摘? 要：伴隨著現在制造工藝的提高，為現在高效系統的設計與應用提供了有力的技術保障。將現有的系統進行必要的優化改造，使之功能更加齊全、技術指標更加先進、具有更高的可靠性和便于維護管理，具有更好的先進性、科學性、實用性是急需的也是非常可行的。以提升生產礦井的綜合信息化為目標，直接服務于企業成本運營中心的生產、安全、經營管理，為企業的精益生產、安全保障、成本控制和持續發展的經營目標提供技術保障和信息支持。
關鍵詞：安全生產；檢測監控；數據庫；數據管理
Mine safety production testing monitoring system research
Abstract: With the improvement of Modern manufacturing technology, it has been provide strong technical support for efficient design and application of the system. The existing system is necessary to optimize and transformation, Function is more complete, More advanced technical indicators, High reliability and Convenient maintenance and management, Have More advanced, Scientific nature, Practicability is urgent and very feasible. In order to promote the mine comprehensive information as the goal, Direct services to enterprises cost operation center, Production, Safety, Management, providing technical and information security, cost control and support for the business goal , the enterprise's lean production, sustainable development.
Key Words: Safety production; Detection monitoring; Database; Data management
0? 引? 言
伴隨著各方面的重視程度提高，大量資金的注入，煤礦安全生產監控系統也得以迅猛發展起來。從2007年開始，煤礦企業重點建設了安全生產管理信息系統以及瓦斯遠程監控系統，總投入資金高達7億元人民幣，同比增長15% [1]。
目前已經開始普遍應用大型監控系統裝備，其中就包括有帶式輸送機集中控制系統以及束管檢測系統等，并且系統裝備的國有化程度也比價高。部分礦山企業使用了三層網絡結構的自動化信息管理系統，能夠將光纖作為信息傳輸渠道，確保了礦井生產過程的自動化管理，初步構成了一個相當完善的綜合信息化管理系統。所以，有效開展安全檢測監控技術探討，提升安全檢測技術水平，充分應用高新技術手段，構建科學、合理的安全監測系統，形成良好的安全管理體系，能夠降低事故發生幾率，消除事故隱患，避免出現特大安全事故事件，從而實現礦業的可持續發展，維持社會的和諧穩定，有著重要的意義[2-3]。
1? 礦山安全生產的發展和現狀
上世紀下半葉，德、英、美、澳等西方發達國家，利用自有的先進技術，大力推廣自動化、信息化技術與生產實際的結合，在井上、井下生產、安全等各環節，實現了礦山控制和監測自動化，采用相應的通訊技術，將子系統互聯，實現了礦山安全生產的有序進行，極大的提高了生產效率，改善了安全狀況，獲得了巨大的經濟效益與社會效益[4]。
國內礦山安全檢測監控系統的提出，也與西方發達國家相似。相應的提出了一些技術要求，但是與實際的要求還相差甚遠。伴隨著我國礦業的迅速發展，建設數字化、信息化與智能化新型礦山越來越受到礦業行業、相關企業和國家的重視。
1.1? 煤礦安全檢測與監控
