使地面有关人员不能直接了解井下相关地点的瓦斯情况，形成“断腰”现象；有2套系统的地面中心站设备损坏，系统失去瓦斯数据遥测、记录等功能，另有一些系统没有配备备用计算机，形成“少尾”现象。这些现象的出现，导致不能充分发挥安全监测系统预防瓦斯事故的作用。例如，辽源矿务局某矿三井生的特大瓦斯爆炸事故，其直接原因是：采煤工作面顶板来压，采空区涌出大量瓦斯，携带高浓度瓦斯的风流经过一个绞车酮室，正逢绞车开动，钢丝绳出现摩擦火花引爆瓦斯，而恰恰在这个风路中没有安设瓦斯监测探头，在瓦斯超限时不能自动切断电器设备的电源，这是“缺头”现象埋下的隐患。
1.2系统部件利用率低
据原煤炭工业部统计，近年来瓦斯传感器的利用率（使用数与在籍数之比）仅为51.6%。
1.3带病工作
有的矿井安全监测系统管理使用不好，维修不及时，对测定的数据不显示、显示为负值或显示不稳定。有的系统中计算机死机，使监测数据丢失或系统失去断电功能。例如，某矿安全监测装置，从2007的11月9日中班至11月13日中班4天中失灵19次，失灵最长时间达166分钟，不能发挥应有作用，导致了特大瓦斯事故发生，死亡多人。平顶山十一矿、阜新王营矿及淮南谢一矿发生的特大瓦斯爆炸事故也暴露了此类问题。
1.4监测队工程技术人员素质不高
煤礦安全监测系统是近年来发展起来的高新技术，监测队工程技术人员至少应具备中专以上学历，应懂原理，会维修。但据统计，全国监测队队长中有近50%的人员为高中学历，没有经过系统的专业训练，其中不少人难以胜任工作，导致监测系统用不好，不能发挥应有作用。而有些监测队工程技术人员知识面狭窄，只懂“电”却不懂“通风”，或只懂“通风”而不懂“电”。
1.5不重视监测数据，监测系统形同虚设
有的矿井安全监测系统正常，能正确地反映瓦斯浓度，但当瓦斯浓度超限发出警报时，某些人员，特别是领导人员不重视，不能按有关规定处理，导致事故发生。例如，抚顺局某矿发生的特大瓦斯爆炸事故，死伤数十人，在事故调查中查阅了瓦斯监测记录，发现事故地点经常出现长时间的瓦斯浓度超限，而有关人员既不及时处理，也没有停电撒人，其瓦斯监测系统形同虚设。又如某矿的监测中心发现4462C13采煤工作面上风巷瓦斯异常，瓦斯浓度达3%，机房值班人员虽用电话向通风科监测队长和通风区调度汇报，但通风科、通风区却没有按规定向矿调度室和矿领导汇报，也没有按《煤矿安全规程》规定停止作业，排除隐患，仅派瓦检员检查核实数据，致使462C13采面瓦斯超限长达14小时之久未得到及时处理，最终导致瓦斯爆炸事故发生，伤亡多人。此类不重视瓦斯监测数据，不能充分发挥监测系统监视作用的现象在不少矿井中常有出现。
规章制度不全，责任不明。某些矿井的监测队没有建立完善的使用、管理、维修制度，岗位责任不明。也有的矿井总工程师等领导不能坚持正常审阅瓦斯监测数据，不能发现问题及时消除隐患。
2.改进措施为了充分发挥矿井安全监测
系统保障安全生产的作用，必须认真做好以下工作：
2.1高瓦斯、突出矿井采掘工作面必须按《煤矿安全规程》和《矿井安全监测装置使用管理规定》的要求，实现瓦斯超限自动报警、切断电源。凡是未达到装备标准的采掘工作面不能生产。
2.2矿长、总工程师必须按规定在审批通风、瓦斯日报的同时审批监测日报，并在发现瓦斯超限时立即采取有效措施予以处理，避免瓦斯事故的发生。
2.3加强监测系统的管理工作。特别是要抓好组织机构的落实、人员素质的提高、建立健全各种规章制度和提高技术管理工作的水平。
凡从事监测工作的人员既要懂安全监测仪表的使用，又要懂得矿井通风方面的基本知识，还要会安装、调试和排除故障。必须进行系统的专业培训，如安全监测、通讯技术和通风安全等的专业培训，并经有关部门考核合格，方可独立工作。
技术管理中要做好“一板、二图、三规程、四制度、五记录”。“一板”即设立仪器设备管理牌板，牌板的内容应包括使用、备用、待修三大部分，使用栏中要有仪器的使用地点、型号、编号等；“二图”包括矿井通风安全监测系统图和配电点配电系统图；“三规程”包括值班电工操作规程，监测维修工操作规程和计算机维修人员操作规程；“四制度”包括定期维修制度、定期调试制度、定期评比制度和岗位责任制度；“五记录”包括设备仪表进货验收记录和仪器设备台账、井上检修调试记录、井下巡回检查核对记录、传感器使用维修记录，中央监测室设备检修记录。■
【参考文献】
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安全监测监控系统 篇7
近年来,随着国家对煤矿安全生产的要求不断提高和企业自身现代化建设的需要,我国各大、中、小型矿井都陆续安装了煤矿安全监测监控系统。安全监测监控系统为各级生产指挥者和业务部门提供了环境安全参数动态信息,通过对被测参数的比较和分析,为预防灾害事故提供技术数据,便于提前采取防范措施;通过对被测参数实时有效的控制,及时实现自动报警、断电和闭锁,便于防止事故的发生或扩大;在发生事故的情况下,能及时指示最佳救灾和避灾路线,为抢救和疏散人员、器材等提供决策信息。煤矿安全监测监控系统的应用对改善我国煤矿的安全状况,提高煤矿生产效率和现代化水平起到了重要作用。
2 煤矿安全监测监控技术在我国的发展应用
1)我国目前煤矿安全监测监控系统的状况。
