计算机技术在煤矿安全生产中的应用

郭爱莲

（太原理工大学 电气与动力工程学院，山西 太原 030024）

计算机技术在煤矿安全生产中的应用

郭爱莲

（太原理工大学 电气与动力工程学院，山西 太原 030024）

本文以煤矿安全生产中的自动检测系统、综合调度信息系统以及监测系统为例，探讨了计算机技术在煤矿安全生产中的应用。

煤矿安全生产；自动检测系统；综合调度信息系统；监测系统。

安全问题一直困扰着我国煤矿企业的健康发展，频发的重特大事故、居高不下的百万吨死亡率已经成为影响我国煤炭企业形象的罪魁祸首。安全生产问题已经通过产业关联的传导与放大对我国国民经济的持续协调发展产生了不利影响。将计算机技术应用于煤矿安全生产中可以在技术层面上保证煤炭生产的安全性。

1 煤矿安全生产自动检测系统

煤矿安全生产自动检测系统主要有以下几部分构成：中心站点、井下分站、传感器群、通信接口、终端设备。具体而言，第一，中心站点主要发挥着控制中心的作用，首先实时监控煤矿的生产环境、生产过程、运行状态、生产人员等，其次要根据各种指令的实时响应进行及时操控。第二，井下分站是中心站的分支系统，它遍布于煤矿的各个分区，将分区收集到的情况及时有效地反馈到中心站，而且井下分站均为智能化操作系统，可以实现无人化值班。除此之外，井下分站设备具有易查易修的优势，在出现故障时，可以及时进行相关的调整和修理。第三，传感器群是煤矿安全生产自动检测系统的“感觉神经”，发挥着有效传递各种安全参数的重要作用，在系统中的作用非常重要。传感器群必须质量可靠、运行稳定。目前主要的传感器类型有模拟量传感器和光纤传感器，其中后者具有较低的能量损失率和较好的抗干扰能力，但是造价较高。

2 煤矿安全生产综合调度信息系统

安全生产综合调度信息系统在煤炭企业整体信息化体系中起着中间层的作用——在长期计划的指导下，根据底层控制系统（DCS）采集的与生产过程有关的实时数据，对短期生产作业的计划调度、监控，对资源配置和生产过程进行优化，并对企业管理层的订单完成状态、煤炭运销状态、煤质情况进行反馈，形成与企业生产计划对应的绩效汇报，对企业生产各个环节中使用设备的状态进行反馈，优化配置。这样安全生产综合调度信息系统就实现了与经营管理、控制系统的协作。

煤矿安全生产综合调度信息系统主要具有以下功能：第一，相关规章执行情况的有效管理。对生产单位实现远程的基本信息管理与安全生产信息管理，实现对安全生产事故隐患的排查、报警和调度，公布执法信息，查看和预览详细信息，实现企业各部门之间的数据共享。第二，工作调度的有效管理。管理内容主要包括煤矿生产的经营状况管理、安全生产管理、生产隐患的及时排查、应急指挥预案的制定、图表台账等，能够对煤矿生产单位的生产状态和产能情况进行实时地掌握和动态更新，实现生产全过程的监督，同时利用现有信息对生产情况进行统筹调度与综合管理。第三，煤矿设备的有效管理。能够有效实现对设备台账、设备租赁、设备采购、设备点检的相关管理；并构建设备信息的电子档案，详细记录煤矿各种设备的状态信息，例如我们通过该电子档案可以详细了解设备的转移、变动、调拨、报废、检验、修理、技术参数、健康状态、运行位置、运行状况等各项信息，同时能够在线对设备的运行状态进行检测和管理。第四，生产计划的有效管理。主要对煤矿的生产接续计划以及生产设备的配套计划实施科学有效管理。简单说来就是全流程、全环节的接续计划管理，并实现与大项目的修理计划、购置计划、设备配套计划进行联动编制，利用设备配套知识库，实现综、连采设备配套计划的快速、自动完成。第五，企业级的综合调度管理。为企业的不同用户提供协同办公的平台支持，允许用户单点登录、跨数据搜索等，为煤矿的安全管理提供便捷的信息服务。

3 煤矿安全生产监测系统

3.1 瓦斯气体监测技术

瓦斯气体监测技术充分利用了计算机技术中的无线传感器网络技术（主要包括传感器技术、无线通信技术、自动控制技术、微电子技术以及嵌入式系统等）。瓦斯气体监测技术可以实现对监测对象（瓦斯）的实时数据采集和数据传输，并利用远程服务器的高性能处理器对相关数据进行分析和处理，并将处理结果（瓦斯浓度是否超限、工作环境是否安全、作业建议等）通过无线传输技术发送到终端用户，为一线员工提高有益的参考，最终实现安全生产信息的实时监视和控制。该技术使用的多功能无线传感器网络节点技术具有高性能、高可靠性、低功耗以及长传输距离的特点，并且充分满足井下作业特殊功能需求、完美支持多通路传感器的系统集成。需要注意的是，传感器网络节点的硬件设计方面，其系统架构、每单元部分功能、节点应具有低功耗、可重构和高稳定性等特点；依照节点的

特性对嵌入式操作系统进行裁减优化，利用最小

CPU占用率对节点进行全面控制。

3.2 井下人员定位技术

井下作业环境复杂、人员流动性大，如果发生事故且井下人员不能迅速升井自救的话，及时确定井下人员数量及其具体位置则成为有效开展营救计划的重要参考依据。井下人员定位技术可以有效提供人员数量及其具体位置方面的数据支持，该技术利用集中定位方式，由管理中心进行定位。井下人员定位技术实现定位的流程如下：布设网关和参考节点，保持网关之间的距离，再布设一些位置已知的参考节点保证每个移动节点至少要处于多个参考节点的射频信号覆盖范围之内。首先进行移动节点的相对定位来确定移动节点相对于参考节点的位置；而后，移动节点把得到的相对于参考节点的位置值传送到网关，加上自己的位置信息传输到网络管理中心，管理中心的计算机根据移动节点的位置和网关的位置就可以确定该移动节点在井下的绝对位置，便于实现移动节点的精确定位。

4 结束语

在信息化时代，将计算机技术应用于煤矿的安全生产过程中，不仅是积极落实“科技兴矿”战略的要求，也是顺应时代发展的客观需求。本文以煤矿安全生产中的自动检测系统、综合调度信息系统以及监测系统为主要研究对象，比较详细地探讨了计算机技术在煤矿安全生产的具体应用。总体看来，计算机在保证煤矿安全生产方面发挥着非常重大的作用。

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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

郭爱莲（1965—），女，山西交城人，本科，高级实验师，从事电工新技术研究工作。

徐树文