煤礦安全監控系統常見誤報警原因分析及防治措施研究

鄧 芳

（晉能控股煤業集團云崗礦，山西 大同 037000）

由于煤礦的特殊性，其設置的安全監控系統變得相對較多，同時也相對分散。以及所處工況條件相對復雜，從而給監控系統帶來一定的誤報問題，從而大大影響了設備的正常運行。

1 煤礦安全監控系統誤報警原因

1.1 傳輸線纜

為了后期更好地更換傳感器，通常可以采用頻率的方式輸出信號。借助航空連接頭將電纜與傳感器進行連接，同時借助連接盒可以有效地延長傳輸電纜。充分結合煤礦的開采實際，在工作面位置多設置傳感器，一般兩個傳感器設置至少一根電纜。由于在傳輸頻率信號的過程中并不穩定，并且在接線盒、線纜以及傳感器位置往往產生耦合現象，從而導致出現誤報現象。一般頻率信號電平需要設定在標準的范圍內，通常將低電平設定為不大于0.5V，而高電平設定為不小于3V。通常情況下，信號在進行傳輸時，電容往往對傳輸效果產生一定的影響，能夠引起耦合現象，從而對低頻率信號產生影響，從而在出現瞬間大信號時，將會出現誤報現象[1]。在線纜接線盒中設置兩路頻率信號。假如在對接線盒進行密封時并未做好，那么將導致水汽進入接線盒，那么直接對線路產生影響，可能出現短路以及信號疊加的現象，從而導致出現誤報問題。

1.2 供電電源

在井下進行開采的過程中往往需要借助各種大型設備，其中包括如下幾種：第一，帶式輸送機；第二，機車；第三，風機；第四，絞車等等。為了能夠有效地提高用電效果，通常可以將監控設備設置為變頻。假如負載共同使用相同的一個電源，那么在啟動設備的瞬間極易產生浪涌干擾，從而導致傳感器與分站出現死機的現象，以及設備不能正常運轉以及誤報現象。井下照明電源也會受到外界電源的影響，往往出現無故停電的現象，從而影響斷電設備出現來回切換的現象，從而導致電池壽命大大縮短[2]。

1.3 環境干擾

由于煤礦井下工況條件相對潮濕，因此大量的水汽降低會導致傳感器與感應頭出現靈敏度下降的現象，這樣就會給設備的運行產生不可控的現象，從而出現了誤報的現象。此外，由于挖掘機、運輸機以及采煤機在工作的過程中，往往出現了靜電問題，從而能吸引空氣中的煤塵與粉塵等，從而給設備的運行帶來一定的安全問題，最終出現誤報的現象。

1.4 中心站定義不當

經過調查發現，煤礦開采設備并不合理，往往出現地面控制中心不能較好地接收信號，因此會產生誤報的現象。一般頻率值以及軟件定義量往往需要在中心站實現，這樣可以更好地計算檢測參數。假如傳感器量程不能滿足檢測需要，那么將會引起誤報問題。假如對于低濃度的傳感器，其量程在0～4m/s的范圍內，而相應的中心站并不能正常定義時，那么將會引發瓦斯誤報現象[3]。

2 煤礦安全監控系統誤報警的處理

2.1 報警信號判斷

（1）假如安全監控系統處于正常的運行過程中，那么相應的監測點位置的數據處于緩慢增加中。那么當出現干擾引發的誤報現象，監測數據將會出現垂直上升的現象，以及頻率也會呈現倍速增加的趨勢。通常工作人員可以對比當前倍速以及傳感器運行的頻率，這樣可以發現是否因干擾引起的誤報。當倍增傳感器的頻率增加時，假如相應的檢測數值不在標準范圍內時，那么將會導致系統處于異常工作狀態。為了能夠更好地判斷系統是否處于合理的監控狀態時，工作人員可以對傳感器校驗情況進行判斷，假如并不是非校驗問題，那么需要對傳感器進行長期的觀察。

