我國(guó)煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng) 現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

                 

                        前   言

       自2000年以來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)要求的不斷提高和企業(yè)自身發(fā)展的需要，我國(guó)各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井陸續(xù)在裝備礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)的裝備大大提高了礦井安全生產(chǎn)水平和安全生產(chǎn)管理效率，同時(shí)也為該技術(shù)的正確選擇、使用、維護(hù)和企業(yè)安全生產(chǎn)信息化管理提出了更高的要求。

                           現(xiàn)   狀    (1)  發(fā)展過(guò)程

            我國(guó)監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用較晚，80年代初，從波蘭、法國(guó)、德國(guó)、英國(guó)和美國(guó)等（如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200）引進(jìn)了一批安全監(jiān)控系統(tǒng)，裝備了部分煤礦；在引進(jìn)的同時(shí)，通過(guò)消化、吸收并結(jié)合我國(guó)煤礦的實(shí)際情況，先后研制出KJ2、KJ4、KJ8、KJ10、KJ13、KJ19、KJ38、KJ66、KJ75、KJ80、KJ92等監(jiān)控系統(tǒng)，在我國(guó)煤礦已大量使用。實(shí)踐表明，安全監(jiān)控系統(tǒng)為煤礦安全生產(chǎn)和管理起到了十分重要的作用，各局礦已作為一項(xiàng)重大安全裝備。由于當(dāng)時(shí)相當(dāng)一部分監(jiān)控系統(tǒng)由于技術(shù)水平低、功能和擴(kuò)展性能差、現(xiàn)場(chǎng)維修維護(hù)和技術(shù)服務(wù)跟不上等原因，或者已淘汰、或者停產(chǎn)。因此造成相當(dāng)一部分礦井無(wú)法繼續(xù)正常使用已裝備的系統(tǒng)。特別是近年來(lái)由于老系統(tǒng)服務(wù)年限將至，已無(wú)繼續(xù)維修維護(hù)的必要，系統(tǒng)面臨更新改造的機(jī)遇。

               (1)  發(fā)展過(guò)程

           隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的迅猛發(fā)展和企業(yè)自身發(fā)展的需要，國(guó)內(nèi)各主要科研單位和生產(chǎn)廠家又相繼推出了KJ90、KJ95、KJ101、KJF2000、KJ4/KJ2000和KJG2000等監(jiān)控系統(tǒng)，以及MSNM、WEBGIS等煤礦安全綜合化和數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)。同時(shí)，在“以風(fēng)定產(chǎn)，先抽后采，監(jiān)測(cè)監(jiān)控”十二字方針和煤礦安全規(guī)程有關(guān)條款指導(dǎo)下，規(guī)定了我國(guó)各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。因此，大大小小的系統(tǒng)生產(chǎn)廠家如雨后春筍般的不斷出現(xiàn)，為用戶提供了更多的選擇機(jī)會(huì)、也促進(jìn)了各廠家在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)條件下不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)意識(shí)。

             （2）系統(tǒng)組成

           系統(tǒng)由早期的地面單微機(jī)監(jiān)測(cè)監(jiān)控已發(fā)展成為網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控以及不同監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)。其主要由監(jiān)測(cè)終端、監(jiān)控中心站、通信接口裝置、井下分站、傳感器組成。（結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)下一頁(yè)）

監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

我國(guó)煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平

3.1  系統(tǒng)中心站

我國(guó)煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平

3.1  系統(tǒng)中心站

3.2  局域網(wǎng)絡(luò)

             網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用軟件。撫順?lè)衷洪_(kāi)發(fā)率先開(kāi)發(fā)的WEBGIS數(shù)字化礦山安全監(jiān)測(cè)監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用軟件版本1.10，采用人性化設(shè)計(jì)，利用Web GIS技術(shù)使得大到省煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局、礦業(yè)集團(tuán)公司所轄各礦井分布位置，小到各礦采區(qū)工作面實(shí)際尺寸及設(shè)備實(shí)際使用位置，以任意無(wú)級(jí)縮小或無(wú)級(jí)放大圖形的形式達(dá)到圖形和數(shù)據(jù)的無(wú)縫集成和瀏覽；提供完備的安全監(jiān)測(cè)與安全信息管理和監(jiān)管功能；建立煤礦基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、對(duì)主要圖紙（通風(fēng)系統(tǒng)圖、采掘工程平面圖、井下運(yùn)輸系統(tǒng)、抽排水管路系統(tǒng)圖、電氣系統(tǒng)布線圖等）實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)瀏覽；實(shí)現(xiàn)安全信息的共享和設(shè)備隱患排查；安全信息的網(wǎng)上公開(kāi)（公司內(nèi)部）；安全隱患排查及信息發(fā)布（如對(duì)各礦下達(dá)整改通知）等。與WEBGIS安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相配合，可實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性分析、診斷、評(píng)價(jià)、管理及通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)整的科學(xué)決策。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下：