按照相關統計結果表明，截止到2011年底，我國煤礦企業的瓦斯監測監控系統安裝率已經超過了87.5%。在這其中，國有重點煤礦企業的瓦斯監測監控系統安裝率高達99%,國有地方煤礦企業的瓦斯監測監控系統安裝率是87%，而鄉鎮中小型煤礦企業的瓦斯監測監控系統安裝率則是83%。可見，目前大部分的高瓦斯礦井都已經安裝了瓦斯監測監控系統。而一些較早實現煤礦企業信息管理的省市，包括吉林、黒龍江、新疆、山西等，目前已經能夠在省內或市內進行礦業聯網。
1.2? 煤礦安全生產監控系統
當前階段，我國國內的煤礦安全生產檢測監控系統主要有四種類型，第一種類型為KJ4監測系統，其監控覆蓋區域比較大，能夠實現礦井內部無差別覆蓋。第二種類型為KJ95煤礦綜合監控系統，其綜合性比較強，能夠實現視頻、聲音的同步傳輸[5]。第三種類型為TF200頻分復用型礦井監測監控系統，可以針對井下各種參數進行集中的監測，并及時反饋到控制中心。第四種類型為HI-MASS監控系統，可以實現井下生產環境以及安全系數的監測。目前，山西省已經有超過96.8%的煤礦企業開展了監測監控系統建設，能夠初步實現省、市、縣、礦業集團的四級聯網協作。
1.3? 煤礦安全生產調度系統
煤礦安全生產調度系統作為多系統集成的信息系統，其信息化技術水平能夠直接代表煤礦企業的規模實力。一般而言，都是大型煤礦的信息技術水平高于中型煤礦，依次類推，呈現出一定的規律性。目前，在我國國內已經有部分礦井使用了語音與數字的通信技術，但是在圖像傳輸性能上還比較差，亟待提升。而應用效果良好的寬帶漏泄通信也開始部分應用，能夠提供路的全雙工話音，可以給煤礦綜合信息傳輸提供有力的支持。而在部分煤礦企業當中，則使用了基于的礦井無線通信系統，一些大型國有煤礦企業則裝備了工業電視系統，并且對多媒體調度室裝備也做出了技術升級。
1.4煤礦安全綜合自動化系統
煤礦安全生產信息管理技術能夠開展較深層次的數據挖掘與分析處理，從而構成專業化的數據管理系統，確保了危情警報的準確性與及時性，有利于對礦井整體運行的綜合管理工作。目前，己經有部分國有重點煤礦構件了煤礦安全生產信息管理系統，能夠開展安全生產管理、事故預防與災害處理、安全評估以及信息監測等工作。而在一些省級安全監管部門則大規模應用了重大危險源的監控管理系統，能夠協助開展安全監管工作。在煤礦安全監察部門，則是較多應用了煤礦安全生產許可證管理系統，能夠有利于開展監察管理工作。
2? 煤礦安全監控系統的作用
煤礦安全監控系統是目前現代化工礦企業生產和管理的有效工具。 對于煤礦生產，煤礦安全監控系統是煤礦高產、高效、安全生產的重要保證。
它是一種自動采集資料、處理資料并進行控制的系統,具有及時、準確、連續、可靠的優點,對保障礦井安全,提高礦井“一通三防”管理水平,增強礦井抗災能力等方面具有非常重要的作用，特別是對預防煤礦瓦斯超限、積聚,準確且迅速地測定礦井通風參數及有害氣體濃度、掌握井下通風狀況,早期發現事故征兆,防止瓦斯事故的發生起到輔助決策作用。 例如對于高瓦斯影響嚴重的礦井，監測監控系統可以從如下方面發揮作用：
2.1 合理利用瓦斯超限斷電功能 ，杜絕瓦斯超限
煤礦安全監控系統能準確及時實施自動報警和控制斷電，自動切斷規定范圍內全部非本質安全型電器設備電源， 真正起到 24 小時不間斷地對采掘工作面的瓦斯監控，控制住了瓦斯事故的發生。
2.2 監督安全技術措施的落實 ，及時消除瓦斯隱患
安全監控系統不僅在消除瓦斯超限作業方面發揮著重大作用，而且還可利用監控系統來監督安全技術措施的執行情況。 在生產過程中所實施的一些降低瓦斯濃度的措施，其作用效果是否明顯，就可以通過煤礦安全監控系統得到真實反映。
2.3 為快速查找瓦斯超限原因提供幫助
煤礦安全監控系統是對礦井所有瓦斯流經的區域進行實時監測，所以通過一些關鍵地點的瓦斯監測數據，可以查找瓦斯超限原因。
2.4 為礦井瓦斯治理提供基礎數據
安全監控系統是連續監測采掘工作面瓦斯濃度變化，并將數據存儲在監測中心站，為分析研究礦井和采掘工作面瓦斯涌出規律、瓦斯賦存特征，制定治理瓦斯技術措施提供了可靠的依據，并獲得豐富資料。 如可以分析得到工作面產量與瓦斯涌出量關系，生產工序與瓦斯涌出量關系，考察掘進巷道的瓦斯涌出特征等等。由于監測監控系統技術朝著安全、生產和調度一體化的綜合監控系統方向發展，并逐漸滲入的煤礦生產的各個環節，從而為煤礦安全生產和科學管理起到極為重要的作用。
3? 我國煤礦安全監控系統中存在的問題和不足
3.1 智能傳感器性能差
