導(dǎo)語(yǔ)：現(xiàn)階段煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)探討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1安全監(jiān)控系統(tǒng)概況

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是安全生產(chǎn)的保障，是現(xiàn)代化煤礦井下安全管理的重要手段，主要作用是對(duì)煤礦的瓦斯、一氧化碳、風(fēng)速、煙霧、溫度等環(huán)境參數(shù)和礦井生產(chǎn)、運(yùn)輸、提升、排水等環(huán)節(jié)的機(jī)電設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行采集、監(jiān)測(cè)和控制，用計(jì)算機(jī)分析處理取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范管理。為各級(jí)生產(chǎn)管理者和業(yè)務(wù)部門提供環(huán)境參數(shù)和設(shè)備動(dòng)態(tài)信息，為生產(chǎn)指揮調(diào)度提供第一手資料。通過對(duì)被測(cè)參數(shù)的比較和分析，為預(yù)防災(zāi)害事故提供技術(shù)數(shù)據(jù)，及時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警、斷電和閉鎖，便于提前采取防范措施，制止事故的發(fā)生或擴(kuò)大;在發(fā)生事故的情況下，能及時(shí)指示最佳救災(zāi)和避災(zāi)路線，為搶救和疏散人員、器材提供決策信息［1］。

2安全監(jiān)控系統(tǒng)在安裝、使用、維護(hù)中出現(xiàn)的問題

1)信號(hào)傳輸方面?，F(xiàn)有安全監(jiān)控系統(tǒng)主要采用地面中心站—信號(hào)傳輸介質(zhì)—井下分站—信號(hào)傳輸介質(zhì)—傳感器(斷電控制器)—進(jìn)行參數(shù)采集(接入被控開關(guān)，使開關(guān)介入閉鎖)。安裝過程中，地面中心站與井下分站間的信號(hào)傳輸介質(zhì)采用光纖，安全監(jiān)控系統(tǒng)新版技術(shù)方案要求井下分站間數(shù)據(jù)傳輸使用環(huán)網(wǎng)進(jìn)行，但在實(shí)際運(yùn)用過程中，由于井下環(huán)境惡劣，對(duì)于經(jīng)常需要移動(dòng)的分站，光纖傳輸?shù)暮笃诰S護(hù)工作繁雜:光纖熔接在井下的成功率較地面降低許多，且光纖材質(zhì)較硬，無法以小圈纏盤打理，不能大角度拉、扭，另外，光纖裁剪成較短段后失去使用價(jià)值，出現(xiàn)故障后排查故障工作量大;如使用網(wǎng)線，則需再增加交換機(jī)等連接設(shè)備，畢竟網(wǎng)線傳輸有最多100m的傳輸距離上限;如使用RS485傳輸信號(hào)，又達(dá)不到傳輸規(guī)范的要求。2)傳感器使用方面。新規(guī)范中要求傳輸數(shù)字化，在提升系統(tǒng)整體抗干擾等級(jí)以外，減少井下傳感器線纜布置。RS485通信協(xié)議下只要并聯(lián)電源和信號(hào)正負(fù)極，就可以讓多臺(tái)傳感器共用一根通信線纜，但在實(shí)際使用過程中由于各種傳感器互相存在功率差異，且井下分站、線纜使用環(huán)境較復(fù)雜，電路之中并聯(lián)的存在勢(shì)必導(dǎo)致電流下降，如果生產(chǎn)廠家對(duì)傳感器的設(shè)計(jì)優(yōu)化沒有經(jīng)過足夠的測(cè)試，就會(huì)出現(xiàn)一根通信線纜上能接入的傳感器達(dá)不到廠家宣稱或負(fù)荷計(jì)算得出的數(shù)量。另外在傳感器使用中，會(huì)出現(xiàn)由于強(qiáng)電磁干擾尤其是井下變頻器、無功補(bǔ)償器等產(chǎn)生的電磁干擾導(dǎo)致傳感器數(shù)據(jù)失真。在強(qiáng)電磁干擾下，之前規(guī)范使用的頻率性模擬量傳感器傳回地面中心站的數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)放大、無序升降、“漂負(fù)”等異?，F(xiàn)象［2］。系統(tǒng)升級(jí)改造后，經(jīng)過RS485傳輸制式的普及系統(tǒng)整體抗干擾等級(jí)提升，這種現(xiàn)象暫時(shí)沒有出現(xiàn)。3)系統(tǒng)維護(hù)方面。由于國(guó)家對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及數(shù)據(jù)安全要求較高，因此在煤礦，對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置都有一定偏向，以盡量簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、數(shù)據(jù)安全。目前，山西省內(nèi)煤礦使用的安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)主要向市(縣)級(jí)能源局(或主體企業(yè)總部)、安全監(jiān)管執(zhí)法與決策支持系統(tǒng)、自動(dòng)化集成系統(tǒng)等上級(jí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上傳數(shù)據(jù);在數(shù)據(jù)規(guī)范方面主要采用山西省地方標(biāo)準(zhǔn)《山西省信息化工程安全建設(shè)規(guī)范》DB14協(xié)議、沈陽(yáng)新元科技有限公司等數(shù)據(jù)采集協(xié)議、FTP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。新規(guī)范要求實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)融合，在數(shù)據(jù)傳輸規(guī)范及網(wǎng)絡(luò)安全方面提出了一個(gè)新課題。安全監(jiān)控系統(tǒng)在保證自身數(shù)據(jù)正常上傳的同時(shí)，要采集其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，數(shù)據(jù)采集的過程會(huì)破壞安全監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的穩(wěn)定，由于采集數(shù)據(jù)方向和傳輸數(shù)據(jù)方向涉及不同的組網(wǎng)，安全監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)通過主備機(jī)增加網(wǎng)卡、設(shè)置多個(gè)IP地址等方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)多向采集和傳輸，而煤礦往往缺乏專業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全工作人員，在網(wǎng)閘、防火墻、殺毒軟件等軟硬件設(shè)備購(gòu)置、使用、更新上也缺乏專業(yè)參考意見，導(dǎo)致專網(wǎng)與專網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)與專網(wǎng)、局域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)、專網(wǎng)之間病毒傳播屢有發(fā)生，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)“一個(gè)攜帶病毒的優(yōu)盤破壞整個(gè)集團(tuán)公司網(wǎng)絡(luò)”等極端個(gè)例。而這些尚是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境這單一方面，還沒有涉及到數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)庫(kù)端口開放等其他會(huì)令系統(tǒng)抗風(fēng)險(xiǎn)能力進(jìn)一步下降的隱患。

