煤矿安全监测监控系统的发展历程和趋势

李阳

摘  要：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，也是非常重要的。文章主要介绍了煤矿安全监测监控西塔的发展历程和发展趋势。

关键词：安全监测;监控系统;发展历程

随着煤矿工业的发展，综合机械化采煤工艺不断完善，工作面单产不断提高，对环境参数的检测和对开采、运输各生产环节的协调要求越来越高。对环境和生产参数要求长期连续地进行可靠的检测，按一定程序进行控制。矿井监测系统其主要功能是能够及时、准确地反映各类所需要的监测信息，从而满足诸如环境安全、胶带运输、轨道运输、供电系统以及对瓦斯、风速、一氧化碳、温度、负压等环境参数及设备开停、风门开闭、风筒风量不同监测对象的要求，以实现在生产中对全矿井的综合监测。

1煤矿监测监控技术的发展历程

1.1国外煤矿监控技术的发展

国外煤矿监控技术是20世纪60年代开始发展起来的，至今已有四代产品，基本上5～10年更新一代产品。从技术特性来看，主要是从信息传输发生的进步来划分监控系统发展阶段的。

第一代煤矿监测系统采用空分制来传输信息。60年代中期英国煤矿的运输机控制、日本煤矿中的固定设备控制大都采用这种技术。波兰在70年代从法国引进技术推出了可测瓦斯、一氧化碳、风速、温度等参数共128个测点的CMC-1系统。

煤矿监控技术的第二代产品的主要技术特征是信道的频分制技术的应用。由于采用了频分制，传输信道的电缆芯数大大减少，很快取代了空分制系统。其中最具代表性且至今仍有影响的西德Siemens公司的TST系统和F+H公司的TF200系统。

频分制的应用，体现了以晶体管电路为主的信息传输技术的发展，而集成电路的出现推动了时分制系统的发展，从而产生以时分制为基础的第三代煤矿监控系统，其中发展较快的是英国。英国煤炭研究院于1976年推出轰动一时的以时分制为基础的MINOS煤矿监控系统，并在胶带传输、井下环境监测、供电供水监测和洗煤厂监控等方面取得成功，形成了全矿井监测监控系统。这一系统的成功应用，开创了煤矿自动化技术和煤矿监测监控技术发展的新局面。

到了80年代，美国以其拥有的雄厚高新技术优势，率先把计算机技术、大规模集成电路技术、数据通信技术等现代高新科技用于煤矿监控系统，使煤矿监控技术跻身于高科技之列。这就形成了以分布式微处理机为基础的第四代煤矿监控系统。其中有代表性的是美国MSA公司的DAN6400系统，其信息传输方式仍属于时分制范畴，但用原来的一般时分制的概念已不足以反映这一高新技术的特点。

1.2煤矿监测监控技术在我国的发展应用

我国监测监控技术应用较晚，20世纪80年代初，原煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作，大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等（如DAN6400V、TF200、MINOS和Senturion-200）引进了一批安全监控系统，装备了部分煤矿;在引进的同时，通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况，研制出KJ2、KJ4等系统并通过了鉴定，90年代以来，紧跟世界监测监控系统的发展潮流，研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统，如煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90系统、煤炭科学总院常州自动化研究所的KJ95系统等，其主要特点是：监控分站的智能化水平进一步提高;具有网络连接功能;系统软件采用了Windows操作系统。同时，在“以风定产，先抽后采，监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。因此，大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现，为用户提供了更多的选择机会，并促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。实践证明，安全监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。

综合评价我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果，煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90、煤炭科学总院抚顺分院的KJF2000、天地科技股份公司常州自动化分公司的KJ95和北京瑞赛公司的KJ4、KJ2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。

2煤矿监测监控系统的发展趋势

2.1发展全面的监测监控专家系统

目前，我国有20余家生产监测监控系统与煤炭生产全过程实行监测监控差距还较大。在软件技术上应研究开发能根据被监测环境地点的参数进行有效的危险性判别、分析和提出专家解决方案，在事故情况下，指示最佳救灾和避灾路线，为抢救和疏散人员、器材提供决策。同时系统软件应向网络化发展，按统一的格式向外提供监测数据。

发展覆盖面更广，监测监控参数更多的软件系统，为实现煤矿生产综合自动化奠定良好基础，是我国监测监控系统的发展任务之一。

2.2研制高可靠性、品种齐全的矿用传感器

目前，国产监控系统的配套传感器，主要存在兩大问题：一是品种不齐全，用于监测环境参数的传感器较多，而用于监测生产设备工作运行状况参数的传感器少;二是现有的传感器不同程度存在精度差、可靠性不高的缺陷。特别是用于瓦斯综合治理和灾害预测的甲烷传感器，一直存在使用寿命短、工作稳定性差和调校期频繁的缺点，严重制约着矿井瓦斯的支持检测。

在研制新型传感器是应高起点、高智能化，应充足利用微处理器的优点，做到自诊断、自校正、自调零、配置标准远传接口，统一传感器的传出信号制，以提高传输的可靠性、数据出来的简单性和传感器的互换性。

发展配套齐全、高可靠性的矿用传感器是监控系统发展的关键技术之一。

2.3实现全面化的网络管理

虽然现在许多矿建立了局部的计算机网络系统，实现了本矿井的资源共享，但大多还处于一矿一系统，与外界几乎没有联系，其功能和任务也极其简单。今后的发展趋势是各生产矿井与矿物局、各矿物局与本省乃至全国煤矿系统构成统一完整、功能先进的计算机网络系统，真正实现更大范围的煤矿资源共享。

2.4标准化、云计算及大数据应用

随着专业分工协作越来越细，接口的标准化、协议的统一成为监控系统发展趋势，也为设备的兼容提供了便利，使专业化开发、服务成为可能。安全监控系统不再由某个单位整体开发，而是由专业人员开发，软件、平台、终端设备相互独立却互相兼容。

同时，随着技术的不断发展，数据存储基础架构平台向着云计算的方向转变，该架构借助网络实现相互链接，构建计算资源池，并实行统一化管理，可根据用户实际需求提供远程服务。在云计算环境下，打破了一台服务器一个应用程序的模式，数据实现了集中式管理，方便监管，确保了数据的有效性，以实现较高的可用性。与此同时，云计算确保用户需求得以切实实现，并提供按需服务，借助虚拟化技术，硬件使用效率得以提升，软件重置过程得以简化，最终达到提升工作效率的目的。而且云计算为大数据利用提供了基础，综合分析环境数据与地质变化，人员工效与安全保障之间的关系，为提升矿井综合管理能力，实现智能化矿山提供技术保障。

3 结束语

虽然目前对煤矿安全监控系统的发展进行了突破，但在现代化的建设和技术上仍然有很大的问题，所以我们要保证煤矿生产过程中的安全监控，就要加强对其系统的理念，技术上的更新。

参考文献

[1]张新宇.煤矿安全监测监控系统的现状及发展趋势研究[J].能源与节能，2016（04）：33-34.