與系統配接的 CH4 和 CO 傳感器已成為礦井瓦斯綜合治理和監測煤炭自燃發火等災害的關鍵技術裝備,并越來越受到使用單位和研究人員的普遍重視。 據統計, 國產安全監測用CH4 傳感器和 CO 傳感器, 長期以來所用敏感元件一直存在使用壽命短、工作穩定性差、零點漂移、靈敏度漂移以及制作工藝水平低、元件一致性差的缺點,從而嚴重制約著礦井瓦斯、一氧化碳的正常檢測，與國外同類傳感器相比較差距較大[6]。
3.2 通信協議不規范由于現有生產廠家的監控系統的通信協議均互不兼容
沒有一個符合礦井電氣防爆等特殊要求的總線標準,從而造成不同廠家的設備無法兼容,無法共享傳輸電纜。 因此,通信協議不規范的后果是造成設備重復購置、受制于人和不能隨意進行軟、硬件升級改造。
3.3 診斷功能有待加強作為管理維護監控系統的輔助手段
部分系統只能對系統的通訊狀況診斷,不能詳細地判斷故障的性質和故障點,而實際工作中要求能判斷出分站、傳感器或電纜故障之間或短路報警與真實超限之間區別,為維護人員提供故障的類型和方位,以便于迅速處理故障。
4? 煤礦安全生產信息化建設過程當中暴露出的問題
目前來看，煤礦安全生產信息化建設過程當中暴露出的問題主要表現在以下幾個方面：
未能深入認識信息化技術發展的重要意義，導致信息技術投入資金不足，不具備專業的、完善的煤礦企業安全生產信息化建設標準以及考核體系，使得信息化技術發展速度比較慢。
第二，缺乏煤礦井下安全生產的先進技術支持。目前，我國煤礦企業的信息化技術手段較為落后，整體規模以及涵蓋水平都不高，導致了井下的信息技術產品質量較差，而且適用范圍狹窄，尤其是在煤塵監控方面還難以提供有效的技術支持。
第三，煤礦行業安全生產軟硬件研發以及服務保障系統建設水平較低，整體的研發力量薄弱，裝備水平較差，不符合相關技術升級的需求。
第四，在安全生產方面還是因循分布式的控制模式，幵放性較差，監視由于，而控制不足，而且不同系統之間也缺乏兼容性，難以做到信息共享，形成了多個信息孤島。盡管在煤礦生產過程當中一些機電一體化產品能夠實現自動化運行，但是在通訊功能方面卻有所欠缺。
第五，傳感器技術發展水平較差，盡管已經按照煤礦企業生產的相關特征，研發了一系列的傳感器，但是在使用壽命周期上卻比較短，而且質量與靈敏度也都和國際先進水平有著一定的差距。
第六，煤礦企業缺乏統一的安全生產信息化建設和發展綱要，沒有明確的發展目標，嚴重缺乏高素質的信息管理復合型人才。
第七，大部分煤礦企業的管理信息網站建設還都是處于初步階段，只能做出一些新聞與公告的公示，在網上審批、信息共享以及自動化辦公方面還有待于進一步的充善。
5? 我國煤礦安全監控技術發展方向
緊密結合我國煤礦安全生產國情 ， 重視專業化或專家系統的開發今后，開發安全監控技術應特別注意將諸如瓦斯涌出規律、瓦斯突出預測預報、煤自燃發火預測預報、帶式輸送機火災早期預報、均壓通風自動調控以及礦井災變期間搶險救災指揮等技術融入監測系統中，才能充分發揮監測系統的作用。繼續深入強化傳感器技術的研究傳感器是煤礦安全監測系統可靠運行的關鍵，為了提高煤礦安全監測傳感器水平，在今后研究開發工作中，應注重以下方面：
（1）關注國內外傳感器發展熱點 ，借鑒傳感器新技術 ，開發適用于煤礦的安全傳感器。微型化、集成化、智能化、系統化、低功耗是當今全球傳感器發展的方向 ，而光纖技術、生物工程技術、微電子技術及微加工技術等多種技術的融合，可能使傳感器性能最優化，這些都是我們在跟蹤國內外新技術時要特別關注的地方。
（2）解決煤礦安全傳感器的穩定性 、可靠性 ，提高傳感器的制作質量，在很大程度上依賴制作工藝。 先進的傳感器制作工藝也是傳感器技術創新的基礎，諸如微機械加工技術、平面制作工藝、薄膜制作工藝及傳感器封裝技術等對傳感器研究開發及傳感器實現產業化、工程化起著至關重要的作用，這是一項十分重要的基礎工作。
參考文獻
[1]婁明波.煤礦安全監控系統現狀與發展的前景[J].學術研究,2007(07):64.
[2]程根銀、倪文耀，安全導論，北京，煤炭工業出版社，2004年：9-11。
[3]崔克清、張禮敬、陶剛。安全工程與科學導論，北京，化學工業出版社，
2004年：75-80。
[4]王法辰。礦山安全生產檢測監控系統的研究[D].濟南：山東大學,2012,1
[5]趙俊文.型礦井綜合監控系統在煤礦安全生產中的應用.應用技術,2007（1）：51，54.
[6]吳純兵。淺談煤礦安全檢測監控系統[J].科技信息，2009(23):1116.
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