煤矿生产安全与瓦斯监测

所属分类：经济论文阅读169次时间：2020-10-15 09:43

本文摘要：摘要：煤矿的瓦斯事故时有发生，在矿井生产中，实现对瓦斯浓度变化的有效监测监控是确保矿井生产安全的重要手段。基于此，针对我国煤炭行业瓦斯测监监控系统的应用现状，从硬件设施和系统运行中存在的问题进行分析，提出了煤矿安全监测监控系统问题解决措施

　　摘要：煤矿的瓦斯事故时有发生，在矿井生产中，实现对瓦斯浓度变化的有效监测监控是确保矿井生产安全的重要手段。基于此，针对我国煤炭行业瓦斯测监监控系统的应用现状，从硬件设施和系统运行中存在的问题进行分析，提出了煤矿安全监测监控系统问题解决措施，为煤矿提高安全管理水平提供参考。

　　关键词：煤矿;瓦斯 ;测监监控系统

矿业研究与开发

　　瓦斯爆炸事故作为五大煤矿井下灾害之一，严重影响我国煤矿安全生产的状况，对其致因进行全面分析，为预防该类事故提供参考依据显得尤为必要。综述发现对瓦斯爆炸事故的致因分析研究中，研究方法缺乏系统性，绝大多数研究中采用经验归纳、单个事故案例总结、观察、文献梳理、访谈等方法，表现出主观性较强或以一概全的情况。其次，对导致瓦斯爆炸事故的致因因素分析不全面，在不安全动作致因和物态致因层面分析较多。

　　因此，本文建立系统性的瓦斯爆炸事故致因分析方法，对导致瓦斯爆炸事故的人因、物因、组织因素和外部因素进行全面分析，为瓦斯爆炸事故的风险评价和事故预防提供更全面的参考。

　　1.瓦斯监控系统存在的问题

　　(1)瓦斯安全监测监控系统有待完善现阶段，多数的瓦斯监测监控系统生产厂商进行产品生产时，盲目地追求产品的功能，最终导致虽然系统具备功能较多，是其工作效率却很低下的问题，而且缺少完备性。比如，有的厂家设计的监测监控系统不能满足很好的防雷要求，如若一旦发生雷雨天气，该系统可能会大幅度地降低实用功能。此外，作业人员进行安全培训时，往往会只注重技术相关的培训，而管理相关的培训容易忽视。

　　(2)传感器质量较差，甲烷传感器校验方法不合理有的传感器生产厂家为了追求产量和利润，对传感器的出场检验经常会粗略进行检测，这就导致其生产的传感器不能很好地满足矿井瓦斯监测的能力，比如，较低的抗高浓度瓦斯冲击能力以及较差的灵敏度等。假如井下发生瓦斯超限现象，传感器原件会变得异常活跃，如果跳跃过大，则会严重损害传感器，降低传感器使用年限。此外，较低的抗高浓度冲击能力在缩短使用年限的同时，也会有较低的抗中毒性能，硫化氢等毒性气体就会给甲烷传感器内部的催化剂等带来影响，从而降低灵敏度。

　　2.瓦斯监测监控系统硬件和网络配置

　　(1)硬件配置

　　瓦斯监测监控系统的使用，必须有计算机网络技术的支持。因此，必须根据煤矿的实际情况，在系统中安装服务器等相关硬件，服务器的种类有三类，首先是web服务器，功能是实时提供检测数据;其次是ftp服务器，是用来检测数据上传情况的;其三是数据库服务器，是为前端提供服务的，组成结构有独立的主机和共享磁盘。硬件的配置水平直接影响着瓦斯监测监控系统的灵敏性，因此必须要求所配置的硬件技术新、有备用，并进行经常性检查。

　　(2)网络配置

　　网络配置内有不同类型的安全域，且安全域之间不仅级别分类不同，而且所拥有的权限也不同。安全域之间的隔离是通过防火墙来实现的，并且通过严密包裹方式和相应的访问控制技术来对安全域进行保护。此外，数据传输的安全是通过相关加密技术来实现的。

　　3.瓦斯监测监控系统的功能

　　(1)监控数据的收集与分析

　　在数据监控时，一般数据操作和编辑数字矿图均使用普通的浏览器来进行。因为这种操作方式方便快捷，因而能够明显减轻系统维护的工作量。此外，还可以通过CAD来对数字矿图进行编辑和创建，CAD中包含图层、查询、汇总和分析等功能，能够非常便利地对矿图进行处理。不同的追踪定位技术可以对矿井不同地区的安全隐患进行检测，通过搜索大量监控数据，实现对矿井下的实时监测。

　　使用动态编辑的方式对瓦斯信息进行管理，管理内容包括对数据的录入、130技术应用与研究 Modern Chemical Research当代化工研究编辑、统计以及分析，并对瓦斯超限的范围进行划分，以此来区别瓦斯隐患。当发现有安全隐患时，如果安全隐患较小，及时消除;如果安全隐患较大，必要时通过断电、撤人来进行隐患消除。在可视化基础上，实现对地质测量信息、供电信息、机电设备以及采掘等相关信息进行管理，并通过编辑相应图层，实验相应数据的统计分析。

　　(2)瓦斯检测数据分析模块

　　网络信息技术在瓦斯监测数据方面发挥着重要的作用，通过网络信息技术，可以实现监测井下回风参数的监测，并通过短信等方式来传递数据信息。相关管理人员和技术人员在收到所传递信息后及时作出判断，对确定的问题及时决策，采取相关控制措施来解决问题，实现系统的稳定性。