随着电子技术、计算机软硬件技术的迅猛发展和企业自身发展的需要,国内各主要科研单位和生产厂家又相继推出了KJ90,KJ95,KJ101,KJF2000,KJ4/KJ2000和KJG2000等监测监控系统,以及MSNM,WEBGIS等煤矿安全综合化和数字化网络监测管理系统。以上系统在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。
2)煤矿安全监测监控系统的作用。
安全监测监控系统所安装的传感器、工作站、报警断电执行机构采用连续工作方式,随时会测出瓦斯含量,并在出现异常时,同时声光报警和执行区域断电,可避免事故发生,并随时定时地将测量数据送到地面调度室和调度室计算机网络中,调度人员会随时知道何处出现异常并根据情况采取相应的措施,缓解危情,如调度风量大小、决定是否撤出人员、如何撤出等。安全监测监控系统是保障煤矿安全的重要手段。在矿井的防灾、减灾方面以及提高生产效率方面起着重要作用,是矿井生产实现现代化管理的一个重要标志。
3)安全监测监控系统的构成。
整个系统由工作站、地面主站、调度盘、传输线、断电仪、传感器几部分构成。现场采用智能型或非智能型瓦斯传感器及寿命长,可靠性高的断电仪;同时配备由单片机为主体的智能工作站采集数据,接收主站发送来的信息,进行断电控制。由于各个系统采用的传输方式不同,故采用的传输线路也不尽相同。动态显示各种参数和动态模拟显示各设备运行状态的调度盘。主监控机采集工作站各种数据,打印各种报表和曲线,分析各种数据并动态显示实时数据和动态模拟显示各设备运动状态。目前以各种型号的PC机为主。
4)系统结构形式。
随着计算机技术的发展和现场总线的应用,安全监测监控系统的巡检速度和运行可靠性都已大大提高,系统发展至今,最常用的有以下两种形式:a.地面中心站到分站为公共线,分站到传感器为专用电缆,该系统分站为PLC分站,但分站后每1个传感器需要1根专用电缆,给日常维护造成很大的不便。b.不需要分站的全总线式,传感器可方便地挂接在总线上,随着干线的延伸可加干线扩展器,但在传感器比较集中的地方,可加分站以实现就地集中控制。
5)系统选型原则。
从以上的应用可知,一般的煤矿安全监测监控系统由地面中心站、分站、通信电缆、传感器等组成,对这几部分选择时应参考以下原则:a.地面中心站选用最新配置的工控机。b.对高瓦斯矿井要坚持选用本安型分站,对低瓦斯矿井则可以选用隔爆型分站以节省投资。c.伴随着计算机业的发展,要想更大限度的实现自动化,应首选现场总线。通信协议要采用国际标准的IP寻址,可与管理信息网进行无缝连接。在多个子系统互连,并需互动,互为约束时采用对等通信协议,而在集中控制,无关联子系统时,可考虑采用主从通信协议。d.国内煤矿使用较多的一般有催化燃烧型(黑白元件)与红外线两类传感器。传统的黑白元件瓦斯传感器价格便宜,但使用寿命短,每1周～2周需要校正1次,黑白元件传感器量程有限,此外,当遇到高浓度瓦斯冲击时,传感器存在激活问题,硫化氢浓度过高时还能使传感器中毒,损坏传感器,因此,催化燃烧型传感器可靠性不高,使用范围受到限制。红外传感器使用寿命长,安全可靠,全量程,耐冲击,基本上没有飘移,实际上无需校正,考虑到《煤矿安全规程》要求,可以在规程允许的最长时间内校正。红外传感器宜在高瓦斯矿井使用,但红外传感器探头易受空气内灰尘影响,应使用在灰尘较小之处,并定期更换探头过滤器。人工气样校正的优点是设备成本低,人工成本高,需要专职人员携带气样和工具定期校正,适宜在低瓦斯矿井使用。在线气样校正法采用的是自动校正装置,可以定期通气校验,无需专职人员操作,但设备成本高,适宜在高瓦斯矿井使用。e.采用智能型传感器就地断电和中心分站控制断电双重方式,智能型传感器在瓦斯超限时,能直接将断电信号传送到相应的断电设备,可以大大提高断电系统的反应速度和可靠性。对于高瓦斯矿井和有瓦斯突出危险的掘进面,应采用智能型瓦斯传感器,配置用于断电的控制单元,实行就地断电。
6)目前存在的问题。
通信协议及信息传输设备物理接口协议不规范;传感器等质量不过关;现场管理和维护水平有待于加强;市场秩序亟待规范,为产品企业规模、研发能力、系统的技术水平等能力进一步提升提供平台。
3煤矿安全监测监控系统的发展趋势
监控系统的发展趋势,是向多媒体化方向发展。具体表现在以下几方面:1)发展覆盖面更广,监测监控参数更多的软硬件系统,为实现煤矿生产综合自动化奠定良好基础;2)充分利用微处理器的优点研制新型传感器,做到自诊断、自校正、自调零、配置标准远传接口,统一传感器的输出信号制,以提高传输的可靠性、数据出来的简单性和传感器的互换性;3)制定统一的专业技术标准,对促进矿井监控技术发展和系统的推广应用具有十分重要的意义;4)构成统一完整、功能先进的计算机网络系统,真正实现更大范围的煤矿资源共享,实现全面化的网络管理。
4结语
近年来我国煤矿安全监测监控系统的研制开发、推广使用、维护管理经验和存在的问题,对系统的软件技术和功能、硬件及接口技术的可靠性和兼容性、传感器技术的稳定性和可靠性、企业安全生产信息化管理技术的发展提出了展望。随着煤炭工业的发展和相关工业的进步,煤炭工业将会逐步进入一个新的阶段,现代化会逐渐走向煤矿。在安全管理上也将有很大的进步,安全监测监控技术也将有以下改进:1)煤矿安全监测监控技术理论将会更加成熟,更先进更实用的监测监控设备将会被开发出来。2)煤矿安全监测监控设备的生产将逐渐进入正规化,在扩大生产规模、降低价格的同时更注意现场环境及其应用对象,尽量做到生产出的设备是面向对象的而不是面向功能的。3)除了在硬件上和监测理论上有很大的进步外,在软件上也须有较大的发展,这将在很大程度上简化矿井安全管理,保证矿井的安全生产。
