煤礦安全監控中信息融合技術的應用研究

吳文彤

摘 要：隨著礦井開采深度的不斷延深，瓦斯涌出量也在逐年增加，發生水災、火災、瓦斯、煤塵等事故的危險性也在逐步增大。所以更新現代化的監測、監控設備，采用現代化的監測、監控手段，對礦井的生產設備和工作環境進行全方位、全天候的監測和監控是非常迫切的，也是非常必要的。基于此，本文詳細探討了煤礦安全監控中信息融合技術的應用，旨在提升煤礦安全監控管理的信息化程度。

關鍵詞：煤礦安全監控；信息融合技術；應用；研究

隨著計算機信息技術的快速發展與革新，其應用范圍得到了全面的擴展。與此同時，因計算機信息技術在各行各業應用的不斷深入，以信息技術為主的信息經濟的環境之下，信息化程度也已經成為衡量企業整體管理水平的關鍵性因素，信息化的建設、引進、推廣及應用也已經成為企業戰略化發展進程中具有重要意義的系統性工程。而作為煤礦生產中永恒不變的主題，煤礦安全與廣大礦工的切身利益密切相關，同時也決定著礦區及社會的穩定。所以煤礦安全監控管理也成為煤礦企業管理中的核心問題，加強煤礦安全監控管理意義重大。

1 我國煤礦安全檢測現狀

1.1安全檢測技術人員不夠專業

隨著各種先進的安全檢測設備大量開發以及國外先進的科學安檢設備的引進，很多煤礦企業的安壘檢測技術人員無法對新設備進行很好的技術操作。由于設備參數各異、操作程序復雜，很多礦企業在引進后由于技術人員技術層次相對較低的原因，導致很多設備無法發揮出其應有的安全檢測效果。這與很多煤礦企業忽視對安全檢測技術人員的培訓不無關系。由于我國的安全檢測技術發展時間較短的原因，對相關的技術人員的專業檢測水平培訓力度不夠，相關的培訓機構也比較少，導致部分安全檢測技術人員技術水平較低，很難迅速的使用、研究新設備。1.2安全檢測技術設備落后

安全檢測技術是被廣泛應用的一門技術，它涉及各個行業領域，是現代化設備中不可缺少的一項基礎的綜合技術，其理論現今已相對成熟。各種檢測設備也不斷地被研制、開發，各種先進的檢測技術也被積極地研究、引進。但相比較之下，煤礦業方面的安全檢測設備與技術卻相對落后，其研發出來的設備在煤礦實際作業生產中并不適用或者達不到煤礦的要求。導致在實際生產中得不到有效的推廣和應用。盡管有些設備能達到要求，可設備在設計之初沒有對煤礦的現場環境進行詳細的調查，致使設備對工作環境要求過高，讓安全檢測技術人員為了提高效益和進度往往棄之不用，導致檢測設備失去了防范安壘的意義。

1.3現有數據利用率低

由于開采煤層的多樣性和礦井井下現場的復雜性，歷史監測數據的保存和分析可以有效指導今后的生產作業情況，但實際情況是數據僅僅用作當前作業情況的分析，之后僅作為一種安全監管的手段，不再有其他用途。各種設備的運行參數、通風環境參數等未能有效與采掘作業、機電設備管理、通風瓦斯治理關聯，不能有效指導現場作業和設備檢修維護工作。

2 煤礦安全監控中信息融合技術的應用

2.1先進監控傳感器的應用

高性能傳感器是煤礦安全監控系統穩定運行的保障，推廣使用先進的監控傳感器既能提高監控系統可靠性，又能減少人工維護量。

2.1.1激光甲烷傳感器

傳感器采用光譜吸收原理測量甲烷氣體濃度，與催化式甲烷傳感器相比，具有響應速度快、測量精確、抗交叉干擾能力強、工作穩定的特點，可長期在線工作，無須頻繁校準，是載體催化式甲烷傳感器理想的替代品。

2.1.2無線傳感器

傳感器自動將數據通過無線信號傳給分站，實現與監控系統主網絡的無縫對接。適用于井下綜采工作面回風隅角、掘進工作面等傳感器設置密集度較大的位置或需經常移動的位置。無線傳感器技術可以減少人為移動傳感器導致纜線接觸不良造成的監控系統誤報警，還可以節省監測纜線，減少成本費用。

2.1.3自診斷型傳感器

能在電源接通時進行自檢，診斷測試以確定組件有無故障，并定位故障。具有自診斷功能的傳感器給使用和維修帶來了很大的方便，是提高儀器可靠性的必要手段。

2.1.4多參數型傳感器

由若干種各不相同的敏感元件組成，可以用來同時測量多種參數，傳感器集成度高、體積小，適用于綜采、掘進工作面等傳感器設置密集度較大的位置。

2.2數字式通信技術的應用

煤礦安全監控系統除主干網升級為工業以太網 + CAN 總線傳輸方式外，分站之間、分站與傳感器之間也應采用 CAN 總線進行互連互控。CAN總線是一種用于實時應用的串行通信協議總線，具有尋址及檢錯能力，有很強的實時性和可靠性。同時，總線具備自動仲裁機制，如果有兩個或兩個以上的節點同時發送報文，可通過使用優先級標識符的逐位解決碰撞問題。基于 CAN 總線通訊的煤礦安全監控系統采用先進的“多主并發”、“主動上傳”數據傳輸方式，井下傳感器狀態發生變化，無須上位機輪詢，即可在 10s 內主動將監控數據傳送至地面，分站之間的異地斷電功能也無須上位機參與，便可直接進行數據交互，有效縮短異地斷電時間。同時，傳感器使用數字總線傳輸數據，多個傳感器可共用一條數字總線，降低安裝和維護的線纜成本。

2.3數據分析及應用

系統應具有大數據的分析與應用功能，實現偽數據的標注及濾除分析；通過搭建瓦斯突出、火災預警模型，可實現對瓦斯涌出、火災等的預測預警；根據瓦斯濃度的大小、瓦斯超限持續時間、瓦斯超限范圍等設置不同的報警級別，實現分級響應；可與人員定位、應急廣播、無線通信等系統數據融合，在瓦斯超限、斷電等需立即撤人的緊急情況下，可自動與應急廣播、通信、人員定位等系統的應急聯動。

2.4監控系統軟件的應用

監控軟件應采用 B/S 結構，在機房設置主、備服務器，不同的終端用戶只輸入 IP 地址或網址即可完成數據、圖形、報表的查閱和系統設置。軟件可利用 GIS技術，將監控數據和地圖信息相結合，利用 MD5、RSA 等數據庫加密技術，對重點監控數據進行加密。軟件應完善自診斷、自評估技術，全面提升智能化水平。

3 結束語

綜上所述，煤礦安全監控管理不僅僅保障煤礦生產人員人身安全的基礎工作，也是我國經濟建設與發展的堅實基礎，對于維護社會和諧、推動市場經濟的穩定發展都有著重要的影響作用。因而，在信息技術的環境之下，充分利用現代化的信息技術，通過各種自動化的管理系統，實現對煤礦安全監控的全面管理，這將是煤炭行業未來發展進程中的重點問題。

參考文獻：

[1]曹繼明.計算機信息化技術在煤礦安全管理中的應用[J].中國對外貿易（英文版），2011，（10）.

[2]陳利明.信息化管理在煤礦安全管理中的應用[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2011，（02）.