3優(yōu)化建議

針對(duì)這些問題，參考具體案例，提出一些優(yōu)化建議，以供參考。1)在井下分站間數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)方面，以IMC－V111ET－TB型1口VDSL2以太網(wǎng)延長(zhǎng)器為例，IMC－V111ET－TB是一款具有成本效益的以太網(wǎng)距離延長(zhǎng)解決方案，使用24AWG電纜最高可延長(zhǎng)1400m。IMC－V111ET－TB提供1個(gè)100MbpsRJ45以太網(wǎng)端口，1個(gè)接線端子端口通過VDSL2實(shí)現(xiàn)對(duì)稱/不對(duì)稱以太網(wǎng)傳輸。IMC－V111ET－TB支持兩線傳輸，支持－40～75℃寬溫。這款以太網(wǎng)延長(zhǎng)器使用的技術(shù)并不是非常的前沿和繁雜，但是在井下組網(wǎng)方面可以起到減少光纜布置的效果。盡管使用兩線制傳輸在銅芯線纜長(zhǎng)度增加后帶寬會(huì)出現(xiàn)衰減，但對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸量較小的設(shè)備，在組網(wǎng)方面，可以起到不錯(cuò)的實(shí)用效果，目前已有部分環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)單位使用這項(xiàng)技術(shù)研發(fā)設(shè)備，可以作為減少光纜布置的一個(gè)緩沖方案。2)傳感器技術(shù)發(fā)展日新月異，多參數(shù)傳感器無異是其中集大成者。在合理優(yōu)化供電設(shè)計(jì)、使用功耗更低的元器件后，多參數(shù)傳感器在保證參數(shù)采集的同時(shí)，在減少設(shè)備投入、優(yōu)化線路供電、降低分支損耗等方面有諸多優(yōu)勢(shì)，也使傳感器信號(hào)線纜抗電磁干擾有了更多可能，新規(guī)范中也建議推廣使用。3)網(wǎng)絡(luò)安全方面，建議組建小型局域網(wǎng)為主，通過三層交換機(jī)在IP的安全策略建設(shè)上進(jìn)行操作實(shí)現(xiàn)網(wǎng)間互聯(lián)，進(jìn)行不同網(wǎng)段間數(shù)據(jù)互訪;或是在進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)后端增加硬件防火墻，在三層交換機(jī)進(jìn)行路由走向設(shè)定，末端PC用戶可通過只設(shè)置三層交換機(jī)路由后一個(gè)網(wǎng)段的IP地址，實(shí)現(xiàn)所有輸入網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)數(shù)據(jù)訪問，既可大大提升數(shù)據(jù)傳輸效率，又能進(jìn)一步降低成本，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高網(wǎng)絡(luò)抗風(fēng)險(xiǎn)能力(拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示)［3］。圖1小型局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)局限于網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)有礦井生產(chǎn)活動(dòng)中扮演的角色，短時(shí)間內(nèi)提高網(wǎng)絡(luò)安全管理水平并不現(xiàn)實(shí)。身處“大數(shù)據(jù)時(shí)代”，網(wǎng)絡(luò)作為煤礦保障安全的手段，在遠(yuǎn)程監(jiān)視、數(shù)據(jù)采集匯總等基礎(chǔ)應(yīng)用之上，勢(shì)必會(huì)有更加廣闊的應(yīng)用空間，網(wǎng)絡(luò)安全作為網(wǎng)絡(luò)使用的核心話題，也將在新的高度被重新審視。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)人才及新技術(shù)、新思路的推廣也將大大提高煤礦的網(wǎng)絡(luò)安全管理水平。

4結(jié)語(yǔ)

安全監(jiān)控系統(tǒng)是保障煤礦安全生產(chǎn)的“眼睛”。按照目前的發(fā)展趨勢(shì)，未來的安全監(jiān)控系統(tǒng)將不止于環(huán)境監(jiān)測(cè)、參數(shù)采集和閉鎖控制，諸如在大型設(shè)備運(yùn)行遠(yuǎn)程控制、施工工藝革新、煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)控制以至于礦井的物聯(lián)網(wǎng)推廣等方面都將會(huì)擔(dān)當(dāng)承載平臺(tái)，將在煤礦未來集約型管理、降本增效、提高安全管理水平等方面發(fā)揮更大作用。

參考文獻(xiàn):

［1］梁秀榮，朱小龍．煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)有關(guān)問題的探討［J］．煤炭科學(xué)技術(shù)，2006，34(8):69－71．

［2］趙立永，鄧永紅，段緒華．煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程分析研究［J］．華北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，8(3):41－44．

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作者:張瀚超 單位:晉能集團(tuán)三元石窟煤業(yè)有限公司