摘要：对煤矿安全监测监控技术在我国的发展应用进行了介绍,分别阐述了煤矿安全监测监控系统的应用现状、作用、结构形式、选型原则等内容,并对其未来的发展趋势进行了展望,提出了相应的改进建议,以促进我国煤矿安全监测监控技术的发展。
关键词：煤矿安全监测监控系统,结构形式,发展趋势
参考文献
露营帐篷安全监测系统设计 篇8
关键词：安全监测,露营帐篷,短信报警
0 引言
随着科技水平的提高,生产生活产品越来越自动化、智能化,但是国内帐篷智能安全化领域还是空白。因此,本文设计了露营帐篷安全监测仪,该监测仪能够监测帐篷环境是否安全,同时通过液晶屏进行环境信息的显示。对环境异常信息发出警报,以便及时处理出现的险情,阻止事故发生。
1 露营帐篷安全监测系统构成与工作原理
1.1 露营帐篷安全监测系统构成
露营帐篷安全监测系统以STM32F103CBT6为控制器,采用太阳能供电,通过单片机I/O口读取传感器信息,控制器再将收到的数据解析后显示在显示屏上,同时判断是否达到报警状态,一旦达到报警状态,监测系统将发出短信报警、语音报警直至危险警报解除。智能帐篷安全监测系统结构如图1所示。
主控制器:露营帐篷安全监测系统采用ST意法半导体公司的STM32F103CBT6作为主控器。该单片机使用高性能32位ARM微控制器,具有高达128 K系统可编程Flash存储器。工作电压范围在2~3.6 V,包含1个12位的ADC、3个通用16位定时器和1个PWM定时器,另外包含标准和先进的通信接口,片内硬件资源丰富,处理速度快。其丰富的片内资源能够替代很多外设硬件,大大简化、缩短了设计周期。
本系统需要采集露营环境中温湿度、安防、烟雾参数值,采集环境信息的传感器种类很多,本设计中考虑测量的稳定性、使用方便、体积、功耗及价格等因素,选择温度传感器DS18B20、热释电红外传感器HC-SR501、烟雾传感器MQ-2进行环境信息的采集。MQ-2烟雾传感器,利用气敏电阻,感测室内的烟雾信息,可以在火灾初期阶段,及时检测到烟雾信息,并及时通知露营者,实现早期预警的目标。温度传感器DS18B20,是单总线芯片,由DALLAS公司生产,只需要一条线来连接传感器与单片机。热释电红外传感器HC-SR501,利用移动物体产生的红外信号,使得物理信号转变为电信号,技术成熟。
本系统采用语音报警和短信报警技术。语音报警采用ISD1820语音录放芯片,当环境信息异常时,播报语音报警信息。GSM短信报警模块采用SIM800L远距离无线通信模块,本系统中,只用到该模块的短信息功能,当环境信息异常时,向预设手机发送报警信息。
本系统显示模块用于实时显示帐篷中烟雾传感器值、温湿度值、安防信息和各个传感器的预警值。采用2.8寸240×320,ST7789V,全视角8/9/16位并口,16/18位RGB,3/4线串口PS液晶显示模块。该模块响应速度快,可视角度大,最大可视角度达到178°,低电压供电节能环保,价格低廉,性价比高。
本系统具有露营帐篷环境监测安全保护启动功能,在接收到烟雾、温度采集信号并经过处理判断后,如果超出报警值时,一方面进行语音和短信报警,另一方面则会控制继电器常开触点吸合进而驱动露营营帐门打开,减少火灾发生的可能性。
1.2 露营帐篷安全监测系统工作原理
露营帐篷安全监测系统采集露营帐篷的温湿度、安防及烟雾信息送给控制器分析处理,当温度值和烟雾值超过预设值,危害到人的生命安全时,语音报警模块发出“火灾”的报警语音,并通过GSM短信模块SIM800L向预设手机号发送“huozai!”报警短信,同时启动安全保护功能,降低火灾发生的可能性,最大限度保障露营者人身安全。当热释电红外传感器检测到热释电信号时,语音报警模块发出“外来者”的报警语音,并通过SIM800L向预设手机号发送“wailaizhe”报警短信,以及时通知相关人员,最大限度保障露营者人身安全。
2 太阳能供电系统
露营帐篷主要应用于野外场合,考虑节能环保、安全等因素,露营帐篷安全监测系统采用太阳能电池作为系统的主要能源供给。太阳能具有储量丰富、使用安全、开发清洁、节能环保的特点。露营帐篷安全监测仪使用的太阳能供电系统由太阳能电池板、蓄电池、太阳能充电控制器三部分构成,如图2所示。
太阳能电池板:将太阳能转化为电能,送往蓄电池储存起来或推动负载工作。
太阳能充电控制器:用于保护蓄电池,避免过度充电及负载运行造成的过度放电。
蓄电池:在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,在需要的时候再释放出来。
露营帐篷安全监测系统选择12 V的太阳能供电系统,再经过后续电源处理电路得到露营帐篷安全监测系统工作所需的+5 V和+3.3 V工作电压。+5 V电源为烟雾传感器模块、GSM短信模块、热释电红外传感器模块、温湿度传感器模块供电,+3.3 V电源为控制器、显示模块、报警模块供电。
3 露营帐篷安全监测系统软件设计
露营帐篷安全监测系统的软件设计部分采用C语言进行编程,控制器接收信号采集电路采集到的烟雾、温度、热释电红外的信息,采集到的数据经处理后,通过显示电路进行环境信息显示,对异常环境信息进行报警,必要时启动安全控制保护电路。
