煤矿安全监控中信息融合技术的应用研究

吴文彤

摘 要：随着矿井开采深度的不断延深，瓦斯涌出量也在逐年增加，发生水灾、火灾、瓦斯、煤尘等事故的危险性也在逐步增大。所以更新现代化的监测、监控设备，采用现代化的监测、监控手段，对矿井的生产设备和工作环境进行全方位、全天候的监测和监控是非常迫切的，也是非常必要的。基于此，本文详细探讨了煤矿安全监控中信息融合技术的应用，旨在提升煤矿安全监控管理的信息化程度。

关键词：煤矿安全监控；信息融合技术；应用；研究

随着计算机信息技术的快速发展与革新，其应用范围得到了全面的扩展。与此同时，因计算机信息技术在各行各业应用的不断深入，以信息技术为主的信息经济的环境之下，信息化程度也已经成为衡量企业整体管理水平的关键性因素，信息化的建设、引进、推广及应用也已经成为企业战略化发展进程中具有重要意义的系统性工程。而作为煤矿生产中永恒不变的主题，煤矿安全与广大矿工的切身利益密切相关，同时也决定着矿区及社会的稳定。所以煤矿安全监控管理也成为煤矿企业管理中的核心问题，加强煤矿安全监控管理意义重大。

1 我国煤矿安全检测现状

1.1安全检测技术人员不够专业

随着各种先进的安全检测设备大量开发以及国外先进的科学安检设备的引进，很多煤矿企业的安垒检测技术人员无法对新设备进行很好的技术操作。由于设备参数各异、操作程序复杂，很多矿企业在引进后由于技术人员技术层次相对较低的原因，导致很多设备无法发挥出其应有的安全检测效果。这与很多煤礦企业忽视对安全检测技术人员的培训不无关系。由于我国的安全检测技术发展时间较短的原因，对相关的技术人员的专业检测水平培训力度不够，相关的培训机构也比较少，导致部分安全检测技术人员技术水平较低，很难迅速的使用、研究新设备。1.2安全检测技术设备落后

安全检测技术是被广泛应用的一门技术，它涉及各个行业领域，是现代化设备中不可缺少的一项基础的综合技术，其理论现今已相对成熟。各种检测设备也不断地被研制、开发，各种先进的检测技术也被积极地研究、引进。但相比较之下，煤矿业方面的安全检测设备与技术却相对落后，其研发出来的设备在煤矿实际作业生产中并不适用或者达不到煤矿的要求。导致在实际生产中得不到有效的推广和应用。尽管有些设备能达到要求，可设备在设计之初没有对煤矿的现场环境进行详细的调查，致使设备对工作环境要求过高，让安全检测技术人员为了提高效益和进度往往弃之不用，导致检测设备失去了防范安垒的意义。

1.3现有数据利用率低

由于开采煤层的多样性和矿井井下现场的复杂性，历史监测数据的保存和分析可以有效指导今后的生产作业情况，但实际情况是数据仅仅用作当前作业情况的分析，之后仅作为一种安全监管的手段，不再有其他用途。各种设备的运行参数、通风环境参数等未能有效与采掘作业、机电设备管理、通风瓦斯治理关联，不能有效指导现场作业和设备检修维护工作。

2 煤矿安全监控中信息融合技术的应用

2.1先进监控传感器的应用

高性能传感器是煤矿安全监控系统稳定运行的保障，推广使用先进的监控传感器既能提高监控系统可靠性，又能减少人工维护量。

2.1.1激光甲烷传感器

传感器采用光谱吸收原理测量甲烷气体浓度，与催化式甲烷传感器相比，具有响应速度快、测量精确、抗交叉干扰能力强、工作稳定的特点，可长期在线工作，无须频繁校准，是载体催化式甲烷传感器理想的替代品。

2.1.2无线传感器

传感器自动将数据通过无线信号传给分站，实现与监控系统主网络的无缝对接。适用于井下综采工作面回风隅角、掘进工作面等传感器设置密集度较大的位置或需经常移动的位置。无线传感器技术可以减少人为移动传感器导致缆线接触不良造成的监控系统误报警，还可以节省监测缆线，减少成本费用。

2.1.3自诊断型传感器

能在电源接通时进行自检，诊断测试以确定组件有无故障，并定位故障。具有自诊断功能的传感器给使用和维修带来了很大的方便，是提高仪器可靠性的必要手段。

2.1.4多参数型传感器

由若干种各不相同的敏感元件组成，可以用来同时测量多种参数，传感器集成度高、体积小，适用于综采、掘进工作面等传感器设置密集度较大的位置。

2.2数字式通信技术的应用

煤矿安全监控系统除主干网升级为工业以太网 + CAN 总线传输方式外，分站之间、分站与传感器之间也应采用 CAN 总线进行互连互控。CAN总线是一种用于实时应用的串行通信协议总线，具有寻址及检错能力，有很强的实时性和可靠性。同时，总线具备自动仲裁机制，如果有两个或两个以上的节点同时发送报文，可通过使用优先级标识符的逐位解决碰撞问题。基于 CAN 总线通讯的煤矿安全监控系统采用先进的“多主并发”、“主动上传”数据传输方式，井下传感器状态发生变化，无须上位机轮询，即可在 10s 内主动将监控数据传送至地面，分站之间的异地断电功能也无须上位机参与，便可直接进行数据交互，有效缩短异地断电时间。同时，传感器使用数字总线传输数据，多个传感器可共用一条数字总线，降低安装和维护的线缆成本。

2.3数据分析及应用

系统应具有大数据的分析与应用功能，实现伪数据的标注及滤除分析；通过搭建瓦斯突出、火灾预警模型，可实现对瓦斯涌出、火灾等的预测预警；根据瓦斯浓度的大小、瓦斯超限持续时间、瓦斯超限范围等设置不同的报警级别，实现分级响应；可与人员定位、应急广播、无线通信等系统数据融合，在瓦斯超限、断电等需立即撤人的紧急情况下，可自动与应急广播、通信、人员定位等系统的应急联动。

2.4监控系统软件的应用

监控软件应采用 B/S 结构，在机房设置主、备服务器，不同的终端用户只输入 IP 地址或网址即可完成数据、图形、报表的查阅和系统设置。软件可利用 GIS技术，将监控数据和地图信息相结合，利用 MD5、RSA 等数据库加密技术，对重点监控数据进行加密。软件应完善自诊断、自评估技术，全面提升智能化水平。

3 结束语

综上所述，煤矿安全监控管理不仅仅保障煤矿生产人员人身安全的基础工作，也是我国经济建设与发展的坚实基础，对于维护社会和谐、推动市场经济的稳定发展都有着重要的影响作用。因而，在信息技术的环境之下，充分利用现代化的信息技术，通过各种自动化的管理系统，实现对煤矿安全监控的全面管理，这将是煤炭行业未来发展进程中的重点问题。

参考文献：

[1]曹继明.计算机信息化技术在煤矿安全管理中的应用[J].中国对外贸易（英文版），2011，（10）.

[2]陈利明.信息化管理在煤矿安全管理中的应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011，（02）.