安全监测技术在煤矿井下电力系统中的应用研究

李亚杰

摘 要：运用安全监测技术建立科学的煤矿井下电力运行安全监测系统，有助于井下采煤工作的安全进行，为开拓、掘进等井下一线工作提供保障。

关键词：安全监测技术；煤矿井下电力系统；安全监测系统

中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）05-0055-01

煤矿井下电力系统的有效运行对保证煤矿井下开采作业过程的安全、效率以及质量等有着至关重要的影响，而针对煤矿井下电力系统的运行建立相应的安全监测系统，合理的选择安全监测技术并且保证安全监测系统能够实现对煤矿井下电力系统运行过程中的实时数据采集以及分析、对电力系统的运行作出正确合理的评判、电力系统的运行出现的故障并及时发出告警信号甚至由监测系统处理或者抑制井下电力系统的故障影响范围，缩小故障造成的电力运行损失，这些都是依赖于安全监测技术建立起来的安全监测系统在煤矿井下电力系统中的重要功能和作用，是确保煤矿井下电力系统有效运行的重要技术支撑。当前阶段，针对煤矿井下电力系统的实时运行进行安全监控，通常都会选择相应的安全监测技术建立科学有效的电力安全监测系统，全面并且细致的对井下电力系统的正常运行进行监测和管理，而并非单一的将安全监测技术应用在煤矿井下电力系统的运行过程中。

1 煤矿井下电力安全监测系统的结构

通常来讲，煤矿井下电力安全监测系统的结构主要包括地面集控站、网络数据交换中心以及井下监控站三个部分组成。其中地面集控站是井下电力安全监测系统的中心部门，负责对地面以及井下的电力系统安全监测系统进行实时监控与管理，及时接收安全监测系统传出的关于井下电力系统运行状态的信号；而网络数据交换中心则是由相应的安全监测技术负责在井下电力系统运行过程中的数据信号采集以及交换的工作，负责对井下电力系统的运行状态进行科学正确的分析；而井下监控站则是对电力系统的技术设备进行实时监测、管理以及保护的主要结构。地面集控站、网络数据交换中心以及井下监控站的有机结合以及综合运行，保证了井下电力安全监测系统的正常运行，确保安全监测系统能够实现对电力系统正常运行过程中的监测以及管理功能，确保煤矿井下电力系统运行过程中的故障能够及时得到发现和解决。

2 煤矿井下电力安全监测系统中的安全监测技术

煤矿井下电力安全监测技术一直都是电力安全监测系统建立的主体内容，是井下电力安全监测系统能够有效运行并且全面反映煤矿井下电力系统运行状态的主要技术支撑力量，而使用不同的井下电力安全监测技术作为系统主体，建立的电力安全监测系统也会各不相同，其主要体现在系统的成本、效率、质量以及系统设备的安放内容中。当前阶段煤矿井下电力安全系统中的安全监测技术有很多，包括电力载波技术和射频识别技术、扩频通信技术、三层网络监控技术、单片机煤矿井下安全监测技术、光栅温度在线监测技术、现在数字化网络技术等，以应用较为普遍的电力载波技术和射频识别技术为例，煤矿井下电力安全监测系统中的安全监测技术主要包含以下内容。

2.1 电力载波技术和射频识别技术

具体来讲，电力载波技术是使用配电线作为信息数据传送的介质，将煤矿井下电力系统运行状态转换为具体的数据信号并且通过载波传送的方式传送到网络数据交换中心和地面集控站，实现安全监测系统对井下电力系统运行状态的实时监测，电力载波技术具有超远距离通信与数据传输、价格成本较为低廉，信号传输速度快等诸多优点；而射频识别技术则是一项自动识别技术，其能够利用射频信号通过空间磁场实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别的目的。射频识别技术相比以往的信息识别技术具有保密性更高、信号传输更强、数据存储容量更大等优点，同时射频识别技术还能够通过识别多个射频卡的技术原理去识别进行多条井下电力运行状态数据信息的有效识别，保证电力安全监测系统不会对井下电力系统的运行状态信息有所遗漏。将电力载波技术和射频识别技术结合起来作为井下电力安全监测系统的主体技术支撑，能够实现对安全监测设备的有效控制以及井下电力系统运行故障地点的精确定位，使安全监测设备能够有效的实现对井下电力系统运行状态的实时、合理、全面以及细致的监控和管理，同时电力载波技术和射频识别技术还能凭借本身的技术特点，减少井下电力安全监测系统的成本费用和运用难度，减少煤矿企业的经济成本投入，确保企业煤矿井下开采作业的安全和经济效益。