系统通电运行后,首先进行系统初始化,然后从单片机端口读取各参数的测量值;单片机将读取的参数值传输给液晶屏进行显示,同时将测得的值与预设值进行比较,如比较结果超出所设定的安全范围,马上启动报警程序,进行语音报警及短信报警,必要时启动安全保护控制电路。露营帐篷安全监测系统主程序流程如图3所示。
4 结语
本文从节能、经济、实用的角度出发,设计了露营帐篷安全监测系统。该系统以STM32F103单片机为主控制器,采用太阳能供电,外围包括环境信息采集电路、显示电路、短信报警电路、语音报警电路、安全保护控制电路,相互配合实现露营帐篷安全监测。该系统能够实时采集露营帐篷环境信息,并通过液晶屏进行环境信息显示,对异常环境信息进行报警,同时启动安全保护控制电路。本监测仪通过短信及语音报警提高露营帐篷的安全性能。
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安全监测监控系统 篇9
1 矿井概况
葛铺煤矿位于山西省岚县县城东南10 km处, 井田面积为9.26 km2, 主要可采煤层为太原组4-1, 4, 7, 9号煤层。矿井设计生产能力为1.5 Mt/a, 服务年限为36年。矿井采用立井开拓方式, 井田内地层展布主要以单斜构造为主, 地质构造简单, 水文地质类型为中等。矿井瓦斯绝对涌出量为8.57 m3/min, 相对涌出量为4.03 m3/t, 4-1号自燃倾向性等级为II, 属自燃煤层。矿井设有35 k V变电站1座, 实现了双回路供电。矿井采用机械抽出式通风方式, 中央并列式通风系统。该矿井于2013-09月底通过了省煤炭厅组织的竣工验收, 是山西焦煤集团下属的生产矿井。
2 安全监测监控系统
本系统为通过环网传输的KJ95N煤矿安全监测监控系统, 由监控终端、监控中心站、通信接口装置、井下分站和传感器组成。同时配备安装了由4块 (2×2) 三星液晶拼接大屏幕组成的显示系统一套, 用于该安全监测监控的终端显示。
2.1 系统功能
本系统具有以下一些功能: (1) 系统满足煤矿安全监控系统通用技术要求, 可监测瓦斯、风速、负压、一氧化碳、烟雾、温度等环境参数, 实现瓦斯、一氧化碳等参数超限断电和故障闭锁功能; (2) 系统监测煤仓煤位、水仓水文、风压、各种机电设备开停等生产参数; (3) 系统监测电源、电流、功率等电量参数; (4) 系统通过显示器可以同时显示任选四个被测参数的实时动态曲线; (5) 系统分站具有初始化参数掉电保护功能, 分站停电后初始化参数不会丢失; (6) 系统具有就地断电、异地断电、故障闭锁等分级断电闭锁功能, 分站本地断电输出时间小于2 s; (7) 系统软件具有设备调校职能管理功能, 自动管理瓦斯调校周期; (8) 系统软件具有操作权限管理功能, 对参数设置、控制等必须使用密码操作并具有操作记录; (9) 系统软件提供标准实时输出文本文件供互联网系统使用; (10) 系统软件具有丰富的组态、画面编辑和报表生成功能; (11) 系统软件支持图形、曲线、表格等多种显示方式; (12) 系统软件对所有监测数据和重要操作时间均采用数据保存, 用户可以根据需要自行设定保存期限, 为用户二次开发和时间的追溯提供条件; (13) 系统软件各种操作不影响系统的传输, 保证系统的监测实时性; (14) 系统软件具有强大的数据采集功能和先进的数据处理技术, 每隔5 min, 就会形成模拟量传感器的最大、最小和平均值记录, 随时统计各分站的通信、供电、报警、断电和复电状态、机电设备开停和运行状态; (15) 系统软件支持声光、语音报警、报警联动等多种类型的报警功能; (16) 系统提供接入全矿井综合自动化平台的通用接口。
2.2 系统主要技术参数
系统容量:≤128台分站级设备;系统传输方式:以太环网;环网交换机到分站之间的最大传输距离:10 km;模拟量传感器信号:200~1000 Hz、RS485;开关量传感器信号:无电位接点及电平信号;设备供电:地面中心站为AC220 V, 井下设备为AC127 V/380 V/660 V。
2.2.1 智能瓦斯传感器设备参数
测量范围:0~40%CH4;遥控范围:距离不大于5 m, 角度不大于120°;报警点:0.5%~2.5%CH4可任意设置;报警方式:红色灯闪烁, 蜂鸣器断续鸣叫;断电点:0.5%~2.5%CH4可任意设置;断电信号输出:电压5 V, 电流大于4 m A;KGJ23型:200~1000 Hz频率;工作电压:DC9~18 V;外形尺寸:282 mm×135 mm×70 mm。
2.2.2 KGY3型负压传感器
量程:0~3 k Pa或0~5 k Pa;工作电压:直流12~18 V;工作电流:不大于80 m A;防暴型式:ExibⅠ;导管外径:￠7.5 mm;外形尺寸:250 mm×150 mm×68 mm;质量:1 kg。
2.2.3 KJF16B分站
输入测点数量:16个;输出点数量:8个;显示方式:液晶显示, 一次显示32个汉字或64个字符;显示内容:分站端口接传感器类型、实测值、报警、断电值、模拟量24 h变化曲线;键盘和遥控:可以使用键盘和红外遥控显示或修改参数;供电电源:KDW16 A/KDW65, DC12~18 V, 支持风电闭锁2.2.4大屏幕显示系统功能及参数
