煤矿瓦斯安全状况的决策预测研究[

陈征

摘要：安全一直是煤矿生产中最为重要的主题，保障煤矿的安全生产才能有效提高企业的经济效益。为确保在生产过程中每一位煤矿员工的生命安全，企业应该将安全生产作为煤矿工作的首要任务。煤矿员工在实际的工作过程中需要按照既定的步骤开展工作，从而能够保证煤矿企业的安全生产，保障煤矿员工的生命安全。现阶段，大多数的煤矿企业在煤矿中都安装了安全监测监控系统，能够实时采集井下的环境数据，了解矿井中的实际工作情况。

关键词：煤矿安全；监测监控；安全管理

引言	系，包括节点数据采集层、数据信息通信层以及控制中心管理层。借助布
当前我国煤矿行业对安全生产提出了新的要求，因此煤矿安全监管得	设在煤矿井下巷道内的监测节点，对瓦斯的浓度进行实时采集，并将采集
到了推广与应用，国家也提出了一些煤矿安全生产行业标准，虽然取得了	到相关信息传给井下 CAN 总线，随后转至监控数据中心库，供瓦斯超限
较好的应用效果，但煤矿安全监测监控水平仍有待于进一步提高。为进一	报警使用。在本系统中，井下瓦斯监测节点的设计是重点环节，下面就监
步提高煤矿安全监测监控水平，介绍了煤矿安全监测监控系统的主要作	测节点硬件和软件设计及实现路径进行分析。
用，分析了煤矿安全监测监控系统在安装、使用以及维护中存在的主要问	4.2 固定节点软件运行流程
题，并提出了一系列具体改进措施。这些措施的综合应用有助于进一步提	在煤矿井下各个区域内布设的固定节点，构成了瓦斯数据采集的网络
高煤矿安全监测监控能力，进而更好地保障煤矿安全生产。	主干，除了能够对与瓦斯有关的数据信息进行实时采集外，还能显示位置
1 安全监控系统的作用	坐标。固定节点处理器程序设计是重点环节。由瓦斯传感器采集到的数据，
煤矿安全监控系统能够给煤矿生产提供安全保障，主要对煤矿瓦斯、	经 A/D 转换器，会被转化为电信号，依托射频装置，可将这部分数据传至
一氧化碳、风速、烟雾等进行监控因素进行检测。同时还对煤矿生产各个	汇聚节点上。依据监测节点硬件的情况，对软件运行流程进行设计。当固
环节诸如运输、提升、排水、设备的运行状态等进行监控，将数据传输给	定节点加入到网络当中后，会先向汇聚节点发送相关 ID，并在一定的周期
计算机并对其进行分析，整合数据，给生产管理者以及业务部分提供可靠	内处于对井下瓦斯进行监测的状态，可对瓦斯浓度进行实时采集，转化为
的数据，也可以给生产指挥者提供一手资料。同时在对数据分析之后可以	电信号之后，传至汇聚节点。当固定节点空闲时，为降低能耗，在休眠机
为预防灾难事故提供有力的数据支撑，从而可以采取及时报警以及断电等	制下，节点会自行进入休眠状态，直到下一轮被选举上才会重新激活。在
安全措施，避免事故的发生。	对节点软件运行流程进行设计时，加入周期时间启动器，并将周期时间设
2 煤矿安全监测系统的应用研究	定为 3 min。当汇聚节点将相关的瓦斯数据传输给监控中心的服务器后，
煤矿生产具有一定的危险性。这种风险不仅包括地面的风险，还包括	工作人员便可将这些数据与报警阈值进行比较，从而快速获得井下某个区
其他方面的风险因素。煤矿安全事故在今天仍然频发，这与煤矿员工井下	域内的安全状况，当判断存在瓦斯险情时，便可及时采取有效的措施进行
工作的环境息息相关。煤矿生产安全风险评估具有非常高的不确定性。在	防范，如加大风机的通风量等，并及时通知区域内的人员快速撤离现场，
煤矿生产中出现的瓦斯爆炸、粉尘爆炸、中毒以及被机械设备损害都能够	为安全生产提供保障。
通过安全监测系统进行监测。将互联网现代信息技术融入煤矿实际的生产	4.3 为了保证网络的安全性，可以构建小型的局域网
过程中，能够有效降低事故发生的频率，降低生产过程中存在的安全风险。	在ＩＰ的安全策略建设上，通常可以借助 3 层交换机实现操作系统的
