電子信息技術在礦山工程安全監測中的應用研究

李潤濤

摘 要：礦山工程的建設生產屬于高風險作業，因此必須緊緊抓好安全管理工作，以避免安全生產事故的發生，降低作業人員和工程企業的損失。隨著現代信息技術的發展，礦山工程安全監測工作中也越來越多地出現了電子信息技術的身影，為礦山工程安全監測工作提供了更多便利的條件。本文圍繞電子信息技術在礦山工程安全監測中的應用議題，概述了礦山工程中電子信息技術發展的狀況，分析了礦山工程安全實際需求，最后論述了電子信息技術在礦山工程安全監測中的具體應用，供相關人士參考。

關鍵詞：礦山工程;工程安全管理;監測;電子信息技術;技術應用

1、引言

礦山作業是我國的高危職業之一，礦業工程作業過程中事故發生率很高，給現場工作人員和企業造成了巨大損失。為了提高礦山工程的安全管理水平，采用現代新技術和新設備來作為科技支撐成為礦山安全監管工作的重要手段和途徑。近年來，在國家安全監管部門的引導下，礦山工程中安全監測系統建設的進程日益加快，大大提高了礦山工程安全生產和管理水平，有效降低了事故發生率，為礦山生產效益以及施工人員安全防護目標的實現奠定了強有力的技術支持。

2、礦山電子信息技術發展概況

礦山電子信息技術發展和應用的典型代表是礦山安全監測監控系統。安全監測監控系統融入了多種現代化信息技術，如計算機技術、網絡技術、數據傳輸技術、傳感器技術、自動控制技術、數據分析技術等等，通過多種技術的集成和融合，使礦山工程生產中的各個節點得到實時監控，對現場作業人員所處的環境變化和生產設備運行的狀態進行信息的監測，盡早發現工程生產中的風險隱患，及早扼殺掉隱患，從而更加科學高效地避免礦山工程事故發生，確保礦山工程生產安全有序進行。常見的礦山安全監測監測系統主要的功能體現在數字化傳輸方面、異地斷電方面、聲光報警方面、系統融合聯動方面以及大容量數據的儲存方面。這些功能都是礦山電子信息技術發揮出的綜合技術優勢體現。但是隨著礦山工程難度日益提升，以及國家對礦山工程安全生產要求標準日益提高，礦山企業必須進一步加強生產安全監測技術水平，以滿足礦山實際安全管理的需求以及國家安全監管部門的要求。目前，礦山企業的安全監測系統雖然已經具備，但是在應用過程中仍舊存在一些問題，難以滿足現代化礦山企業的發展需求，需要從業人員正視和改進。比如在傳感器方面存在穩定性差、靈敏度低、使用壽命短、設備發生故障率高的問題，由于傳感器是安全監測系統中十分關鍵的設備，因此傳感器存在技術性功能低的問題嚴重制約了礦山工程安全監測數據的準確性和可靠性。又如，安全監測系統在診斷功能方面不夠完善，僅能滿足部分診斷的需求，還有些在線故障診斷難以實現，一些設備缺乏自身的診斷功能，而且設備的維護較困難，在詳細判斷故障性質、故障發生的區域位置以及故障設備或元件的準確定位方面還需要更加先進的技術。另外，礦山工程生產中，很多礦山企業具備了安全監測系統，但是由于缺乏專業的技術維護人員，導致安全監測系統不健全，很多設備缺乏應有的校準，設備無法正常使用，這些問題也導致礦山工程的安全監測系統難以保持正常運行。

3、礦山工程安全監測需求分析

結合現階段礦山工程安全監測的實際狀況，在安全監測監控系統中還需要進一步滿足以下需求。

首先是監測設備具備更強的綜合性能。對礦山工程生產作業的高危環節具備高寬廣的監測范圍，監測的內容應更加豐富，設備監測的靈敏度更高。

其次是傳感器設備應具有更高的穩定性，能夠適應礦山工程的各種惡劣生產環境。

其三安全監測系統能夠具備數字技術，能夠及時準確完整高效地對采集的信息數據進行傳輸，避免信息在傳輸的過程中受到電磁干擾。

其四安全監測系統能夠實現不同系統之間的數據交換，通過統一的控制中心實現各個系統信息數據的共享，滿足數據開發和利用的需求，實現控制中心統一進行指揮調度的目標以及各系統聯動報警的目標，提高礦山工程生產管理的安全性。

其五礦山工程安全監測系統中具備對系統設備的自檢功能，能夠在設備自身性能出現異常時發出相應的警報，實現對設備故障信息的數據分析和實際處理。

4、電子信息技術在礦山工程安全監測中的具體應用

目前，電子信息技術在礦山工程安全監測中主要的應用體現是安全監控系統及其完善。安全監測系統的主要包括地面中心站、井下監控分站、網絡交換系統、傳感器。實際應用中，系統通過對礦山工程作業的各個環節進行監測監控點的設計，主要包括視頻監測系統、環境監測系統、關鍵設備監測系統、井下巖層位移和應力監測系統、地表沉降監測系統。

視頻監測系統采用網絡前端攝像機采集現場信號，信號通過TCP/IP協議利用以太網傳輸到監控中心，然后對礦山的各個生產作業環節進行視頻的實時監控。視頻監測系統必須保證視頻的清晰度，地下作業環境需要具備夜視功能。

環境監測系統主要是對礦上井下作業中的有毒有害氣體進行進行監測，需要實現24小時不間斷監測效果。當有毒有害氣體的濃度超過設定的標準范圍時，系統自動發出警報信號。如通風監測系統對風速、風壓、風機的參數進行監測。風速傳感器一般設置在井下總回風巷以及各個分段的回風巷，風壓傳感器一般設置在通風機處，風機起閉傳感器一般設置在風機電機靠近風機的主回路上。

關鍵設備監測系統是對風機、水泵以及提升系統等設備的監控，對開關量和水位實現精準監測。當井下水位超過設定的標準時啟動警報信號，便于及時處理危險狀況。

井下巖層位移和應力監測系統是對開采過程中的礦柱和巷道應力進行監測，使井下為巖層位移變化情況能夠被及時獲知，從而根據監測數據的分析結果來判斷采空區頂板的沉降情況、頁巖開裂破壞情況以及頂板巖體的冒落情況，盡早采取防護應對措施。

地表沉降監測系統中含有高精度測量儀器，利用棱鏡技術對礦山開采過程中巖層位移或沉降的情況進行監測。通常在采空區中心位置向外圍按照200m*200m的網格進行監測點位的布設，同時在一些重點地表構筑物附近適當增加監測點。監測系統的基準點位位于巖石位移界限范圍之外的安全區域內，一般設置兩到三處，其中一個作為定向點位，通過基準點位和監測點位來對采礦巖石的位移和沉降情況進行監測，從而根據獲取的數據分析結果對沉降趨勢做出預警。

5、結語

綜上所述，在礦山工程的安全監測系統中，電子信息技術與其他自動化技術的融合越來越緊密。未來，隨著電子信息技術的發展，礦山工程安全監測系統也將更加完善，在保障礦山工程生產安全和生產效益方面發揮出越來越多的潛能。

參考文獻

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