大屏幕由4块 (2×2) 三星液晶拼接而成, 其功能及参数有以下几点: (1) 系统基于Windows操作系统, 支持各种操作系统互相跨平台显示操作, 实现运行和显示各种计算机应用程序。 (2) 系统总共可接入1路10/100M、5路RGB信号、4路视频信号输入。每一路信号均可全屏放大、缩小和移动。 (3) 单屏尺寸:1 025.7 mm×579.8 mm×130 mm。 (4) 各类信号混合显示。RGB信号、视频信号和网路信号等多种信号可在大屏幕上混合显示, 既可实现不同信号间的有条件叠加, 也可以实现相同信号间的有条件叠加。
2.3 系统存在的问题
系统存在以下问题: (1) 模拟量信号变化缓慢, 传输速度不快, 系统实时性差; (2) 信息集成能力不强, 控制器获取的信息量有限; (3) 系统集成系有待增强, 不同厂家产品缺乏互换性, 不易于系统的功能扩展。
3 结束语
随着科技创新不断进步, 煤矿信息化程度逐步提升, 煤矿监测监控技术已经逐步渗透到采、掘、机、运、通等各个环节, 在煤矿安全生产和防灾、减灾中发挥着重要作用。同时, 煤矿监测监控技术也是一门不断发展、不断完善的技术, 今后将朝着智能化、稳定化、多元化发展。相信高性能的计算机煤矿监测监控系统应用将会有更广阔的前景, 为煤矿安全生产保驾护航。
摘要：煤矿安全生产是一项错综复杂的系统工程。在生产作业过程中, 随时掌握并利用自然规律, 实时对瓦斯、一氧化碳、风速、温度等环境参数进行监控, 及时掌握井下工作条件的变化对煤矿安全生产具有重大意义。简述了葛铺煤矿安全监测监控系统功能和技术参数, 提出当前系统存在的问题, 并对今后煤矿监测监控系统的发展前景进行了概述。
关键词：葛铺煤矿,监测监控,安全,技术参数
参考文献
[1]张国盛, 林安栋.矿井监测监控系统的发展历史及趋势[J].煤炭技术, 2009, 28 (02) :11-12.
煤矿安全生产监测系统研究 篇10
煤矿生产过程中，煤矿中各种参数指标（如温度、湿度、瓦斯、氧气、压力、风速、烟雾浓度、井下电源工作情况等）[1,2,3,4,5]都需要监控。
对矿井生产中参数指标的监控能杜绝大部分矿难的发生，监测过程中通信的准确性显得尤为重要，因此要选取一种可靠稳定的通信协议进行数据通信。由于RS-485具有传输距离远、抗干扰能力强、协议稳定可靠等特点，非常适合在远距离复杂环境中使用。因此本文选用RS-485通信协议作为通信方式，建立了一个有效的煤矿生产监测系统。
1 矿井监控系统的总体架构
矿井监控系统结构框图如图1所示。系统主要由上位机部分和下位机部分组成，而上位机主要由计算机和软件组成，下位机主要由主机和从机组成。计算机与主机之间用以太网连接，主机和从机之间用RS-485连接。主机能够通过RS-485串行数据线向从机发送设备控制命令及数据请求命令，并能接收到从机回应的数据。要求从机不仅能够对模拟信号、数字信号进行采集，而且可以控制相应的设备。
1.1 上位机模块设计
上位机界面采用面向对象的C++程序语言设计，以跨平台C++应用程序开发框架Qt为工具，它具有封装机制良好、模块化程度高、可重用性较好等特点[6]。通过利用上位机操作界面，计算机可以向下位机服务器发送相应数据命令，并可以收到下位机上传的采集数据和命令发送成功信息[7]。上位机组成框图如图2所示。
1.2 主机模块设计
主机部分负责收集从机数据、控制从机动作及与计算机通信，既将上位机信息打包发给从机，同时也将从机数据打包发给上位机。主机结构框图如图3所示。
主机主要包括MCU微处理器、RS-485通信模块、以太网通讯模块等。MCU选用意法半导体（ST）公司的STM32F103，该系列芯片工作于-40℃～+85℃的温度范围内，供电电压为2.0V～3.6V，主要用于电子测量、工业控制和电机控制等领域。RS-485通信模块采用隔离式RS-485芯片ISO3088,ISO3088总线引脚具有ESD保护，多达256个节点，信号传输速率高达20Mb/s，低总线电容（典型值16pF），采用双电源供电（3.3V逻辑侧电压，5V总线侧电压），使用温度范围为-40℃～85℃，主要用于安防系统、化工生产、工厂自动化、电机/运动控制等领域。以太网模块采用微芯公司的ENC28J60以太网控制器[8]，内部集成MAC和10BASE-T PHY接收器和冲突抑制电路，支持一个带自动极性检测和校正的端口，支持全双工和半双工两种通信模式，最高传输速度可达10Mb/s。
1.3 从机模块设计
从机部分用于采集各传感器信息、设备运行状态信息和执行控制命令。从机结构框图如图4所示。
从机主要包括MCU微处理器、RS-485通信模块、信号调理模块、数据采集模块、模拟信号控制输出模块和数字信号控制输出模块等。其中MCU微处理器、RS-485通信模块和主机采用相同的器件；信号调理模块采用TI公司的TL084对信号进行放大调整，该运放输入阻抗大、输入电压范围宽，采用差分输入方式，能满足各模拟信号的放大和调理；数据采集模块包括两部分，一部分是将模拟信号转化成数字信号的ADC采集模块，另一部分是直接采集数字电平和脉冲信号的数字信号采集模块，这两部分都采用MCU的外设完成；模拟信号输出控制模块由TI的TLV5618及相关外围电路组成，该部分主要可用于压控电源等设备的控制；数字信号控制输出模块主要由光耦隔离器件及继电器等组成，用于控制各矿井设备的运行状态。
