矿井通风安全监控系统关键技术研究

石锦民

摘要：我国地大物博，矿产资源非常丰富是我国基本特色。经济的发展需要依靠矿石的挖掘来提供原料，这决定着我们应当继续对矿石进行采挖；同时，经济发展水平的不断上升，使得人们对矿井生产安全关注度不断提升。综合上面的两个方面的话，需要我们再继续进行矿石的开采的同时也注重对于人员的生命安全提供更好保障，促进矿井抗灾能力的提升。

关键词：矿井通风；安全监控系统关键技术

引言

随着我国整体经济的快速发展，人们生活水平的提高，对于能源需求与日俱增。矿井通风系统是井下作业人员呼吸新鲜空气的基本保障，它直接关乎煤矿的安全生产，因此具备好的作业环境极其重要。

1矿井通风监测监控系统概述

矿井通风系统是矿井生产活动开展过程中的重要组成部分，它具有为工作人员提供新鲜空气、排放有毒气体和帮助灾害救援等的作用。（1）构成，在信息技术不断发展的情况下，它与矿井通风安全监测监控系统也实现了有效的融合，实现了安全监控监测系统的水平提升。就矿井通风监测监控系统的技术构成来说，主要包括了控制技术、电子技术、通信技术和计算机技术；从矿井通风监测监控系统的结构形式来说，主要包括时分制通信方式和分布式结构两种；就矿井通风监测监控系统的内容构成来说，主要有四个部分，分别是智能分站、信息传输、传感器及执行器和监控中心。（2）发展历程与趋势，矿井通风安全监测监控系统的运行中很重要的一个内容是通讯，利用通讯来对通风系统进行监控监测和风险警报可以有效的降低通风系统的运行风险。矿井通风安全监测监控系统的通讯方式经历了从低级到高级的转变，最开始使用的是空分制的方式，随后是频分制，再然后是分布式网络技术和人工智能，在到当前使用的数据库技术，经过了五次的升级换代之后矿井通风安全监测监控系统已经可以对通风系统进行远程的监测监控了，并且可以做到对风险的动态预警，就这些发展来说是要归功于数据库技术、人工智能在矿井通风安全监测监控系统中的加入。从实际的矿井通风安全监测监控系统发展情况出发进行分析的话我们可以对它的未来发展方向进行预测，本文认为这些发展方向可以总结为三个方面：智能化、综合化和网络化。就具体的内容来说：智能化就是随着人工智能等先进技术的加入会提升矿井通风安全监测监控系统的信息处理能力，从而使其具有事故预测功能；综合化就是说对相关的数据进行综合的管理和处理；网络化就是推动相关数据的公开化，通过数据的透明来保障人们的知情权。

2矿井通风技术

（1）B型通风技术，按照通风阻力等级可以将矿井分为大阻力矿井、中阻力矿井和小阻力矿井，经过长时间的研究发现，B型通风技术可以在不同矿井阻力条件下发挥作用。B型通风技术是一种具备多种功能的综合性通风技术，在保证矿井下工作面稳定通风的前提下，设置了通风联络巷，在顶板中布置的瓦斯排放巷道与回风巷道平行，形成一进两回一联络的通风结构。该技术的主要优点就是可以将工作面内瓦斯密度较大区域的有毒有害气体转移，通过回风巷增加阻力的方法，减少巷道有毒和有害气体的浓度和涌出量。（2）灾变通风技术，使用局部通风设备原理可以在发生灾情时使用，例如火灾或者爆炸，在这种危险情况下需要人为的控制风流的方向，这种矿井通风的技术方法为灾变通风技术，由此维持救灾线路的通畅，只尽可能的降低反风给救援任务带来的影响。采用任何通风技术在运用时都要根据实际的矿井环境和气体含量分布进行风量和风速的计算，现在随着互联网技术的普及，矿井的通风技术也逐渐实现智能化，在传统矿井通风技术的基础上，利用远程监控系统对矿井中的通风机进行控制，实时掌握工作动态，更能保证矿井通风的时效性。（3）矿井通风技术的实施，分析矿井通风技术的实施是以矿井的阻力测定结果为基础实施的，依照阻力结果选用B型通风技术可以采取以下措施，以降低矿井的通风阻力，进而提高风机供风的能力，实现矿井通风系统的安全运行。首先将矿井的主井井底的控制风门拆除，让主井与副井并联起来，形成了一个并联结构的进风系统。接着将南翼胶带的回风巷和联络巷连接起来，降低南翼回风巷的总通风阻力，这样就能够有效提高南翼采区的风量；最后将北翼的回风巷调节风门设置在北翼的胶带回风巷内，让北翼的大部分回风能够通过北回风巷进入到回风井中。经过B型通风技术的实施，使得矿井内的通风阻力降低了168Pa，利用矿井内的传感器，测得矿井下的有毒有害气体的浓度降低了30%，因此达到了净化空气的目的。

3总线技术

总线技术是一个较新的概念，它通过集合控制技术、计算机技术和通信技术再加上总线这个核心内容构成一个整体。对于我们的矿井通风安全监测监控系统来说，多种总线技术都可以在里面得到很好的应用，例如现场总线基金会FF、控制器局域网络CAN、RS-485标准协议现场总线和局域操作网络LONWORKS等。文章不再逐个的对这些技术进行分析，只对控制器局域网络CAN总线进行相关分析。之所以选取控制器局域网络CAN总线技术进行论述，是因为它有着很好的使用灵活性和可靠性，同时还具有对传输介质无特殊要求等特征。控制器局域网络CAN总线技术采用串行总线结构；在传送消息的时候主要借助消息包的形式，消息包中主要包含数据、远地传送请求、消息识别符和数据长度码等；对于技术运行来说，关键是通信接口的设计质量，它要包含CAN驱动器、CAN控制器和微处理器等部件，要具备的特征有短路保护、抗电磁干扰能力强、低功耗待机等。

4升级矿井通风、安全监控系统的功能

虽然，在矿井通风、安全监控系统的功能方面，已经较为全面，然而，考虑到矿井作业环境较高的不可控性和复杂性，该系统功能的上升空间依然比较大。比如，系统采集功能在原有功能的基础上，凭借现代数据网络技术，仍然能够大幅提升和增强。对于系统中所涉及的传感器来讲，应根据系统中所显示的各类环境参数，对传感器的抗干扰能力及灵敏度进行进一步提升和改进，从而确保矿井作业过程中每一作业面的本质需求能够得到高效满足。仅仅针对传感器来讲，应对其监测范围、技术性能进行完善。其中，应关注的是，传感器不仅能够对种类、浓度不同的有害、有毒气体进行准确测定，还应该对风速进行有效测定。

5灰色预测理论

灰色预测理论的应用主要是为了保证智能传感器的良好运行，而智能传感器是矿井通风安全监测监控系统的重要内容。灰色预测理论可以通过对数据处理寻找到相关的规律来实现灰色数据的处理。它具有精度高、易于实现、技术结构简单和所需的原始数据少等特征。

结语

社会的发展是建立在矿藏资源的利用基础上的，随着社会发展水平的不断提升，矿藏开发工作的开展朝着安全性、自动化的方向前进，生产技术的不断提升使得矿场技术装备的水平不断提升，对于矿场安全生产活动的开展提供了很好的设备基础，我们应当积极地利用这样的有利条件，以提升矿井通风系统的运行效率为重点，加强相关的监控监测系统的建设，利用有效的监控技术的应用来有效的保障矿井生产的安全、高效。

参考文献：

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