监测监控技师论文Word文档格式.docx

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xxxx年x月x日

摘　要

主要介绍了目前国内外煤矿安全生产监测监控系统的发展,目前我国瓦斯监测监控领域的发展情况，对瓦斯监测监控在矿山安全管理的具体工作中起到的作用和意义，表述了瓦斯监测在实际安全管理中的具体工作内容、防范措施，阐述了煤矿安全监测监控系统的问题与发展趋势。

关键词:

煤矿安全;

监控系统;

发展趋势

1　煤矿监测监控技术的发展

1.1国外煤矿监测监控技术的发展

国外煤矿监测监控技术是20世纪60年代开始发展起来的,至今已经有4代产品,基本上5~10a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。

第一阶段,煤矿安全监控系统主要采用空分制信号传输方式。

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。

典型系统有法国的CTT63/40煤矿监测系统,它可测瓦斯、一氧化碳、风速、温度等参数,最多可测40个测点。

波兰的CMM-20系统,最多可测20个测点以及CMC-1系统,最多可测128个测点。

第二阶段,随着以晶体管电路为主的信息传输技术的发展,煤矿安全监控系统主要采用频率区分信道的频分制信号传输方式,由于采用频分制,传输信道的电缆芯数大大减少,很快就取代了空分制系统。

英美等国的煤矿在60年代后期就已大量采用频分制技术。

其中最具代表性且至今仍有影响的是西德Siemens公司的TST系统和F+H公司的TF200（早期是TF24）系统,这些都是音频传输系统。

第三阶段,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,其通信规程比较严格、抗干扰能力强、传输电缆与测试点数无关、结构简单、配置灵活。

其中发展较快的是英国。

英国煤炭研究院于1976年推出以时分制为基础的MINOS煤矿监控系统。

开创了煤矿自动化技术和煤矿监控技术发展的新局面,直到今日,国内外各种监控系统尽管在功能性和产品的技术先进性上都有较大的提高,但系统的整体结构仍没有太大的变化。

在此阶段典型系统有英国的MINOS系统、美国的DAN6400系统、西德的GEA-MATIC-2000全矿井监控系统等。

第四阶段,随着计算机技术、大规模集成电路技术、数据通信技术等现代高新科技的迅速发展,形成了以分布式微处理机为基础,以开发性、集成性和网络化为特征的第四代煤矿监控系统。

其信号的传输方式还是属于时分制范畴,但用原来的一般时分制的概念已不足反映这一高新技术的特点。

其中有代表性的是美国MSA公司DAN6400系统,加拿大参透里昂600型系统。

现代煤矿监测监控系统（图1）由4部分组成:

监控主机、计算机网络及监控软件;

传输接口和传输通道;

井下数据采集分站;

各种传感器及执行器。

1.2　我国煤矿监测监控技术的发展

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。

从波兰、法国、德国、英国和美国等（如DAN6400、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,先后研制出KJ2、KJ4、KJ8、KJ10、KJ13、KJ19、KJ38等监控系统,在我国煤矿已大量使用。

这一时期的系统结构多为分布式,多采用时分制频带传输或基带传输,传感器数据经分站进入地面主机。

特点是容量较大,多达数百个测点,功能较强,可接入数十种传感器,如瓦斯、风速、一氧化碳、温度等环境参数;

各种机电设备开停等生产参数;

电压、电流、功率等电量参数,各种机电设备的保护信号等。

90年代以来,国内各主要科研单位和生产厂家又相继推出了KJ66、KJ75、KJ80、KJ92、KJ90、KJ95、KJ101、KJF2000、KJ4/KJ2000和KJG2000等监控系统,以及MSNM、WEBGIS等煤矿安全综合化和数字化网络监测管理系统。

其主要特点是:

测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。

实践表明,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。

2　煤矿安全监控系统的现状

2.1　国外煤矿安全监控系统的现状

随着网络技术和通信技术的发展,国外新推出的矿井监测监控系统均采用基于开放系统互连标准模型的集散系统结构。

系统由现场测控分站和控制中心主站组成。

系统支持多种互连标准,方便地组成多节点的安全监测监控网络,实现系统间的通信和数据共享。

2.2　我国煤矿安全监控系统的现状

（1）通信协议不规范，由于现有生产厂家的监控系统的通信协议均互不兼容,没有一个符合矿井电气防爆等特殊要求的总线标准,从而造成不同厂家的设备无法兼容,无法共享传输电缆。