2 软件协议设计
整个系统是由多机配合完成，数据传输过程和数据解析过程非常重要，直接决定了系统的稳定性和可靠性。下位机部分主要采用RS-485通信协议，而该协议只规定了接口的电气特性，不涉及数据协议，为了更为准确地进行数据传输，因此根据设计的需要制定了自己的数据传输协议标准，如图5所示，共有6个数据块组成，具体为：(1)帧同步字段：由两个字节组成，标识一帧新数据信息的开始，用于唤醒接收方，告诉接收机数据传输要开始了；(2)地址字段：由一个字节构成，表示每个设备的唯一地址，规定从设备地址从0x01～0xff，即本系统最多可挂载255个从机，主机地址为0x00，未用到地址可作为保留地址码；(3)操作码字段：由一个字节构成，表示每个操作命令的ID，从0x00～0xff，如发送各个传感器信息采集命令或井下不同设备控制命令等，未用到的可作为保留命令码；(4)有效数据长度字段：表示数据区有效字节长度，范围0x00～0xff，若只发送命令不发送数据，这一字节的值为0x00;(5)数据区字段：这是一个长度可变区，最大为255个字节数，其实际使用长度由需要传输的数据长度决定，该数据长度会在“有效数据长度字段”指示；(6)CRC16校验字段：是16位循环冗余校验码，占两个字节空间，它是对本帧数据包所有的数据做总校验，发送时将帧内所有数据按16位CRC校验进行计算，将计算结果放在该区域，接收时计算包括校验字段的所有数据，计算结果为零，则说明校验正确，否则数据包传输过程中有数据丢失或出错。
综上可知，通过该数据协议的制定，统一了命令发送和数据发送的数据格式，使得其在工程应用中更具备普适性和可扩展性，也为后期新功能的添加奠定了软件结构基础。
3 上位机设计
3.1 登录界面设计
实际工业应用中，必须设置登录权限，上位机系统不能对所有用户完全开放，因此上位机界面还设计了系统登录窗口，用户必须在输入正确密码的情况下才能进入系统进行操作，有效地降低了误操作的概率，且加强了安全性。系统登录窗口如图6所示。
3.2 显示界面设计
Qt是由奇趣科技开发的跨平台C++图形用户界面应用程序开发框架，文中上位机就是用Qt进行开发的，由于Qt的跨平台特性，本设计的GUI客户端能够在Windows、Linux、Unix和Mac OS上运行，Qt还提供了信号和槽机制[9]，方便了信号的处理，使上位机界面的开发更加简单方便。上位机程序主要使用的是Qt的Socket类，客户端（Client）会通过TCP向目标主机发送相应的命令，被发送数据也会经过处理显示在界面上。经过验证，该上位机界面可在Windows7和Ubuntu14等系统下正常使用。上位机界面在Windows7系统下的运行结果如图7所示。
4 结论
煤矿安全生产监测系统基本达到了预期的设计目标，可以实时监控井下多位置环境参数，控制相关设备的运行并返回其运行状态，且上位机程序可以在Windows、Linux、Unix和Mac OS等操作系统上运行，解决了多平台的跨越问题，为煤矿的安全生产提供了又一保证。该系统经过简单改造后即可用于工业生产、生态农业及智能家居等领域的监测和控制，有很强的普适性，我们将会进一步完善该系统，使之能越来越多地应用于各工业领域中去。
摘要：针对煤矿安全生产监测控制进行了研究,提出了一个有效的监测系统方案。该系统由上位机和下位机两部分组成。其中,上位机部分采用面向对象的C++程序设计,完成了数据通信、数据采集和控制信号输出等功能;下位机分为主机模块和从机模块,主机主要负责信息中转,从机负责采集数据和执行命令,主机与从机之间通过RS-485总线通信,主机与上位机之间采用以太网通信。该系统架构极大地方便了矿井数据采集和设备状态监控。模拟实验结果表明该系统稳定、可靠、抗干扰性好。
关键词：煤矿安全,生产监测系统,RS-485协议
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安全监测监控系统 篇11
【关键词】煤矿机电；安全；监查
1.硬件结构设计
该煤矿安检设备的基本功能有：煤矿各工作面瓦斯浓度的实时采集记录并显示；瓦斯浓度超标报警；井下风速采集记录；负压（压力力）记录；一氧化碳浓度采集记录；温度采集记录；水泵电机工作状态；风机工作状态；绞车工作状态；电源过压报警；失流报警；缺相报警；班次产量记录；开关量采集及设备控制；载波数据传输；GSM/GPRS无线通信；参数设置；数据存储；电源自动切换管理以及系统自检等功能。设备分为井下数据采集终端和地面数据集中器两部分。
2.采集终端设计
数据采集终端是用来采集、监测、控制井下设备状态并将数据记录上传给集中器的装置，可同时采集16路的开关量和16路模拟量，并经A/D转换形成数字量，安装在井下防爆箱内。它为各类传感器提供工作电源，并以RS485总线方式通信；与集中器间以载波通信方式进行数据交换。集中器间采用载波通信方式，集中器可定时或随时召唤井下各设备参数并存储。
瓦斯传感器安装在井下各采煤工作面及巷道上，以采集不同点的瓦斯浓度。量程为0-4%CH4，供电方式采取采集器统一直流l5V供电，保障其安全性。当井下瓦斯浓度超标时，采集终端发出报警，报警灯不停闪烁的同时又通过语音报警以提示人员进行紧急撤离。同时监控室里的集中器也发出报警，提醒地勤人员采取紧急措施。另外，在报警同时打开风门及风机进行抽风，以降低瓦斯浓度。同样，当井下一氧化碳浓度超标也会发出报警。需注意的是，由于气敏传感器都有一定的使用寿命，因此最好一年更换一次传感器，以保障测量的准确性。
