礦井通風安全監測監控系統的主要技術探討

全凡

摘 要：礦井通風安全監測監控系統是保證礦井安全的重要手段。隨著現代傳感、電子、移動互聯、自動控制、信息處理等技術的逐步成熟及新技術、新材料的廣泛應用，礦井通風安全監測監控系統將朝著智能監測監控方向發展。本文對礦井通風安全監測監控系統的關鍵技術進行了闡述。

關鍵詞：礦井通風;安全監測監控系統;關鍵技術

煤炭是我國經濟發展過程中重要的基礎能源，其作用不容忽視。然而，我國大多數煤礦企業的安全生產工作十分嚴峻，瓦斯事故、煤塵事故、煤層自然等現象時有發生，從而影響煤礦的安全生產。而礦井通風系統有效地改善了上述問題，進而更好地提高了礦井的抗災能力，保障了礦井安全生產的順利進行。

一、礦井通風安全監測監控系統概述

1、組成結構。礦井通風安全監測監控技術是集通信技術、控制技術、計算機技術和電子技術于一體的綜合性學科，它是信息產業及工業領域的一種領先技術?！氨O測”是指對煤礦環境和生產參數的自動監測?！氨O控”是指根據監測數據對系統進行分析，并根據結果對生產進行反饋控制。通常由四部分組成：

1）傳感器和執行器：負責收集現場環境和工況參數，最終執行地面監控中心或分站下達的控制指令。

2）智能分站：以微處理器為核心的智能可編程設備，負責傳感器的集中供電、完成實時信息采集和預處理、與監控中心進行數據通信。

3）監控中心：系統的信息處理中心，由工控機、打印機、電源、智能終端等組成。監控中心完成系統的實時數據采集、分析處理、存儲顯示、查詢打印、控制、維護等功能。

4）信息傳輸：由傳輸電纜（光纜）、通信控制器、互聯網及相應的傳輸協議組成，負責將監測信息傳輸至上級監察部門。

2、發展歷程與趨勢。對礦井通風安全監測監控系統而言，其自身通訊制式經歷了五次發展換代，即空分制、頻分制、時分制、分布式網絡技術、人工智能和數據庫技術。而隨著人工智能和數據庫技術在礦井通風安全監測監控系統中的應用，礦井通風安全監測監控系統開始具有遠程監測監控和動態預警功能。

結合國內外礦井通風安全監測監控系統的發展現狀，從綜合化、智能化、網絡化三方面確定了礦井通風安全監測監控系統的發展趨勢。其中，綜合化發展趨勢是指通過具有多種監測參數的大容量系統來實現綜合化管理;而智能化發展趨勢是指注重信息分析及事故預測功能;網絡化發展趨勢主要體現在政府網絡化，提高有害信息變化的透明度。

3、整體結構。對礦井通風安全監測監控系統而言，通信鏈路、中央控制室及監控單元是其具體組成部分，監控單元在本系統中起著實時數據采集和現場設備的實時控制、數據采集、管理、接收和傳輸等功能，這些功能的實現需要有自身構成的支持，CPU、上位機通信部分、各監控點的通信部分、輸入/輸出部分、人機接口部分等是其具體組成部分。

二、總線技術

在了解礦井通風安全監測監控系統的基礎上，可進一步研究礦井通風安全監測監控系統的關鍵技術。以礦井通風安全監測監控系統總線技術為研究對象。

1、概述?？偩€技術全稱現場總線技術，是工業監控領域的一場技術革命。它以總線為核心，集計算機技術、控制技術和通信技術于一體是總線技術具備的基本特征。在我國礦井通風安全監測監控系統中，可很好地應用局域操作網絡LONWORKS、現場總線基金會FF、RS-485標準協議現場總線和控制器局域網絡CAN等四種總線技術。本文選擇對傳輸介質無特殊要求、可靠性和靈活性高、廣播方式可接受“濾波”等特點的控制器局域網絡CAN總線作為研究對象。