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3.3  煤礦監(jiān)控系統(tǒng)井下分站

開(kāi)機(jī)自檢和本機(jī)初始化功能

通信測(cè)試功能

分站設(shè)程控功能（實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)儀功能、風(fēng)電瓦斯閉鎖功能、瓦斯管道監(jiān)測(cè)功能和一般的環(huán)境監(jiān)測(cè)功能等）

死機(jī)自復(fù)位功能且通知中心站

接收地面中心站初始化本分站參數(shù)設(shè)置功能(如傳感器配接通道號(hào)、量程、斷電點(diǎn)、斷電點(diǎn)、報(bào)警上限和報(bào)警下限等)

分站自動(dòng)識(shí)別配接傳感器類(lèi)型（電壓型、電流型或頻率型等）

分站本身具備超限報(bào)警功能

分站接收中心站對(duì)本分站指定通道輸出控制繼電器實(shí)施手控操作功能和異地?cái)嚯姽δ堋?br />
3.4  系統(tǒng)配接的各種傳感器控制器

           傳感器的穩(wěn)定性和可靠性是煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)能正確反映被測(cè)環(huán)境和設(shè)備參數(shù)的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)和用于煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的傳感器主要有瓦斯、一氧化碳、風(fēng)速、負(fù)壓、溫度、煤倉(cāng)煤位、水倉(cāng)水位、電流、電壓和有功功率等模擬量傳感器，以及機(jī)電設(shè)備開(kāi)停、機(jī)電設(shè)備饋電狀態(tài)、風(fēng)門(mén)開(kāi)關(guān)狀態(tài)等開(kāi)關(guān)量傳感器，以上傳感器的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用基本滿足了煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控的需要，但國(guó)產(chǎn)傳感器在使用壽命、調(diào)校周期、穩(wěn)定性和可靠性方面與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品相比還有很大差距，某些傳感器（如瓦斯傳感器）的穩(wěn)定性還不能滿足用戶的需要。

 實(shí)踐表明，綜合評(píng)價(jià)我國(guó)現(xiàn)有煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)及配套傳感器等設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果，煤炭科學(xué)研究總院重慶分院的KJ90、天地科技股份公司常州自動(dòng)化分公司的KJ95、煤炭科學(xué)研究總院撫順?lè)衷旱腒JF2000和北京瑞賽公司的KJ4/KJ2000等系統(tǒng)無(wú)論在軟硬件功能、穩(wěn)定性和可靠性、專(zhuān)業(yè)技術(shù)服務(wù)能力、企業(yè)性質(zhì)和生產(chǎn)規(guī)模等方面幾本代表了我國(guó)煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平。

目前存在的問(wèn)題

1  通信協(xié)議不規(guī)范

2  井下信息傳輸設(shè)備物理接口協(xié)議不規(guī)范

3  傳感器等質(zhì)量不過(guò)關(guān)

4  現(xiàn)場(chǎng)管理和維護(hù)水平有待于加強(qiáng)

5  市場(chǎng)秩序亟待規(guī)范

            發(fā)展趨勢(shì)

a.系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控，而且在軟件技術(shù)上應(yīng)研究開(kāi)發(fā)能根據(jù)被監(jiān)測(cè)環(huán)境地點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)行有效的危險(xiǎn)性判別、分析和提出專(zhuān)家決策方案。同時(shí)系統(tǒng)應(yīng)用軟件應(yīng)向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，按統(tǒng)一的格式向外提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

b.針對(duì)通信協(xié)議不規(guī)范和傳輸設(shè)備物理層協(xié)議不規(guī)范盡，應(yīng)盡快尋找一種解決系統(tǒng)兼容性的途徑或制定相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)促進(jìn)礦井監(jiān)控技術(shù)發(fā)展和系統(tǒng)的推廣應(yīng)用均具有十分重要的意義;

c.研制高可靠性瓦斯傳感器；

d.礦井瓦斯爆炸多半是由電氣火災(zāi)引起的，因此應(yīng)研制智能化的高壓開(kāi)關(guān)柜、高壓真空饋電開(kāi)關(guān)、低壓真空饋電開(kāi)關(guān)等，依此向系統(tǒng)提供多參數(shù)的信息，如電流、電壓、單相/三相漏電電流、開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)、開(kāi)關(guān)機(jī)械/電氣閉鎖狀態(tài)等；

e.制定科學(xué)、合理的政策法規(guī)，研究提高煤礦安全管理水平的管理技術(shù)，使我國(guó)的煤礦安全生產(chǎn)管理從以人治為主，發(fā)展到以法治理。