巷道风量的测量采用矿用智能风量传感器，期，其测量范围为风速0.3-15m/s；坑道断面积小于30m2；允许误差小于+0.3m/s；重复性误差读数值+1%；输出信号为200-1000Hz/5-15Hz或4-20mA/1-5mA；工作电压为Dcl5v；工作电流小于60mA；换能器工作频率为l40-150kHz。经A/D转换（或v/F转换）后，可测得其通风量的大小，以了解井下空气质量等。
由于井下到处都是易燃的煤，因此，当温度过高时极易发生自燃的情况；由于井下燃烧为不完全燃烧，因此会产生大量的一氧化碳。上述情况会导致井下人员的一氧化碳中毒，当遇到明火时还会产生爆炸。因此井下温度的测量很重要，尤其对于那些井下较干燥的矿井显得更加必要。根据现场情况可安装多个温度测量点以监控井下温度的变化。
井下巷道均由钢架或木架支撑，为防止冒顶、坍塌等危险情况造成人员重大伤亡和财产损失，井下需要实时巡检巷道压力情况，并及时整修。因此，在承重架下安装压力传感器实现压力应变的实时监测，可及时检测到出现的险情，从而能够避免重大事故的发生。
井下设备大多为防爆型没备，因此价格较一般同类型非防爆设备高许多。当出现过压、失流、缺相或三相不平衡等情况时，常会烧坏电机造成停产，从而造成重大的损失。为尽量杜绝或减少出现此类状况后造成损失。在电机进线上安装精密的电压、电流互感器，实时监测电压电流的变化。当出现非正常变化时及时报警，超出预定值时自动断开电源以保障没备的安全。
井下设备的工作状态是否正常对安全生产：非常重要，因此对风机、水泵、绞车等重大没备工作状态的监测是采集终端的另一重要功能。实时监测这些设备的二次触点等开关量，然后经光电隔离、整形、限流电路接到单片机端门，单片机可根据这些开关状态来判定设备的工作状态。另外，主控室还可通过集中器向采集终端下发某设备工作状态命令。
3.数据集中器设计
数据集中器是放置在主控室用来汇集、监测井下设备运行状况、对异常情况进行报警及显示，并能上传的设备。同时，它还具有对地面绞车运行状况实时监控、计量提升煤罐次数并计算生产量的功能。数据集中器可同时管理多个井矿下的采集终端设备，采用大容量掉电非遗失数据存储器NVRAM，对井下各测量点数据可进行定间隔（1-60mim可设）存储一个月的数据；可根据矿上生产情况设定班次及上下班交接时间，同时采集、计算并保存当前班、上一班、上上一班的生产量作为工人工作量核算的依据。采集方法是：在罐笼提升绞车电机进线上安装电压、电流互感器，利用绞车档位控制开关的空触点进行上下、档位的辨别，根据罐笼提升重量的变化导致电机输出功率的变化来判别出是空罐、上下人员还是煤罐。需注意的一点是：由于厂矿电压昼夜变化都较大，因此根据公式P=U×I可看出当电压变化时电流也随着变化.电流互感器感应电流也会随着变化，另外还会出现提升过程中罐笼撞绑导致感应电流瞬时过大的情况，也会有为防止罐笼过度摇摆出现危险而在提升过程中暂停（也叫稳绳）的情况。所以，在实际应用中对提升过程采集的信号经A/D转换后，还需要进行求平均值以及设置稳绳时间、空罐重量参数、正常罐重参数、超重报警参数等参数的没置。根据提升有效罐次乘以标准罐煤重量计算出当前班次的产量，到换班时间没备自动进行换班存储，将当前班次产量转存为上一班次，上一班次转存为上上班次，依次循环。对于小型煤矿，这样的产量统计方式可以避免因错计、漏计、少计的人为因素而导致矛盾的发生。
为便于进行参数的设置，集中器还具有人机接口。液晶显示采用清华蓬远公司内藏T6963C控制器的液晶模块，分辨率为128×64点阵，能显示汉字和图形，可当地通过键盘进行参数设置、远动控制操作等。实时刷新显示井下各采样点的数据及各设备开关状态，当井下瓦斯浓度、温度、负压、一氧化碳浓度等超标时，集中器面板上各对应报警LED进行闪烁报警、并显示出报警点所在位置，同时伴有语音报警。
集中器与采集终端之间通过低压电力线进行载波通信，可实时召唤、存储各采集终端下属设备当前状态字及数据.并讲行显示。用户可通过RS232串口、红外或RS485接口实现本地计算机与集中器的数据交换，也可通过计算机经集中器对各设备进行开、停控制。本方案中还增加了GSM/GPRS通信方式，当设备出现重大报警时，集中器自动将报警内容通过短消息的形式发给预定义好的手机，或者通过GPRS式将各数据记录及报警记录上传到主管部门的计算机。这样做可以实现无人值守的要求。
4.软件设计
本方案所涉及到的软件设计包括三部分：运行于数据采集终端中的数据采集、报警、控制及通信程序；运行于数据集中器中的数据采集、通信、报警及人机接口程序；运行于PC机上的后台监控、数据库等程序。
数据采集终端中的程序采用C51语言编写，数据集中器中的程序也采用C51语言编写，PC机上的后台监控程序即图形界面用户应用程序，是通过Vistlal C++开发环境编写的，采用串行口中断的异步通信方式实现与无线MODEM通信；后台数据库程序采用Microsoft SQL Server2000编写。
5.结论
安全监测监控系统 篇12
关键词：煤矿安全,监测监控系统,发展趋势
