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摘要：隨著現代信息技術的發展，煤炭行業借助信息技術建立煤礦安全監控系統，實現安全監控系統智能化、創新化發展勢在必行。其不僅可以提升采礦效率和效果，更能把控整個采礦作業流程，減少意外事故的發生。鑒于此，分析了煤礦安全監控系統智能化的現狀及發展，以期能提升中國煤礦開采的安全水平。

關鍵詞：煤礦安全監控；智能化；偽數據識別；設備自識別；自診斷

現如今，隨著信息技術的發展，各行各業出現了“互聯網+”的發展趨勢，借助信息技術提升自身的智能化水平。煤炭行業的發展同樣具備這種發展特點。借助信息技術構建完善的安全監控系統成為許多采礦企業開展工作的關鍵點。這不僅要求監控系統的位置檢測、無線通信、應急廣播等方面的全覆蓋，也要求所獲取監控數據具有準確性和監控具有實時動態性。因此，采礦企業應充分重視煤礦安全監控系統的智能化建設，借助其加強對采礦流程的監控能力和應急事件的處理能力，掌握實時動態數據，提高對煤礦生產安全風險的把控性。

1煤礦安全監控系統智能化現狀

煤礦安全監控系統雖然應用廣泛，但是仍然存在較多不足，主要包括以下幾點。

1.1系統準確性有待提升

目前，煤礦安全監控系統存在一些偽數據，智能化系統的準確性和有效性有待提升。偽數據存在的原因包括：a)煤礦生產系統、機電系統及安全監控系統等系統之間的干擾影響，表現為變頻設備的干擾、防護設備不到位導致安全監控系統受損害等。b)智能化系統本身存在的問題。其無法有效辨別真偽數據，系統的性能需要提升。安全監控系統設備故障、傳感器儀表受潮、模擬傳輸有誤差、調校傳感器調校工作不到位等都會導致系統中出現偽數據，嚴重影響著實際采煤監控工作效果[1-2]。

1.2系統安裝和使用程序較為復雜

煤礦安全監控系統需要經過復雜的安裝步驟，先要合理配置不同類型的傳感器并將其同分站傳輸的各個線段接口建立連接關系，然后安裝報警點和閉鎖端口。幾十個傳輸端口的連接、傳感器配置類型及報警點與斷電點等都要嚴格按照要求進行設置，否則很容易造成偽數據，從而使煤礦安全監控系統存在隱患。1.3系統預警機制較為單一目前，受制于環境數據的參數設置，煤礦安全監控系統預警機制較為單一，無法預測到參數范圍之外的狀況，因此無法第一時間對突發事件做出應急處理，加大了對突發事件的處理難度，還有可能造成經濟、人員等多方面的損失。比較有代表性的例子是瓦斯爆炸問題，瓦斯濃度達到一定數值之上煤礦安全監控系統才能發出預警信息，但瓦斯濃度增長速度快，極短的時間就能超過規定值，造成嚴重的安全事故。煤礦安全監控系統應該完善對瓦斯等氣體濃度變化情況的監測，增強敏銳反應的能力，給予預警信息，提升整個礦區的防范能力[3]。

2煤礦安全監控系統智能化發展要求依據

AQ6201—2006《煤礦安全監控系統通用技術要求》，對煤礦安全監控系統智能化發展提出更高的要求，大致包括以下幾點：a)改變現有傳感器采樣的離散點模式，逐漸實現傳感器智能化的全覆蓋，以便更好地診斷各類傳感器的工作狀態，解決出現的安裝、維護問題；b)強調多系統間的協同配合，完成具體采礦作業，將系統間的制約降到最低；c)在煤礦安全監控系統中增添自診斷、自評估功能，具體評估模塊包括模擬量傳感器維護、定期未調校提醒；d)對安全監控系統收集到的信息進行歸類整理與分析，形成科學報告，在此基礎上可加強對異常數據的分析與監測。

3煤礦安全監控系統智能化發展趨勢

煤礦安全監控系統智能化發展趨勢具體分為以下三方面。

3.1分布式多點激光甲烷檢測技術

分布式多點激光甲烷檢測技術借助可調諧激光吸收光譜技術和光路空分復用技術將光路輸入自校準氣室，能降低工作面瓦斯監測點的造價成本，加強瓦斯實施動態監控能力，使激光甲烷傳感器處于穩定工作狀態。分布式多點激光甲烷檢測裝置如圖1所示，該裝置由中煤科工集團重慶研究院有限公司研制，可同步測量8路氣室，φ(CH4)（CH4體積分數）處于0%～100%的測量區間，響應時間15s，誤差準確控制在±3%。