（2）持續時間狀態，假如煤礦安全監測系統處于正常的狀態時，可是并不出現報警的現象，那么工作人員需要對傳感通道進行巡檢。通常依據實際情況對分站進行定期巡檢，一般巡檢次數與分站數量成正比。假如監測數值發生異常時，那么還必須增加工作人員巡檢分站的周期[4]。

2.2 防治誤報警的措施

2.2.1 信號傳輸

通常光纖網絡平臺可以實現交換機以及以太網通訊之間的連接，并不受到外界因素的影響。分站可以與總線通訊連接交換機進行連接，以數字通信方法進行數據的校驗，從而可以有效地避免產生信息的干擾，這樣可以避免出現誤報現象。分站與傳感器之間進行信息反饋時往往發生監測系統誤報的現象，因此需要保證兩者之間的信息交互情況，主要從如下幾個方面：第一，可以將傳輸的信號以數據的形式進行傳輸，對元件的工作狀態進行監測，不斷優化傳感器校正，從而可以最大限度地避免誤報。第二，將傳感器與分站接地，數據之間的交互可以使用屏幕電纜，這樣可以大大降低空間因素的影響。

2.2.2 設備使用維護

為了能夠有效地降低系統誤報次數，通常相關人員還必須高度重視設備的后期維護工作。通常分站與大型設備應該獨立電源進行供電，同時照明電源必須可靠，以及可以在分站電源位置設置浪涌抑制器。由于煤礦井下環境相對潮濕，因此必須給傳感器航空插頭設置防水接頭，并且內部的元件必須選用膠封。封膠處理接線盒內部，這樣可以避免因內部進水而產生誤報的現象。為了能夠最大限度地避免水汽對信號的影響，一般可以設置平行敷設線路，這樣可以最大限度地減少線盒的使用量。為了能夠充分保證傳感器安全性，可以通過定期升井的方式進行防潮處理，一般設定15d為一個升井周期，將傳感器升井到地面工作一周后，然后在降到井下工作。經過實踐發現，瓦斯傳感器、熱導元件、電化學元件的使用年限分別為：1、3、1年。當元件達到使用年限后，必須對其進行更換，這樣可以最大限度地避免出現因元件問題而出現誤報問題。

2.2.3 設備抗干擾

設備處于井下時不可避免受到干擾信號的影響，因此為了能夠有效地提高監控系統運行的穩定性，必須從如下幾個方面入手：第一，由于集成電路板往往因受潮而出現電路短路的問題，因此在選擇監測設備時，必須保證其處于淋水狀態下正常工作。第二，一般電源浪涌打雷位置將會出現浪涌信號，這樣將會影響監控設備的正常運行。為了能夠最大限度地減輕對設備的影響，通常可以在輸入與輸出端口設置大功率TVS安裝至輸入與輸出端口中，其可以有效地抑制端口信號，從而保證設備的專長運行。第三，處理好輸入與輸出信號，通常情況下端口往往受到外界干擾，應該在端口設置保護裝置。比如傳感器啟動過程中，往往受到電磁信號的干擾，這時可以借助數字信號處理技術，不斷提高采樣速度，增大濾波，進而可以避免誤報現象[5]。

3 應用效果

云崗礦選用老礦井進行開采，由于在井下安裝了大量的傳感器，因此線路相對復雜，存在較強的干擾信號，從而不利于安全監控系統的工作。為此將該系統應用到工程實踐過程中，優化自身的監控系統，這樣可以有效地提升瓦斯突變識別系統、調教系統的靈敏度。這樣可以有效地保證系統能高效穩定的運行，有效地避免誤報現象。

4 結語

由于井下工況條件復雜多變，同時安全監控系統受到各種有因素的干擾，從而大大降低了自身的靈敏度。因此本文以井下干擾信號產生的原因為出發點，并運用科學的方法制定管理方案，制定行之有效的方法，從而可以最大限度地避免誤報現象，最終可以提高安全監控系統的作用。