1 概述
近年来, 随着国家对煤矿安全生产的重视和与之相关的管理规定条例的颁布实施以及煤矿自身对现代化安全监测监控的需要, 我国各型煤矿都陆续安装和完善了本企业的安全监测监控系统。安全监测监控系统是一种对井下各种重要参数实时采集、传输并对相应量动作的系统。
2 煤矿监测监控技术的发展
2.1 国外安全监测监控系统的发展
国外的安全监测监控系统, 按照系统信息传输方式划分, 基本每10年就会更新一代, 至今已有5代产品。
第一代, 使用空分制技术作为信息的传输方式。20世纪60年代的英国、日本等国家煤矿大都采用这种技术。具有代表性的是可以对瓦斯、一氧化碳等多种参数实时监测, 能布置40多个测点的法国CCT63/40系统。
第二代, 应用可有效减少信息传输电缆芯数目的频分制技术。英、美、德等国家的煤矿在20世纪60年代后期就大量采用该技术并很快代替了空分制系统。具有代表性的是德国TF200、TST系统, 这些音频系统的电路以晶体管电路为主。
第三代, 集成电路技术的出现使时分制技术得以发展。英国在1976年开发出以时分制为基础的MINOS系统。该系统具有运行稳定、抗干扰能力强、准确度较高、故障率较低且易排查处理的优点。后来开发的各种系统在构成单元上与MI-NOS系统相比没有太多差别。
第四代, 计算机技术、大规模集成电路技术的进一步发展应用, 形成了另一种意义的煤矿监测监控系统。具有代表性的是美国的DAN6400系统, 其信息传输方式仍属于时分制的范畴。
第五代, 采用可以加快信息传输速率、拓展系统覆盖范围的光纤通信技术。如柏林技术大学将光纤通信应用于矿井电力监测系统中, 英国也在MINOS系统中开发了64kb/s的光纤通信装置。
2.2 国内安全监测监控系统的发展
我国在20世纪80年代初, 先后从国外引进了数套CCT63/40、CMC-20、TF200、DAN6400等矿井环境监测系统, 并在各大煤矿得到了很好的推广应用。在引进的基础上, 进行改造研制出适合国内矿井环境的监测系统。如KJ2、KJ4系统通过鉴定, 促进了国内煤矿安全监测监控技术的发展。
20世纪90年代, 国内监测监控系统获得了飞速发展, 研制开发出一些具备世界先进水准的监测监控系统。如KJ66、KJ90、KJ92、KJ95等, 这些系统都使用了智能化的监测分站。
3 我国煤矿监测监控系统的发展方向
3.1 逐步统一煤矿安全监测的技术标准
自煤矿监测监控系统在各矿井得到了很好的普及应用之后, 安全现状相对于以往有明显改变。但是, 由于技术壁垒等各种原因导致煤矿企业安装的系统间通信协议彼此不兼容通用, 需使用联检配套的产品, 这不利于日后系统的升级改造, 甚至造成弃用浪费现象。因此, 完善加强相关技术的标准化及实施推广具有重要意义。
3.2 开发新型传输技术, 扩大系统容量
随着煤矿开采深度的不断增加和工作面的扩大, 现有系统传输距离和效率受到制约和挑战, 不能及时反馈所监测信息, 具有潜在的采样延误性。同时, 系统容量负载加大, 测点增多, 系统的拓展能力受到限制。开发传输距离长、速度快、抗干扰性好、容量大的监测监控系统成为发展方向之一。
3.3 加强高品质传感器的开发应用
传感器在煤矿安全监测监控系统中占据重要地位, 是感知井下各种参数及其变化的元件, 其运行环境特殊, 易受井下粉尘潮湿有毒有害气体环境干扰, 特别是一些与检测相关的敏感元件的稳定性和使用寿命问题没有完全解决, 严重制约矿井相关参数的正常检测。为此, 应聚焦全球传感器发展趋势, 特别是一些新技术、新工艺在相关领域的应用, 研制更适用于矿井特殊环境下可稳定可靠运行的传感器。
3.4 开发便于安装维修、故障率低的监测监控系统
由于井下高温、潮湿、粉尘、有毒有害气体、光线暗淡, 作业条件艰苦恶劣, 且作业面广, 部分作业区域狭窄偏僻, 各种技术设备需求难以保障;加之安装队伍时有不专业, 极易造成系统安装不规范, 监测监控效果较差, 故障误报频报, 干扰生产, 不能发挥应有的功能, 难以达到预期效果;系统组成元件、线路发生故障时排查困难, 不能快速找到发生故障部位进行部件的维修替换。因此, 为了便于安装、管理和维护, 应开发更好的系统。
3.5 优化系统决策功能
现有煤矿监测监控系统大多不具备煤矿事故决策支持系统功能, 很多是监测功能方面做得不错, 监控功能方面却较弱, 监测与监控没有做到很好地结合, 虽然有时监测到不正常现象的发生, 却不能对该现象进行预报、预警和向用户提供事故的对策和方案, 这使监测监控系统作用大打折扣。
3.6 重视多参数监测系统的开发
目前, 监测监控系统各监测单元监测目标过于单一, 线路冗杂, 造成数据重复监测, 有效利用率较低, 线路干扰性较大, 铺设成本较高。应寻求一线式多参数监测的软硬件系统, 同时, 精简的多功能系统, 也可满足企业本身的自动化需求。
4 结语
随着传感器技术、电子技术、计算机通信技术的发展, 将促进煤矿监测监控系统的革新, 系统设备更加先进稳定可靠, 能够为矿井安全生产提供更优的服务和保障。各煤矿企业也应积极响应国家号召, 配合好相关规范的实施, 在切实保护好员工的生命安全的同时兼顾企业自身利益, 达到双赢、互利、创收、良性循环的目的。
参考文献
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