3.2高分辨率激光痕量檢測技術

高分辨率激光痕量檢測技術能解決采空區自然發火束管測量不準確的困擾，通過CO，C2H4，C2H2本質安全型在線監測傳感器，實現對發火特征氣體的就地測量與處理，提高對火災的預警和預防能力。3.3超聲波時差法斷面風速監測技術因巷道通風的不均勻性，“以點代面”的風速測量監測方式易導致風量計算誤差較大，且存在下限測量盲區（風速<0.3m/s），難以滿足智能通風系統建設需求。超聲波時差法斷面風速監測技術可實現巷道全斷面風速測量，利用多線測量與巷道斷面擬合積分，精確計算通風風量，為智能調風提供穩定、精確的監測數據[4-5]。

4煤礦安全監控系統智能化發展對策

4.1建立井上井下綜合安全系統

目前，煤礦安全監控系統在井上區域能實現多系統的信息融合和數據集中，井上的位置定位、通信調度等工作銜接也比較順暢。但井下安全監控系統還是相對獨立的個體，未實現多系統的融合和信息資源的溝通共享。為此，采礦企業應借助礦用物聯網技術，建立井上井下綜合安全系統，有效運用各級各類系統信息。

4.2加強云計算和數據應用分析

該措施的提出是針對當前煤礦安全監控系統數據利用率低、不能準確分辨標校和報警信息種類、無法預警安全隱患問題提出的。加強云計算和數據應用分析能識別出真偽數據，深入分析數據信息類型及來源，對瓦斯爆炸、火災等進行提前預警，進一步發展成為數字化、智能化的煤礦安全監控系統。

4.3完善安全監控系統智能報警功能

采礦企業要改變現有系統單一的預警功能，建立多級別多類型的應急預警系統。例如，根據瓦斯濃度值或超限持續時間設定不同的報警級別，發出更加具體準確的報警信號。另外，應急預警系統發揮功能需要保障傳感器的傳輸工作無誤，采礦企業可研制更加高效的礦業傳感器，使其發揮微處理的優勢，保證傳輸數據的可靠性和穩定性。同時，技術人員應加強對各類傳感器設備的維護、保養、監控等工作。

4.4將量子通信技術用于系統建設

將量子通信技術用于系統建設可更迅速地處理危險事件，能在危險時刻立即發出準確的通訊信號，抓住黃金營救時間，在一定程度上減少人員傷亡和設備損失。因此采礦企業應積極借助量子通信技術的安全性、效率性、抗干擾性等優勢，將該技術廣泛運用于生產管理和應急救援系統建設方面，實現采礦流程的風險高把控。

5結語

現如今，煤炭行業要想實現自身的轉型發展必須借助信息技術的力量，實現智能化、流程化及創新化轉變。為此，主要討論了借助信息化技術建立與完善煤礦安全監控系統，指出煤礦安全監控系統智能化的現狀及發展。采礦企業應建立井上井下綜合安全系統、加強云計算和數據應用分析、完善智能監控系統報警功能及充分發揮量子通信技術的功能，使煤礦安全監控系統在未來發展得越來越好。

參考文獻：

［1］黃祥祥，李鵬，王桂婷.煤礦安全監控系統智能化建設及未來展望［J］.山東煤炭科技，2018，36(11)：86-87.

［2］徐江陵.基于物聯網的智能化煤礦安全監控系統研究［J］.煤炭技術，2018，37(8)：229-231.

［3］汪叢笑.煤礦安全監控系統智能化現狀及發展對策［J］.工礦自動化，2017，43(11)：5-10.

［4］劉媛媛.煤礦安全監控系統技術現狀及智能化發展趨勢［J］.礦業安全與環保，2021，48(4)：104-108.

［5］亓校岳.煤礦安全監測監控系統現狀及發展趨勢［J］.現代礦業，2019，35(9)：217-219.

作者:牛嘉 單位:山西蘭花集團東峰煤礦有限公司