因此,通信协议不规范的后果是造成设备重复购置、受制于人和不能随意进行软、硬件升级改造。

（2）井下信息传输设备物理接口协议不规范如煤炭科学研究总院抚顺分院的KJF2000和北京瑞赛长城航空测控技术有限公司的KJ2000这两种系统,尽管均采用FSK技术,以及信息传输波特率均为1200bps或2400bps,但其传输信息的调制频率不同和传输信息的收发电压幅值不同也造成这两种系统的分站不能兼容。

（3）智能传感器性能差，与系统配接的CH4和CO传感器已成为矿井瓦斯综合治理和监测煤炭自燃发火等灾害的关键技术装备,并越来越受到使用单位和研究人员的普遍重视。

据统计,国产安全监测用CH4传感器和CO传感器,长期以来所用敏感元件一直存在使用寿命短、工作稳定性差、零点漂移、灵敏度漂移以及制作工艺水平低、元件一致性差的缺点,从而严重制约着矿井瓦斯、一氧化碳的正常检测,与国外同类传感器相比较差距较大。

（4）诊断功能有待加强，作为管理维护监控系统的辅助手段,部分系统只能对系统的通讯状况诊断,不能详细地判断故障的性质和故障点。

（5）现有监控系统不具备煤矿事故决策支持系统的功能,无法对煤矿事故进行预报、预警及向用户提供避免事故的对策和方案。

矿井终端监控设备缺乏黑匣子功能,因而也不能对事故起因分析提供有效依据。

3　煤矿安全监控系统的发展趋势

3.1　集散式结构和开放通信模式

系统基于开放式互联模型的主站-分站集散式结构。

主站负责数据的处理,各个分站完成数据的采集和简单预处理。

各设备间通信采用通用标准协议,兼容多种自动化控制系统。

任何设备在符合标准的前提下,可方便组成多节点的安全监测监控网络[5],使系统实现最大限度的信息共享。

并且,可根据煤矿监控场所流动性大的特点,能适应移动和随机接入监测设备的需要,形成兼容性强、有扩展和升级裕量的开放型监测监控系统。

3.2　发展专家诊断、专家决策系统软件

我国监测监控系统的软件,目前停留在对被监测的实时采集、存储、超限报警及断电、图形和报表形式输出的水平,实现了对数据的最基本处理。

应下大气力开发专家诊断、专家决策系统软件。

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。

发展覆盖面更广、监测监控参数更多的软硬件系统,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。

3.3　提高分站、传感器、断电仪、电源等单元性能

分站设计要标准化,而且要进一步的智能化。

研制高可靠性、品种齐全的矿用传感器。

应充分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,统一传感器的输出信号制,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。

发展配置齐全、高可靠性的矿用传感器是监控系统发展的关键技术之一。

就断电仪而言,要提高其远动距离,接点容量,解决高压断电问题。

对供电电源而言,要提高稳定性和输出容量,对多负荷供电

要采用扩充输出插板来提供独立的供电电路,并推广在线式后备电源,实现馈电后系统自动监测指示、报警、自动充电、防止过冲过放等。

结束语

总之,随着科技进步和煤炭开采自动化程度的提高,煤矿监测监控技术已逐步渗透到采、掘、机、运、通、办公管理各个环节,为煤矿安全生产和高产高效发挥了重要的作用。

随着现代通讯技术和计算机技术的发展,高性能的煤矿监测监控系统在我国有着广阔的前景。

参考文献

[1]　杨世兴.煤矿监测监控系统的现状与发展[J].安防技,2004（5）；

[2]　高春矿.煤矿安全监控系统现状与发展前景[J].术,2004（11）；

[3]　丁恩杰,张申,武增.煤矿井下综合业务数字网设计[J].电信科学2003（7）；

[4]　钱建生.矿井多媒体综合业务数字网关键技术的研究[D].徐州:

中国矿业大学,2003；

[5]　谷守禄,鲁远祥.煤矿监控系统的发展概况及趋势[J].中国安全科学学报,1997（12）；