我國煤礦監測監控係統 現狀與發展趨勢

我國煤礦監測監控係統 現狀與發展趨勢

前 言

自2000年以來，隨著國家對煤礦企業安全生產要求的不斷提高和企業自身發展的需要，我國各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井陸續在裝備礦井監測監控係統。係統的裝備大大提高了礦井安全生產水平和安全生產管理效率，同時也為該技術的正確選擇、使用、維護和企業安全生產信息化管理提出了更高的要求。

現 狀 (1) 發展過程

我國監測監控技術應用較晚，80年代初，從波蘭、法國、德國、英國和美國等（如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200）引進了一批安全監控係統，裝備了部分煤礦；在引進的同時，通過消化、吸收並結合我國煤礦的實際情況，先後研製出KJ2、KJ4、KJ8、KJ10、KJ13、KJ19、KJ38、KJ66、KJ75、KJ80、KJ92等監控係統，在我國煤礦已大量使用。實踐表明，安全監控係統為煤礦安全生產和管理起到了十分重要的作用，各局礦已作為一項重大安全裝備。由於當時相當一部分監控係統由於技術水平低、功能和擴展性能差、現場維修維護和技術服務跟不上等原因，或者已淘汰、或者停產。因此造成相當一部分礦井無法繼續正常使用已裝備的係統。特別是近年來由於老係統服務年限將至，已無繼續維修維護的必要，係統麵臨更新改造的機遇。

(1) 發展過程

隨著電子技術、計算機軟硬件技術的迅猛發展和企業自身發展的需要，國內各主要科研單位和生產廠家又相繼推出了KJ90、KJ95、KJ101、KJF2000、KJ4/KJ2000和KJG2000等監控係統，以及MSNM、WEBGIS等煤礦安全綜合化和數字化網絡監測管理係統。同時，在“以風定產，先抽後采，監測監控”十二字方針和煤礦安全規程有關條款指導下，規定了我國各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監測監控係統。因此，大大小小的係統生產廠家如雨後春筍般的不斷出現，為用戶提供了更多的選擇機會、也促進了各廠家在市場競爭條件下不斷提高產品質量和服務意識。

（2）係統組成

係統由早期的地麵單微機監測監控已發展成為網絡化監測監控以及不同監測監控係統的聯網監測。其主要由監測終端、監控中心站、通信接口裝置、井下分站、傳感器組成。（結構圖見下一頁）

監測監控係統結構圖

我國煤礦監測監控係統的技術水平

3.1 係統中心站

我國煤礦監測監控係統的技術水平

3.1 係統中心站

3.2 局域網絡

網絡係統應用軟件。撫順分院開發率先開發的WEBGIS數字化礦山安全監測監管網絡係統應用軟件版本1.10，采用人性化設計，利用Web GIS技術使得大到省煤礦安全生產監督管理局、礦業集團公司所轄各礦井分布位置，小到各礦采區工作麵實際尺寸及設備實際使用位置，以任意無級縮小或無級放大圖形的形式達到圖形和數據的無縫集成和瀏覽；提供完備的安全監測與安全信息管理和監管功能；建立煤礦基礎數據庫、對主要圖紙（通風係統圖、采掘工程平麵圖、井下運輸係統、抽排水管路係統圖、電氣係統布線圖等）實現動態瀏覽；實現安全信息的共享和設備隱患排查；安全信息的網上公開（公司內部）；安全隱患排查及信息發布（如對各礦下達整改通知）等。與WEBGIS安全監測係統相配合，可實現對礦井通風係統安全性分析、診斷、評價、管理及通風網絡調整的科學決策。其網絡結構如下：

網絡結構圖

3.3 煤礦監控係統井下分站

開機自檢和本機初始化功能

通信測試功能

分站設程控功能（實現斷點儀功能、風電瓦斯閉鎖功能、瓦斯管道監測功能和一般的環境監測功能等）

死機自複位功能且通知中心站

接收地麵中心站初始化本分站參數設置功能(如傳感器配接通道號、量程、斷電點、斷電點、報警上限和報警下限等)

分站自動識別配接傳感器類型（電壓型、電流型或頻率型等）

分站本身具備超限報警功能

分站接收中心站對本分站指定通道輸出控製繼電器實施手控操作功能和異地斷電功能。

3.4 係統配接的各種傳感器控製器

傳感器的穩定性和可靠性是煤礦監測監控係統能正確反映被測環境和設備參數的關鍵技術和產品。目前國內生產和用於煤礦監測監控係統的傳感器主要有瓦斯、一氧化碳、風速、負壓、溫度、煤倉煤位、水倉水位、電流、電壓和有功功率等模擬量傳感器，以及機電設備開停、機電設備饋電狀態、風門開關狀態等開關量傳感器，以上傳感器的開發和應用基本滿足了煤礦安全生產監測監控的需要，但國產傳感器在使用壽命、調校周期、穩定性和可靠性方麵與國外同類產品相比還有很大差距，某些傳感器（如瓦斯傳感器）的穩定性還不能滿足用戶的需要。

實踐表明，綜合評價我國現有煤礦監測監控係統及配套傳感器等設備的現場應用效果，煤炭科學研究總院重慶分院的KJ90、天地科技股份公司常州自動化分公司的KJ95、煤炭科學研究總院撫順分院的KJF2000和北京瑞賽公司的KJ4/KJ2000等係統無論在軟硬件功能、穩定性和可靠性、專業技術服務能力、企業性質和生產規模等方麵幾本代表了我國煤礦監測監控係統的技術水平。

目前存在的問題

1 通信協議不規範

2 井下信息傳輸設備物理接口協議不規範

3 傳感器等質量不過關

4 現場管理和維護水平有待於加強

5 市場秩序亟待規範

發展趨勢

a.係統不僅能實現監測監控，而且在軟件技術上應研究開發能根據被監測環境地點的參數進行有效的危險性判別、分析和提出專家決策方案。同時係統應用軟件應向網絡化發展，按統一的格式向外提供監測數據。

b.針對通信協議不規範和傳輸設備物理層協議不規範盡，應盡快尋找一種解決係統兼容性的途徑或製定相應的專業技術標準，這對促進礦井監控技術發展和係統的推廣應用均具有十分重要的意義;

c.研製高可靠性瓦斯傳感器；

d.礦井瓦斯爆炸多半是由電氣火災引起的，因此應研製智能化的高壓開關櫃、高壓真空饋電開關、低壓真空饋電開關等，依此向係統提供多參數的信息，如電流、電壓、單相/三相漏電電流、開關運行狀態、開關機械/電氣閉鎖狀態等；

e.製定科學、合理的政策法規，研究提高煤礦安全管理水平的管理技術，使我國的煤礦安全生產管理從以人治為主，發展到以法治理。