對于控制器局域網絡 CAN 來說，其本身想要較好應用于礦井通風安全監測監控系統中，通信接口設計與總線軟件設計是這一應用的關鍵所在。對于通信接口設計來說，CAN 控制器、CAN 驅動器以及微處理器等是其具體構成，一般來說 CAN 驅動器具備著抗電磁干擾能力強、過熱保護、短路保護、低功耗待機等特征;而對于總線軟件設計來說，通信模塊的設計是這一環節的關鍵，而 CAN 報文的發送和接收是其具體組成。

三、灰色預測理論

智能傳感器也是礦井通風安全監測監控系統的重要組成部分。為了保證智能傳感器更好地為礦井通風安全監測監控系統服務，應用灰色預測理論十分有必要。對智能傳感器而言，其自身需要自校正技術的支持，但傳統的查表法、曲線擬合法和神經網絡法自校正技術不能更好地滿足礦井通風安全監測監控系統的需要，這也是灰色預測理論在該領域應用的原因所在。作為灰色理論的一個重要分支，灰色預測理論本身可利用數據處理的方法找出數據間的規律，從而實現對灰色數的處理。

在基于灰色預測理論的礦井通風安全監測監控系統智能傳感器自校正中，需要對原始數據進行累積處理，以保證原始數據序列的隨機性減弱。在礦井通風安全監測監控系統風壓傳感器靈敏度自校正中，結合灰色預測理論，采用等壓差法對風壓傳感器進行校正，并在獲得原始數據后，結合灰色預測理論的相關算法進行具體預測。對應用灰色理論的礦井通風安全監測監控系統傳感器自校正而言，具有技術結構簡單、精度高、所需原始數據少、易于實現等特點，這些特點的存在使灰色預測理論更好地為礦井通風安全監測監控系統的建設服務。

四、礦井通風安全監測監控系統關鍵技術應用

1、注重傳感器的質量。傳感器在礦井通風安全監測監控系統中有著重要的作用，在整體通風安全系統的建設過程中，必須使其質量符合礦井生產的標準，控制傳感器的質量尤為重要，傳感器的有效控制可最大限度地減少安全事故，同時能保證礦井生產的時效性，從而能避免工作人員生命財產安全受到威脅。因此，在材料采購過程中，材料采購人員必須嚴格控制供應商的供貨質量，同時傳感器材料在采購過程中必須遵循質量優先的原則，從而使傳感器質量在源頭上達到標準。例如，礦井中的瓦斯傳感器。礦井通風安全系統在安全使用前，應對瓦斯傳感器的兼容性進行分析及測試，并對其各項性能進行比較，直至合格為止。在大規模生產中，要及時有效地處理其中可能存在的安全隱患。

2、注重技術創新。在新時代背景下，行業創新是發展的必然趨勢。為了跟上時代發展的步伐，礦井生產也需要全面創新，雖然目前時期該項目通風安全系統的構建有所創新，但由于外部因素的影響，仍存在一些隱患。因此，在今后的構建中，企業必須根據自身情況構建科學合理的科研隊伍，組建一支具有較高專業水平的團隊，以此來完善及創新自身存在的不足，特別是在防雷方面，更要及時更新及完善。比如，在保護區與中心站間設置一個安全區域，實施有效的防雷措施，最大限度地減少雷擊事故。此外，設備的維護保養也相對重要。設備的日常維護對設備的使用壽命具有一定的現實意義，設備維護保養人員需要制定完善的維護保養方案，建立有效的維護制度，將設備日常的保養和維護落實到實處。同時，重要設備的維護保養也要縮短周期，并重點保護，進而避免安全事故的發生。

五、結語

總之，安全通風是礦井安全生產的命脈，礦井通風安全監測監控系統是礦井安全通風的重中之重。同時，安全監測監控系統是確保礦井正常生產的重要系統，它在礦井日常生產中占有重要地位。因此，礦井安全監測監控系統能有效降低災害事故的發生率，確保煤礦生產安全、有效、穩定的運行，進而提高礦井生產效率。

參考文獻

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