煤矿安全监控系统智能化现状及发展

煤矿安全监控系统智能化现状及发展摘要：为了提高煤矿机械设备生产的安全监管效果，确保煤矿生产的安全，需要采用先进的安全控制系统。煤矿安全监控系统作为煤矿生产中的重要设备，不仅可以解放人力，提高煤矿机械的运行效率，还可以实现对煤矿安全生产的监管。煤矿安全监控系统是以信息技术、定位技术和监控技术为基础的。随着智能技术的发展，煤矿安全监控系统也在向智能化方向发展。关键词：煤矿；安全监控系统；现状；智能开发一、煤矿安全监控系统的现状如今，中国许多矿区都配备了安全监控系统。煤矿安全监控系统作为一种安全生产的监控系统，在预防和减少煤矿安全事故方面发挥着重要作用，通过监控和预警功能确保煤矿安全生产。目前，智能技术的应用和发展趋于成熟。为了提高煤矿安全监控系统的准确性和灵敏度，优化其功能，提高其可靠性和稳定性，国家明确提出了对煤矿安全监控系统进行升级改造的要求，并对其技术指标和功能提出了明确要求，旨在推动煤矿安全监控系统的智能化发展。煤矿生产管理需要不断寻求新的发展，积极利用科技发展采用智能安全监管系统。（一）传感器层技术的现状传感器技术的应用主要存在一些与稳定性和可靠性相关的问题，如虚警、误报、瞬时大值、故障等。因此，有必要提升传感器的防护等级。目前，传感器的最低防护等级为IP65，确保传感器在潮湿和有水的环境中仍能正常工作，其核心部件不受水蒸气的影响。信息化建设环境下，矿井设备增多，井下环境电磁环境紊乱，传感器和传输电路易受强磁干扰，导致数据不准确、通讯不畅等。传感器的输出接口也进行了升级，保证其最低标准为RS485/CAN，并采用CRC加密验证技术解决信号干扰问题。对于传感器的输入端，采用了TVS管端口保护技术和电气隔离。分离技术、过滤技术、屏蔽技术等。解决了对传感器的二次电磁干扰问题，提高了传感器的抗电磁干扰性能，保证了传感器能在井下稳定工作；设置标准化数字通信接口，实现传感器分级报警和故障诊断功能。通过升级传感器的电路元件，增加了电压监测、故障检测和噪声异常检测功能。目前，可调二极管激光吸收光谱技术、激光甲烷传感器和无线甲烷传感器具有线性自动校正功能，应用效果好，准确度高。其中，激光甲烷传感器可以对甲烷浓度进行高精度的线性报警。（二） 传输层技术的现状目前，总线分站的采集功能已经升级，从模拟采集升级为多路总线采集。其功能如下:数据分析处理、快速报警和快速控制。现在煤矿安全监控系统的总线分站有7个总线功能，其中4个负责采集传感器数据。主要部件无线信号转换器可以直接连接到矿井总线的传感器电缆上，通过井下有线和无线传输网络技术的结合，实现线路的灵活配置。以嵌入式处理系统为载体，区域协同控制器可以根据井下环境、设备运行、人员等做出安全预测。通过有线和无线集中采集，还可以处理突发事故，达到预控的目的。区域控制器连接多个接口，具有交换机的功能，适应环网切线、星形等多种结构，网络重组时间短。其中，变压器也进行了升级。交流电在85-900V时，设备能正常运行，操作灵活。它可以在不更换分接头的情况下实现实时远程监控，确保操作人员及时了解电源箱的运行情况。设备升级后，可以知道电池寿命，电池寿命也提高了。电源箱的重量也减轻了，维修更加方便。（三） 应用层技术的现状过去，煤矿安全监控系统的功能都是基本功能，如数据监控、日常查询、运行控制等。系统升级后，完善了地面中心站的功能。一是报警和断电控制功能更加灵敏，可以结合瓦斯浓度、变化、持续时间、分布范围进行不同级别的预警，做到分级分区报警，报警区域实时断电，不影响其他矿井生产。其次，应用网络和系统的集成，地下集成成本高，难度大。新的煤矿安全监控系统侧重于地面集成，没有改变原有系统的运行模式。