现阶段使用的煤矿安全系统主要有两种类型，第一种是中心建立在地	网间互联，实现对各个网段的数据访间此外，可以在网络后端设置硬件防
面上，然后从地面深入到矿井内部。这种系统的建成主要采用公众接线的	火墙，从而能够实现 3 层交换机路由走向的设定，这样不仅可以提高信息
形式，在煤矿井下的传感器使用缆线进行连接。但在实际的生产过程中发	输送的效率，而且进一步降低成本以及优化网纟各结构，同时能够极大地
现这种技术还不够成熟。	提高网络系统抵抗风险的能力，从而可以维护监控系统的稳定性。
第二种方案采用的是总线连接的形式，就是各个分站点之间不需要进	4.4 移动节点软件运行流程
行连接，整个系统通过总线去控制。依赖于这种安全监测模式的安全监测系	井下布设的移动监测节点具备定位追踪和监测瓦斯的功能，此类节点
统其传感器主要在总线端，通过总线端的传感器完成数据信号的采集工作。	的软件运行程序设计方法如下：工作人员进入到井下作业区域后需要先加
3 安全监测系统使用的必要性研究	入到网络当中，随后将自己当前所处的状态及 ID 发送给汇聚节点，此时
按照煤矿安全生产以及从技术的实际角度出发，对煤矿安全生产进行	监测节点会启动时间周期，处于周期内的节点，会对周围环境的瓦斯浓度
了重新定义，形成了系统的煤矿安全管理方案以及技术方案，对整体的煤	进行采集，并将相关信息传给汇聚节点，最终将信息发送到监控中心，当
矿安全管理工作有着重要的指导作用，全面落实了煤矿的安全管理工作。	值的工作人员通过这些信息，可判断瓦斯情况，为井下人员安全生产提供
煤矿采用的安全监测系统是以信息技术为基础的，其中的管理中心为微	保障。
机。这样能够实现矿井下的网络全覆盖，配合相应的管理软件能够对矿下	结束语
的实际情况进行实时监测，包括瓦斯以及粉尘浓度。系统将采集的数据进	综上所述，加强煤矿安全管理仍然是煤矿生产中的重要工作。长期以
行处理，然后动态显示到显示屏上，系统还能够对数据进行分析，做出相	来强化煤矿安全管理与监测一直倍受煤矿企业与技术人员的关注。煤矿安
应的决策。当前的安全监测系统能够实现信息数据的采集，然后在高于系	全生产与人民的生命财产有着直接的联系，而且与企业的经济效益有着紧
统设定的浓度阈值进行报警，同时系统能够按照实际情况制定逃生的具体	密的联系。所以优化协调技术资源，加强煤矿企业的安全管理是煤矿企业
线路，方便疏散人群。煤矿安全监测系统中，安装有一氧化碳浓度监测传	发展过程中的重要组成部分。技术员工以及企业的管理层必须对煤矿安全
感器、甲烷浓度监测传感器，在实际使用的过程中，尤其要注重系统的稳	管理工作给予高度重视。
定性，稳定、实时传输数据。
安全系统的正常工作离不开传感器的设置，通过传感器采集技术、数		参考文献
据分析技术、信息传输技术来实现对井下环境的监测。井下的各种物理信	[1]刘文秀.网络技术在煤矿安全监测监控中的应用解析[J].矿业装备，
息通过传感器的采集将物理信号转变为电信号。常用的传感器包括甲烷传	2018（03）：78-79.
感器、一氧化碳传感器，以及二氧化硫传感器等。井下的环境数据会通过	[2]杨阳.煤矿安全监测监控系统在应用中存在的问题及解决策略[J].工
传感器实时采集，然后送到控制中心提供决策依据。	程技术研究，2018（08）：22-25.
4 安全监控系统实现路径	[3]吴赛燕，杨辉.基于 MSP430 的低功耗煤矿瓦斯监测系统设计[J].煤炭
4.1 系统架构设计	技术，2019（3）：138-140.
为满足煤矿对井下采掘作业面瓦斯实时监测的需要，设计开发一套基	[4]许瑞.煤矿瓦斯安全状况的决策预测研究[J].煤矿机械，2018（3）：
于 Zigbee 无线传感网络的瓦斯安全监测系统，该系统采用的是三层架构体	4-6.