煤礦安全監控系統的研究

余雷

（水城礦業(集團)有限責任公司那羅寨煤礦，貴州 六盤水 553034）

煤礦安全監控系統是各礦生產、安全及管理方面的實時監測監管系統，對于煤礦的生產運行狀況，安全水平、預測預報具有重要的作用。煤炭是我國的主要能源，約占一次能源的70%。煤炭行業是高危行業，瓦斯、煤塵、水災、火災、沖擊地壓、地熱等困擾著煤炭工業的健康發展。鄉鎮煤礦事故頻發，百萬噸死亡率是國有重點煤礦的7倍，這就充分證明，先進的技術、可靠的裝備、合格的人才和到位的管理，是煤礦安全生產的重要保障。

1 煤礦安全監控系統概述

煤礦安全監控系統是煤礦安全高效生產的重要保障。煤礦安全監控系統分井下和地面兩部分。井下主要設備是礦用分站，是井下信息收集處理的基本單元，配接甲烷傳感器、風速傳感器、溫度傳感器、一氧化碳傳感器、負壓傳感器、機電設備開停傳感器風門開閉傳感器饋電傳感器完成采區數據采集，實現對生產場所的安全監測與控制。地面主要設備是信息采集處理中心:由傳輸接口、監測管理軟件、監控主機、備用機、打印機、監視器以及信號避雷器等組成，主要把井下上傳的監測控制信息及時傳輸到煤礦各個生產部門，對井下環境進行綜合分析和科學判斷，確保煤礦生產的安全。

煤礦安全監控系統用來監測CH4濃度、CO濃度、CO2濃度、O2濃度、風速、風壓、溫度、煙霧、饋電狀態、風門狀態、風筒狀態、局部通風機開停、主通風機開停等，并實現CH4超限聲光報警、斷電和CH4風電閉鎖控制等。當瓦斯超限或局部通風機停止運行或掘進巷道停風時，煤礦安全監控系統自動切斷相關區域的電源并閉鎖，避免或減少由于電氣設備失爆、違章作業、電氣設備故障電火花或危險溫度引起瓦斯爆炸；避免或減少采、掘、運等設備運行產生的摩擦撞擊火花及危險溫度等引起瓦斯爆炸；提醒領導、生產調度等及時將人員撤至安全處。還可通過煤礦安全監控系統監控瓦斯抽放系統、通風系統、煤炭自燃、瓦斯突出等。

煤礦安全監控系統在應急救援和事故調查中也發揮著重要作用，當煤礦井下發生瓦斯（煤塵）爆炸等事故后，系統的監測記錄是確定事故時間、爆源、火源等重要依據之一。

火災監測系統主要用來監測CO濃度、CO2濃度、O2濃度、溫度、壓差、煙霧等，并通過風門、風窗控制，實現均壓滅火控制、注氮控制等。礦山壓力監測系統主要用來監測支架工作阻力、頂板下沉量、頂板下沉速度、錨桿應力、聲發射頻率與強度等，并實現礦山壓力預報。煤與瓦斯突出監測系統主要用來監測煤巖體聲發射、瓦斯涌出量、工作面煤壁溫度、紅外發射、電磁發射等，并實現煤與瓦斯突出預報。

2 煤礦危險有害因素分析與控制

煤礦生產是地下作業，環境條件復雜。煤礦除面臨地面一般工業企業的危險與有害因素以外，還有其特殊危險與有害因素，而且一種事故的發生，往往會引起另一事故的發生；工作地點和工作條件隨著時空的變化而變化，使危險與有害因素產生和消亡呈現出明顯的動態性；有的危險與有害因素比較隱蔽，僅憑感官和直覺難以發現，必須通過儀器和專用設備才能檢測出來。煤礦主要事故如下:(1)瓦斯爆炸；(2)水災；(3)煤礦火災；(4)粉塵；(5)中毒和窒息；(6)高處墜落；(7)物體打擊；(8)觸電傷害；(9)機械傷害；(10)冒頂、片幫；(11)高處墜落；(12)淹溺；(13)坍塌；(14)爆破傷害；(15)火藥爆炸。