以电力载波技术和射频识别技术作为主体建立的煤矿井下电力安全监控系统事实上可以分为两个部分，分别是煤矿井下电力系统运行数据采集系统以及煤矿井下电力系统运行数据分析系统。其中煤矿井下电力系统运行数据采集系统主要表现为安全监测设备终端对井下电力系统的实时运行状态进行数据采集，然后使用电力载波的传送方式传送到地面集控站中，再由地面集控站使用井下电力系统运行数据分析系统对传送的数据进行识别、分析、整理以及作出相应的反馈，确定井下电力系统运行状态的优良好坏。煤矿井下电力系统运行数据采集系统的采集数据主要包括煤矿井下的温度、湿度、气压、电力系统设备的温度、电压、流量、有功功率、无功功率、功率因素等，同时井下电力系统运行数据还会对井下电力系统运行设备中的断路器、刀闸口、电流自动保护装置以及其他电力系统的运行数据进行采集和记录，对工作人员的电力系统操作和管理行为进行记录等。

2.2 现代数字化网络技术

使用以现代数字化网络技术作为煤矿井下安全监测系统的主体技术，其主要技术内容包括了数值模拟技术、流量监测技术以及电路保护技术等。其中数值模拟技术主要是指依靠现代飞速发展的计算机技术，结合有限元或者有线容积的概念对井下电力系统的运行进行综合的数值计算以及图像显示的技术，最终有效的实现对煤矿井下电力系统运行状态的实时监控和故障查询。数值模拟技术与电力载波技术和射频识别技术最大的不同是数值模拟技术的应用需要经过周密的验算测验，对井下电力系统的运行作出清晰的图像模拟以及事实调查，事先对井下电力系统的运行状态进行过相当多的估计和验算，进而直接参与到井下电力系统运行过程的建立和设置过程中，对井下电力系统的运行也会造成影响，但电力载波技术和射频识别技术却不会对井下电力系统的良好运行造成相关的影响；而流量监测技术则主要是指煤矿企业根据事先运用的数值模拟技术对井下电力系统的运行状态进行估算以后测试的最佳井下电力系统运行的流量，流量监测技术正是对该流量进行监测的一种技术，确保井下电力系统的运行流量符合数值模拟技术的估算以及井下电力系统的实际运行需要；电路保护技术则是指在井下电力安全监测系统中添加对电力系统出现运行故障时进行及时告警并对电力系统进行保护和故障解决的技术，这类保护技术通常会使用流闭锁的方法来避免因为井下电力设备出现故障而对整体的电力系统运行造成影响，避免电力系统出现较大的电压波动而出现大面积停电的现象。同时电路保护技术还能够快速的对故障进行识别以及定位，对地面集控站的工作人员清晰的故障提示，帮助相关人员快速排出井下电力系统出现的故障问题，减少煤矿企业的经济损失，确保煤矿井下作业的安全。

近年来，我国矿井电力监测系统以及监测技术在近些年来得到了长足的发展，但是跟国外的矿井比较仍然有着一定的差距，所以煤矿企业应该继续加强对井下电力监测技术的研发和投入，使安全监测技术能够在煤矿井下得到有效运用和全面发挥，以确保井下电力系统的安全稳定运行，保证煤矿井下作业的安全与高效。

参考文献：

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