瓦斯抽采中的打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)及應(yīng)用

王躍峰

摘 要：瓦斯抽采是治理礦井瓦斯的根本措施，目前主要是通過鉆孔抽采完成的。保證抽采鉆孔的施工質(zhì)量對于瓦斯抽采工程具有重要意義。為此，煤礦井下引入了打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)來保證鉆孔的施工效率。本文介紹了打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要原理，分析了打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點。現(xiàn)在實踐表明，采用視頻打鉆監(jiān)控系統(tǒng)后，打鉆的效率以及質(zhì)量明顯提高。

關(guān)鍵詞：瓦斯抽采;瓦斯治理;鉆孔;視頻監(jiān)控系統(tǒng)

1 引言

經(jīng)過多年的開采，我國煤炭淺部資源已經(jīng)枯竭，煤礦開采進(jìn)入深部開采時代。隨著開采深度的增加，煤層的瓦斯壓力和瓦斯含量增加，原來不突出的礦井變?yōu)橥怀龅V井。煤礦瓦斯治理的難度越來越大，已經(jīng)成為制約我國煤礦事業(yè)發(fā)展的瓶頸。由于我國煤礦的地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，導(dǎo)致我國煤層的透氣性很低，能用于治理瓦斯的技術(shù)并不多。目前，煤層瓦斯的鉆孔抽是我國治理瓦斯的主要方法，這就要求施工大量的抽采鉆孔。隨著采掘緊張問題的突出，提高瓦斯抽采的速度顯得越來越重要。因此，保證鉆孔的施工速度和質(zhì)量對于提高瓦斯抽采的效率顯得十分重要。然而在鉆孔施工過程中，施工和管理往往會脫節(jié)，即管理人員不能一直在現(xiàn)場監(jiān)視工人打鉆。這就導(dǎo)致了管理人員不能準(zhǔn)確的了解鉆孔的開孔方位、角度、巖層的巖性以及施工過程出現(xiàn)的異常現(xiàn)象，這會影響煤礦的一些安全決策。此外，在抽采鉆孔驗收過程中，很難對每個鉆孔都進(jìn)行驗收，這會導(dǎo)致許多假孔以及假進(jìn)尺情況的出現(xiàn)，這帶來了巨大的安全隱患。為此，**礦通過引進(jìn)打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對鉆孔的施工整個過程進(jìn)行監(jiān)控，以提高鉆孔的施工水平和管理水平。本文介紹了打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理以及技術(shù)優(yōu)勢，分析了在現(xiàn)場應(yīng)用的效果。

2 打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)的原理

打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)工作時，通過安裝在煤礦井下現(xiàn)場的攝像機采集現(xiàn)場的視頻，并通過光纖將采集的視頻傳道煤礦地面視頻工作站進(jìn)行存儲。該系統(tǒng)可以通過硬盤錄像機 DVR對采集的視頻實現(xiàn)回放，管理部門可以利用采集的視頻信息作為有效的參考。在實時監(jiān)控過程中，可以對打鉆過程中出現(xiàn)的突發(fā)情況進(jìn)行處理，提高了對打鉆事故的應(yīng)對水平。該系統(tǒng)可為煤礦安全生產(chǎn)提供高效、及時地信息反饋，幫助管理人員決策、指揮、調(diào)度、處理等。該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)由隔爆型投光燈、隔爆型網(wǎng)絡(luò)攝像儀、隔爆型基站控制器、光纜光端機、錄像機及顯示終端等設(shè)備組成。該系統(tǒng)具有用戶權(quán)限管理、監(jiān)控視頻實時存儲和監(jiān)測、字符疊加和矩陣切換等功能。

由于打鉆視頻系統(tǒng)采用數(shù)字化傳輸，所以可以通過計算機很容易對監(jiān)控的視頻進(jìn)行處理。視頻的傳輸采用的光纖，圖像的傳輸速度快，實時性強而且抗干擾性好。在地面可以實時的觀測井下打鉆的過程。通過計算機建立的打鉆視頻索引，可以很輕松的查到煤礦井下的打鉆現(xiàn)場記錄。整個系統(tǒng)采用的電子設(shè)備，集成度較高，便于模塊化管理，體積很小給安裝帶來了巨大的便利。圖像的存儲采用了加密技術(shù)，能有效的防止對視頻記錄資料的篡改，這樣可以提供記錄數(shù)據(jù)的真實性，防止了人為的蓄意破壞和造假[2]。

3 鉆孔的視頻驗收程序

采用了視頻打鉆視頻系統(tǒng)后，鉆孔的驗收有兩個過程：視頻驗收和人工現(xiàn)場驗收。在打鉆時應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行未安裝攝像機不準(zhǔn)開鉆的制度。此外，在打鉆時施工隊?wèi)?yīng)該負(fù)責(zé)亮牌進(jìn)行及時匯報，抽采對要根據(jù)視頻驗收打鉆的鉆孔深度以及核實打鉆的角度，通風(fēng)科要負(fù)責(zé)監(jiān)督抽采鉆孔的準(zhǔn)確性。在驗收時，要做到一臺鉆機一個收尺記錄簿，一個鉆孔一個驗收負(fù)責(zé)人的制度，嚴(yán)格視頻收尺規(guī)范管理。

為了發(fā)揮視頻監(jiān)控系統(tǒng)對打鉆的監(jiān)督特性，配置了用于顯示鉆孔施工工序的展示牌，展示牌可分為開鉆、起鉆、封孔、注漿四個工序。在每道工序施工開始前，要將展示牌放在監(jiān)控前3到5s，然后才能進(jìn)行鉆孔作業(yè)。在進(jìn)行視頻驗收時，要緊扣主要工序，驗收過程要規(guī)范化。驗收時對開鉆、鉆進(jìn)、起鉆、封孔全過程進(jìn)行視頻記錄，并作為歷史資料保存。

