計算機技術在煤礦安全生產中的應用

郭愛蓮

（太原理工大學 電氣與動力工程學院，山西 太原 030024）

計算機技術在煤礦安全生產中的應用

郭愛蓮

（太原理工大學 電氣與動力工程學院，山西 太原 030024）

本文以煤礦安全生產中的自動檢測系統、綜合調度信息系統以及監測系統為例，探討了計算機技術在煤礦安全生產中的應用。

煤礦安全生產；自動檢測系統；綜合調度信息系統；監測系統。

安全問題一直困擾著我國煤礦企業的健康發展，頻發的重特大事故、居高不下的百萬噸死亡率已經成為影響我國煤炭企業形象的罪魁禍首。安全生產問題已經通過產業關聯的傳導與放大對我國國民經濟的持續協調發展產生了不利影響。將計算機技術應用于煤礦安全生產中可以在技術層面上保證煤炭生產的安全性。

1 煤礦安全生產自動檢測系統

煤礦安全生產自動檢測系統主要有以下幾部分構成：中心站點、井下分站、傳感器群、通信接口、終端設備。具體而言，第一，中心站點主要發揮著控制中心的作用，首先實時監控煤礦的生產環境、生產過程、運行狀態、生產人員等，其次要根據各種指令的實時響應進行及時操控。第二，井下分站是中心站的分支系統，它遍布于煤礦的各個分區，將分區收集到的情況及時有效地反饋到中心站，而且井下分站均為智能化操作系統，可以實現無人化值班。除此之外，井下分站設備具有易查易修的優勢，在出現故障時，可以及時進行相關的調整和修理。第三，傳感器群是煤礦安全生產自動檢測系統的“感覺神經”，發揮著有效傳遞各種安全參數的重要作用，在系統中的作用非常重要。傳感器群必須質量可靠、運行穩定。目前主要的傳感器類型有模擬量傳感器和光纖傳感器，其中后者具有較低的能量損失率和較好的抗干擾能力，但是造價較高。

2 煤礦安全生產綜合調度信息系統

安全生產綜合調度信息系統在煤炭企業整體信息化體系中起著中間層的作用——在長期計劃的指導下，根據底層控制系統（DCS）采集的與生產過程有關的實時數據，對短期生產作業的計劃調度、監控，對資源配置和生產過程進行優化，并對企業管理層的訂單完成狀態、煤炭運銷狀態、煤質情況進行反饋，形成與企業生產計劃對應的績效匯報，對企業生產各個環節中使用設備的狀態進行反饋，優化配置。這樣安全生產綜合調度信息系統就實現了與經營管理、控制系統的協作。

煤礦安全生產綜合調度信息系統主要具有以下功能：第一，相關規章執行情況的有效管理。對生產單位實現遠程的基本信息管理與安全生產信息管理，實現對安全生產事故隱患的排查、報警和調度，公布執法信息，查看和預覽詳細信息，實現企業各部門之間的數據共享。第二，工作調度的有效管理。管理內容主要包括煤礦生產的經營狀況管理、安全生產管理、生產隱患的及時排查、應急指揮預案的制定、圖表臺賬等，能夠對煤礦生產單位的生產狀態和產能情況進行實時地掌握和動態更新，實現生產全過程的監督，同時利用現有信息對生產情況進行統籌調度與綜合管理。第三，煤礦設備的有效管理。能夠有效實現對設備臺賬、設備租賃、設備采購、設備點檢的相關管理；并構建設備信息的電子檔案，詳細記錄煤礦各種設備的狀態信息，例如我們通過該電子檔案可以詳細了解設備的轉移、變動、調撥、報廢、檢驗、修理、技術參數、健康狀態、運行位置、運行狀況等各項信息，同時能夠在線對設備的運行狀態進行檢測和管理。第四，生產計劃的有效管理。主要對煤礦的生產接續計劃以及生產設備的配套計劃實施科學有效管理。簡單說來就是全流程、全環節的接續計劃管理，并實現與大項目的修理計劃、購置計劃、設備配套計劃進行聯動編制，利用設備配套知識庫，實現綜、連采設備配套計劃的快速、自動完成。第五，企業級的綜合調度管理。為企業的不同用戶提供協同辦公的平臺支持，允許用戶單點登錄、跨數據搜索等，為煤礦的安全管理提供便捷的信息服務。

3 煤礦安全生產監測系統

3.1 瓦斯氣體監測技術

瓦斯氣體監測技術充分利用了計算機技術中的無線傳感器網絡技術（主要包括傳感器技術、無線通信技術、自動控制技術、微電子技術以及嵌入式系統等）。瓦斯氣體監測技術可以實現對監測對象（瓦斯）的實時數據采集和數據傳輸，并利用遠程服務器的高性能處理器對相關數據進行分析和處理，并將處理結果（瓦斯濃度是否超限、工作環境是否安全、作業建議等）通過無線傳輸技術發送到終端用戶，為一線員工提高有益的參考，最終實現安全生產信息的實時監視和控制。該技術使用的多功能無線傳感器網絡節點技術具有高性能、高可靠性、低功耗以及長傳輸距離的特點，并且充分滿足井下作業特殊功能需求、完美支持多通路傳感器的系統集成。需要注意的是，傳感器網絡節點的硬件設計方面，其系統架構、每單元部分功能、節點應具有低功耗、可重構和高穩定性等特點；依照節點的

特性對嵌入式操作系統進行裁減優化，利用最小

CPU占用率對節點進行全面控制。

3.2 井下人員定位技術

井下作業環境復雜、人員流動性大，如果發生事故且井下人員不能迅速升井自救的話，及時確定井下人員數量及其具體位置則成為有效開展營救計劃的重要參考依據。井下人員定位技術可以有效提供人員數量及其具體位置方面的數據支持，該技術利用集中定位方式，由管理中心進行定位。井下人員定位技術實現定位的流程如下：布設網關和參考節點，保持網關之間的距離，再布設一些位置已知的參考節點保證每個移動節點至少要處于多個參考節點的射頻信號覆蓋范圍之內。首先進行移動節點的相對定位來確定移動節點相對于參考節點的位置；而后，移動節點把得到的相對于參考節點的位置值傳送到網關，加上自己的位置信息傳輸到網絡管理中心，管理中心的計算機根據移動節點的位置和網關的位置就可以確定該移動節點在井下的絕對位置，便于實現移動節點的精確定位。

4 結束語

在信息化時代，將計算機技術應用于煤礦的安全生產過程中，不僅是積極落實“科技興礦”戰略的要求，也是順應時代發展的客觀需求。本文以煤礦安全生產中的自動檢測系統、綜合調度信息系統以及監測系統為主要研究對象，比較詳細地探討了計算機技術在煤礦安全生產的具體應用。總體看來，計算機在保證煤礦安全生產方面發揮著非常重大的作用。

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App lication of Com puter Technology in W ork Safety in M ines

GUO Ai-lian

(College of Electrical and Power Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi030024)

The paper takes the automatic testing system,comprehensive dispatch information system and monitoring system in mines as example to discuss the application of computer technology in work safety.

work safety in mines;automatic testing system;comprehensive dispatch information system;monitoring system

TD67

A

1672-5050（2011）09-0070-03

2011-04-30

郭愛蓮（1965—），女，山西交城人，本科，高級實驗師，從事電工新技術研究工作。

徐樹文