　　与此同时，可以通过瓦斯监控系统来对瓦斯进行监控，瓦斯一旦出现异常情况，能够立即报警，从而使得作业人员能够及时对瓦斯的浓度范围进行控制，掌握报警区域瓦斯的浓度变化情况。如果由于特殊原因，比如破坏或者其他原因等造成的停电停风等，瓦斯检测系统能够根据该异常情况，结合瓦斯含量，及时排除故障，保障安全生产。

　　(3)自适应滤波器设计

　　为了寻找最优的收敛步长值，本文进行 20 次的独立优化搜索实验，每次实验最大迭代次数为 100 次。通过对稳态误差和收敛步长的求得的结果验证该算法的性能，将 20次独立实验搜索之后得到的结列表分析。

　　(4)适应 FIR 滤波器设计

　　利用自适应滤波器对受到干扰的瓦斯信号进行处理所得到的实际输出瓦斯信号与期望输出信号误差较小，几乎所有的信号误差在零周围。通过该实验的分析可以得到，本文将自适应滤波器运用到瓦斯信号的干扰滤除具有很强的可行性。收敛步长值和稳态误差值进行分析可以发现，当收敛步长在合理的收敛范围内时，收敛步长的取值与相应的最终稳态误差息息相关，不同的收敛步长产生的稳态误差值也各不相同，也就是说明收敛速度以及自适应滤波器最终的滤波效果在不同收敛步长取值时也不尽相同。

　　中的所有的收敛步长值进行分析可以发现，得到的大部分收敛步长值能稳定在 0.000171 左右，因此，这里将 0.000171 作为基准值，但是也有 4 次结果偏离基准值较大，与基准值 0.0001710 的偏离在 4.5%以内的数据高达 16 个。在分析了稳态误差值后，在这些数据中选择 0.0001711 作为 LMS 算法的收敛步长。

　　4.瓦斯监控依靠三个系统

　　(1)井下在线瓦斯监测监控系统。井下在线瓦斯监测监控系统由井下安装的甲烷气体传感器、风速传感器、数字分站、自动闭锁装置和井上安装的传输接口、电脑组成。该系统实现自动化控制，灵敏度、稳定性和可靠性非常高，对煤矿瓦斯监测监控起决定作用。投资成本较高，特别是后期的维护费用。

　　(2)煤矿瓦斯数字化在线远程监测监控系统。煤矿瓦斯数字化在线远程监测监控系统由若干个煤矿瓦斯监测监控系统组成的局域网络系统，实现瓦斯监测监控数据集中显示，当瓦斯超限报警时，通过短信将报警信息发送给相关行政监管部门及乡镇安全监管人员，为相关监管部门日常监察提供信息保障。但该系统不对煤矿井下瓦斯监测监控起直接作用。

　　(3)便携式瓦斯检测报警仪。瓦斯检测员利用随身携带的光干式瓦斯检测报警仪在井下进行检测，这种检测方式被煤矿企业现场管理人员认为是最实用有效的瓦斯检测手段。

　　5.瓦斯监测监控系统运行中常见问题

　　一些煤矿企业对瓦斯监测监控系统经常因瓦斯超限发出报警和由此产生的政府监管部门的处罚产生反感，人为地将瓦斯传感器移到进风巷，或将电脑上的监测监控软件数据进行修改，使井下监测数据通过分站传输到地面电脑时就变为1% 以下，致使在线瓦斯监测监控系统失去作用。这种现象相当普遍，在部分煤矿高达 70%。这不仅导致监测监控系统无法发挥应有的作用，亦由此造成了更严重的安全隐患。

　　煤矿工程论文投稿期刊：《矿业研究与开发》主要刊载采矿、地压选矿、爆破、矿山机电与自动化、矿山计算机应用、矿山环保、资源综合利用、特殊采矿及经营管理等方向的内容。主要面向矿山企业、科研设计、高等院校、矿业经营管理等部门的工程技术人员、管理干部和师生。

　　6.完善瓦斯监测监控系统管理几点建议

　　(1)强化安全教育培训。一是强化业主和矿长的培训。落实煤矿企业安全生产主体责任，促进煤矿企业安全生产条件全面改善，舍得投入促安全;二是强化监控员的技能培训。设备生产厂家定期组织煤矿瓦斯监控员和电工进行技能培训，凡经过培训考核不合格的严禁上岗。同时，企业要主动开展三级教育培训工作，不断提高员工的安全意识和素质。

　　(2)进一步完善井下在线瓦斯监测监控系统。在上述三个系统中，井下在线瓦斯监测监控系统直接关系到煤矿安全监测监控系统的可靠性和灵敏度，对瓦斯监测监控起着决定作用，是数字化瓦斯远程监测监控系统的基础。

　　(3)建立煤矿瓦斯传感器的标校点。为使煤矿瓦斯监测监控系统数据真实有效，一个区域要建立一家瓦斯传感器、风速传感器集中标校中心，为煤矿瓦斯传感器、风速传感器按期标校提供服务。井下的煤矿瓦斯监测监控系统的闭锁功能要定期试验，以保证其可靠性。

　　(4)进一步明确瓦检员的岗位职责。加大对瓦检员的安全教育和业务能力培训。让瓦检员能够熟练掌握便携式瓦斯检测仪操作方法，按作业操作规程对井下瓦斯进行检测，并与井下在线瓦斯监测监控系统的数据进行对比，确保数据的真实性。井下的煤矿瓦斯监控系统“三专两闭锁”的功能要定期进行试验和检验，当掘进工作面局部通风机停止运转或者风筒风量低于设定的限值时，声光报警并自动切断掘进工作面的设备电源，当掘进工作面瓦斯浓度超过设定的限值时，声光报并自动切断掘进工作面的设备电源，以保证其可靠性。

　　作者简介:朱伟