在使用打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)時，要注意以下幾個方面：①在開始打鉆前要通過井下的電話來確認(rèn)視頻的清晰度并展示開鉆牌。這就需要現(xiàn)場的施工負(fù)責(zé)人與抽采隊聯(lián)系，確認(rèn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的工作正常，若發(fā)現(xiàn)視頻監(jiān)控的范圍不能覆蓋鉆孔區(qū)域，應(yīng)該通知抽采隊隊員進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)整。施工前當(dāng)班隊長應(yīng)該在攝像頭前展示鉆孔的施工參數(shù)，主要包括鉆孔編號、方位、傾角等參數(shù);②在打鉆施工過程中，監(jiān)管人員應(yīng)該核實鉆孔的施工參數(shù)與設(shè)計參數(shù)是否相符，并在鉆孔的施工驗收單上簽字;③在起鉆前需要用電話再次確認(rèn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍展示起鉆牌板。起鉆時現(xiàn)場施工人員與抽采隊人員聯(lián)系，再次確認(rèn)視頻清晰，并保證攝像頭監(jiān)視范圍能覆蓋鉆機、鉆機瓦斯探頭T鉆、鉆孔施工區(qū)域（否則，由抽采隊人員指導(dǎo)現(xiàn)場人員進(jìn)行調(diào)整），確認(rèn)后開始起鉆;④封孔、注漿前應(yīng)展示相應(yīng)的牌板，在封孔時工人需要在視頻監(jiān)控的范圍以內(nèi)作業(yè)，封孔結(jié)束后需要向抽采對匯報下的封孔套管的長度以及封孔所用的水泥的數(shù)量等參數(shù)。封孔結(jié)束后需要大量話給抽采對匯報詳細(xì)的鉆孔參數(shù)，主要包括設(shè)計參數(shù)和施工參數(shù)、封孔情況及鉆孔起鉆時間、封孔時間及匯報人等情況，抽采隊要做好記錄整理，并形成有效的臺賬;⑤地面視頻監(jiān)控站要驗收施工鉆孔的孔深。井上地面驗收時，要根據(jù)抽采對上報的施工臺賬調(diào)取相應(yīng)的鉆孔施工原始視頻資料，以完成對鉆孔的施工深度進(jìn)行驗收（施工單位要將鉆孔起鉆時間、封孔時間在驗收單上填寫清楚，方便調(diào)閱）。在驗收通過后在記錄單上填寫相應(yīng)的鉆孔孔深，驗收人員應(yīng)該進(jìn)行簽字確認(rèn);⑥要做好鉆孔施工的監(jiān)督，并實施獎懲。通風(fēng)可應(yīng)該根據(jù)每天的驗收情況，調(diào)取相應(yīng)的施工視頻，隨機的選擇一處的鉆孔抽采其整個施工過程，主要對其鉆孔施工的亮牌、封孔情況進(jìn)行詳細(xì)的檢查，對于不符合要求的施工鉆孔應(yīng)該進(jìn)行通報，對于有必要時需要進(jìn)行補孔。

4 實施效果

現(xiàn)場施工發(fā)現(xiàn)，采用了打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)后，節(jié)省大量的人力資源。原來的頂抽巷或底抽巷的穿層鉆孔的驗收是由抽采隊來完成的，現(xiàn)在只需要監(jiān)督員在施工過程中就可以核實鉆孔的施工參數(shù)，取消了抽采隊的專門驗收人員的崗位，這明顯的提高了驗收的速度和質(zhì)量。該系統(tǒng)可對鉆孔施工的全過程進(jìn)行視頻記錄，這促使了施工人員以及監(jiān)督員要嚴(yán)格按照規(guī)章制度來進(jìn)行作業(yè)，杜絕了鉆孔施工和驗收的虛假情況，有助于提高鉆孔的施工質(zhì)量和施工速度。杜絕了工傷事故安裝視頻以來，該地點鉆孔施工人員均能嚴(yán)格執(zhí)行兩規(guī)范、手指口述，按章操作，未發(fā)生“三違”及工傷事故。通過該系統(tǒng)記錄的視頻，可以對鉆孔的施工全過程記錄，這為出現(xiàn)的瓦斯事故的追責(zé)提供了有效的證據(jù)，提高了事故認(rèn)定的準(zhǔn)確性。

5 結(jié)論

瓦斯抽采是治理礦井瓦斯的根本措施，目前主要是通過鉆孔抽采完成的。保證抽采鉆孔的施工質(zhì)量對于瓦斯抽采工程具有重要意義。為此，煤礦井下引入了打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)來保證鉆孔的施工效率。現(xiàn)場施工發(fā)現(xiàn)，采用了打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)后，節(jié)省大量的人力資源。該系統(tǒng)可對鉆孔施工的全過程進(jìn)行視頻記錄，這促使了施工人員以及監(jiān)督員要嚴(yán)格按照規(guī)章制度來進(jìn)行作業(yè)，杜絕了鉆孔施工和驗收的虛假情況，有助于提高鉆孔的施工質(zhì)量和施工速度。加大了瓦斯抽采效果，對全礦業(yè)集團(tuán)乃至全國煤礦具有應(yīng)用推廣價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪有清.打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)在瓦斯抽采中的應(yīng)用[J].煤礦現(xiàn)代化，2017（01）：27-29.

[2]張建.關(guān)于打鉆點視頻監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用研究[J].電子世界，2014（02）：101-102.