通过集成层，借助数据库等技术，完成监控系统、定位系统、报警系统的信息共享和协同执行。第三，系统升级后，完成了故障自断和自动评估功能。通过该功能，可以高效地完成煤矿安全监控系统的维护、调整和优化。最后，通过对煤矿安全监控系统的升级，完成了不同系统的应急联动。当瓦斯超限断电时，监控系统中心可结合广播、无线通信、人员定位等系统进行紧急疏散。二、煤矿安全监控系统的智能化发展（一）新传感技术与智能化发展1分布式激光甲烷监测技术煤矿瓦斯监测点数量有限，传统的瓦斯监测技术采集的数据不够准确。采用分布式激光甲烷监测技术，其可调激光吸收技术，结合光路空分复用技术，将激光引入自动校正系统，可以完成对煤矿瓦斯的精确监测，解决了传统传感器无法长时间工作的问题，减少了，分布式激光甲烷监测技术可以实现对8个气室的同步监测。根据监测要求，监测面积可扩大一倍，监测范围可大大提高，响应时间可大大缩短，从而实现对气体的同步监测，提高安全预警能力。2高分辨率激光痕迹监控技术对于矿区来说，会有自然火灾的隐患。以前用的是束管监控系统，但监控效果有待提高。将智能化技术应用于其中，可以应用高分辨率激光痕迹测量技术和新型安全在线监测传感器，实现对采空区瓦斯的实时测量、监测和处理，缩短火灾的救援时间。同时，该技术还可用于矿区环境检测，抗干扰性强，极其稳定。3超声波时差法断面风速监测技术采掘巷道通风不好，传统风速测量监测技术的风计算误差大，监测存在盲区，不能满足采掘的通风要求。可采用超声波时差法测量巷道断面风速，多线测量法结合巷道断面数据，精确计算风量，实现智能调风。4传感器智能技术智能传感器技术采用低功耗、高性能的MCU。结合数字化，型号、版本、生产日期、出厂、供电信息、故障等。在整个循环中保持传感器的。同时加入动态芯片，监测传感器安装位置的变化。（二） 新型输电技术的发展1分布式电源技术现有的监控系统依靠通信电缆连接变电站设备实现远程监控，但线路分布复杂，操作不灵活，感应效率差。有可能对电能拾取装置的负载动态和小型化技术做更多的研究。矿井分布式非接触供电系统提高了供电可靠性和远程供电能力，实现了灵活的线路接入。它采用电力载波传输技术，提高了信号强度和电力负荷。2综合采集系统该系统可以完成井下系统的集成，通过已有数据进行系统集成，借助厂家提供的线路接口存储大量数据，减少了数据的中间处理环节，提高了数据处理效率。（三） 系统数据的应用趋势1充分利用监测数据监控系统需要分析大量数据。通过数据模型可以从不同角度了解气体的分布和浓度。异常数据可以用来提前预防事故的发生，而不是简单地在事故发生后进行处理。监控的价值就体现在这里。结合分布式多点激光甲烷监测技术，可以完成矿井瓦斯浓度、分布和巷道风速的测量，建立固定时间段内瓦斯的变化发展模型，了解瓦斯变化规律，做好安全预警。针对矿井外的火灾，对CO2、温度、烟雾等传感器数据进行分析，可以建立火灾模型，从而做好防火和逃生工作。当煤炭自燃发生时，通过高分辨率激光痕迹检测技术检测煤炭自燃情况。2加强生产和系统的协同管控。目前，煤矿安全监控系统还未能实现与生产的协调管控，很多因素都会导致生产中断。而安全高效的生产是无法同时实现的，所以要积极利用预警技术和监控技术来实现安全生产。三、结束语综上所述，智能煤矿企业的建设对监控系统的功能性和稳定性要求越来越高，把握未来技术发展的核心要求意义重大。对于煤矿企业的工程技术人员来说，积极总结智能安全监控系统的开发经验，对于提高煤矿安全监控能力具有重要意义。未来，煤矿安全监控系统的应用将更加广泛和有效。为充分发挥科学技术在煤炭生产中的价值，智能技术的应用将进一步促进煤炭的智能安全生产。参考文献王国法，刘峰，孟祥军,范京道，等.煤矿智能化(初级阶段)研究与实践[J].煤炭科学技术，2019(08)：85-8