我國是世界上煤礦災害嚴重、災害多的國家。在瓦斯方面。我國煤礦幾乎都有瓦斯涌出，年涌出量超過180億m3；國有重點煤礦中，高瓦斯突出礦井占49.5%；全國煤礦中高瓦斯礦井4462處，突出礦井911處，國有重點煤礦中約250處突出礦井；我國煤礦是世界上煤與瓦斯突出最嚴重的國家之一；截至2007年底累計突出16400余次，占世界煤礦總突出次數的40%左右。

目前，我國煤礦平均開采深度每年增加10~20m，地應力、瓦斯壓力和瓦斯涌出量隨之增大，煤與瓦斯突出、沖擊地壓危險增加，熱害也逐步成為煤礦新的災害。隨著生產集約化程度的增加，現代化的生產礦井容易導致多種災害的耦合。

3 煤礦安全監控系統的監管措施

3.1 正確評價安全監控系統

安全監控系統對礦井環境和生產過程發出的警告，對防范事故，保障礦井安全和生產的組織、實施起著人工檢查無法替代的積極作用。對安全監控系統正確評價，重視安全生產工作，才能為管好用好安全監控系統奠定基礎。

3.2 嚴防假冒偽劣產品，嚴格新購設備的驗收，及時補充零配件

煤礦在選購安全監控設備時，要嚴格把關，必須要選購正規廠家生產的“四證”齊全(即產品計量合格證、檢驗合格證、產品防爆合格證、“MA”標志證)、技術先進的系統配套產品。另外為保證安全監控系統長期正常運行，礦井應根據監控系統設備數量和損耗情況，備有系統設備的易損易耗配件。

3.3 重視技術管理和業務技術培訓

對安全監控系統和各種設備和裝置，如中心站的各種設備、分站和電源箱、各種傳感器、斷電器等應分別建立技術檔案。這些資料應力求詳盡，能反映出每臺設備的技術性能、使用和運行狀況；諸如按設備型號、編號逐臺建賬，及時填寫安裝時間、地點、更換、拆除時間、拆除原因。

3.4 根據單位實際情況，組建專業技術隊伍

礦井通風部門應建立安全監測機構，并配備具有通風和安全監測專業知識的工程技術人員和安全監測工。安全監測工應是有一定的電子技術基礎且有獨立工作能力的人員。

3.5 系統設備安裝規范、按時調校，并認真做好監測信息處理工作

為切實有效地發揮安全監控系統在生產中的安全保障作用，確保監測數據的準確性，各種傳感器的安設，特別是采掘工作面等場所的瓦斯傳感器的安設應嚴格按照《煤礦安全規程》和《煤礦安全監控系統及檢測儀器使用管理規范》要求設置。

3.6 做好日常管理和維護工作

為保證安全監控設備能連續正常工作，確保監測數據準確，應嚴格按照規定進行管理與維護。對監控設備每月至少要調試、校正一次。監測人員每班要下井對監控設備和線路進行巡檢，發現問題及時處理；當便攜儀在現場與瓦斯傳感器進行對照兩者讀數誤差大于允許誤差時，要先以較大數為依據報告值班人員，并在8h內對兩種設備調校完畢。

3.7 生產廠家應認真做好監控系統售后服務工作

生產廠家應急用戶之所急，要有一支技術良好的售后服務隊伍，要定期或不定期地對用戶進行巡檢，發現問題及時予以解決；要本著“用戶至上，誠實守信”的原則，要有與煤礦企業共同使用好安全監控系統的思想，以認真負責，服務熱情的態度，為用戶提供及時、優質的售后服務。

4 結束語

煤礦安全監控系統對保證礦井安全生產起著人工無法替代的作用。要充分發揮煤礦安全監控系統的作用，必須在思想、組織、技術、資金、培訓、售后服務、監管等諸多方面落實到位，上下重視，齊抓共管。從管理上下功夫，先進的設備只有跟上先進的管理，裝備的先進性才得以體現，才能使安全生產監控系統在煤礦安全生產中發揮出最大的社會、經濟效益。

[1]梅國棟，劉璐，王云海.影響我國煤礦安全生產的主要因素分析[J].中國安全生產科學技術，2008，4(3):84~87.

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