煤矿安全生产中瓦斯监控系统的应用研究

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摘 要:煤矿生产过程中对井下通信系统、监控系统的要求非常之高,只有保证稳定、可靠的系统功能,才能更及时、准确的传递煤矿生产中的各类信息,以保证煤矿的安全生产。瓦斯监控系统可对起到预防煤矿瓦斯超限、杜绝瓦斯爆炸及瓦斯火灾等安全生产事故,因此研究瓦斯监控系统在煤矿安全生产中的应用具有重要意义。

关键词:煤矿;安全生产;瓦斯监控系统

1 瓦斯监控系统的一般构成

通常一个瓦斯监控系统包括中心站、井下分站、传感设备装置、通信接口等几个部分。其中中心站主要包括网络附件系统、系统检测控制系统、服务装置等,其主要作用是显示整个生产流程,并在发现异常后发出报警,并具备存储数据、控制生产参数、井下管理等功能,由此可见,中心站是整个瓦斯监控系统的核心组成部分。井下分站主要分布于煤矿井下各关键位置,其与中心站连接,对整个煤矿生产全过程进行全面管理;分站具有测试装置及系统检测控制系统,通过这些功能可以实现对整个煤矿生产环境的控制与管理,使得整个煤矿生产系统高效运作。传感装置的主要作用是对被测环境及设备的相关参数进行监测,可以说稳定、可靠的传感装置是保证瓦斯监控系统可靠运行的重要组成部分。随着传感器技术的不断发展,应用于煤矿生产瓦斯监控系统的传感器类型也越来越多,其性能也越来越优良,很大程度上改善了瓦斯监控系统的工作可靠性。通信接口也是瓦斯监控系统中的重要组成部分,瓦斯监控系统多采用复合传感技术传输数据,应用通信协议及相关通信设备数据接口提高了系统运行的标准化,随着总线技术的不断发展,瓦斯监控系统的数据传输效率也会越来越高。

2 煤矿安全生产中瓦斯监控系统的关键技术

在煤矿安全生产中,瓦斯監控系统所涉及到的关键技术包括以下几个方面:

2.1 单片机

基于单片机的瓦斯监控系统采用上、下位主从结构设计的模式,其通过检测电路对瓦斯介质进行监测,检测电路由传感器单元组成,放大器、数字模拟转制器会将传感器输出的电压信号进行转化处理,输入到中央处理器中,ROM中存储大量相关数据,中央处理器会根据ROM中存储的数据对接收到的信号进行智能化处理,最终获得一个较高精度的测量结果,LED将测量结果显示出来,如果显示结果高于系统设计的标准值,则系统会发出报警。基于单片机的瓦斯监控系统上有结构简单、易于安装、易于控制等优势。

2.2 PLC技术

基于PLC的瓦斯监控系统应用也十分广泛,PLC为整个系统的控制核心,其包括电源模块、CPU模块、通信模块等三大部分,三个模块之间可以实现数据的传输与共享,可以极大提高系统的稳定性及抗干扰性,采用冗余设计的结构,采用两个或以上的I/O分站采集各监测点的瓦斯介质参数,再将采集数据上传至PLC控制中心,由控制中心分析数据后再发送控制执行命令,系统通过执行命令实现对煤矿井下瓦斯的有效检测及控制。与单片机瓦斯监测系统相比,PLC的系统成本相对较高,但其可靠性、稳定性要高于单片机,因此在煤矿瓦斯监测系统中的应用也十分广泛。

2.3 其它关键技术

瓦斯监测系统中的其它关键技术包括传感器、软件系统、与矿用通风机的联动等。根据瓦斯传感器的工作原理不同可以将其分为多种,包括催化燃烧式甲烷传感器、红外原理甲烷传感器、激光式甲烷传感器等等,实际应用过程中要结合煤矿的实际情况,充分考虑现场的测量精度、工作可靠性、工作条件等情况,并要保证传感器的防爆功能。软件系统多采用结构化的程序设计方法,便于阅读及调试,并要保证程序的可靠性,强化其抗干扰性能。与矿用通风机的联动的主要作用是通过瓦斯监测系统生成的结果实现通风机的开停控制,因此要保证控制系统与动作部位的协调性,并定期测试程序及信号的传输。

3 加强管理以提高瓦斯监控系统工作效率

要保证瓦斯监控系统的有效性,除了系统自身软件、硬件的质量外,还要充分考虑管理因素,因此要加强管理,以提高瓦斯监控系统的工作效率。创新管理理念,加大对监控系统工作人员能力的培养,根据现场情况、工作进度编制科学的操作标准,监控系统的应用要进行逐步监测,充分考虑每个外部因素对监测数据的影响,对监测数据进行及时的整理、分析,并制成报表,再根据监测结果对监控步骤进行调整。此外,煤矿企业要不断提升自身的技术水平,改善煤矿的瓦斯生产效率,在瓦斯监控系统及管理中增加更多的投入,不断提高系统的自动化水平,进一步提高企业的竞争力及生产效益,保证煤矿生产的安全性。

4 结语

总之,矿业是我国一项重要的支柱产业,煤矿产业发展越来越快,与之配套的监测监控系统也要不断改善性能,提高应用要求,以更好的适应现状;尤其是要充分重视瓦斯的及时监测及控制,根据工艺、电气等专业技术确定效果最佳的瓦斯监测点位,以提高系统监测的精确性。

参考文献:

[1]吴丹,施云波,修德斌.瓦斯传感器智能监控系统设计[J].化工自动化及仪表,2018,36(12):120- 123.

[2]范吉妮.如何看煤矿瓦斯监控系统的应用与发展问题[J].赤峰学院学报(自然科学版),2015(10):51-52

[3]王春梅.基于单片机的智能煤矿瓦斯监控系统的设计[J].计算机测量与控制,2018,17(12):131-133.

[4]高峰.瓦斯监测监控系统在煤矿安全生产中的应用[J].四川水泥,2017(2):258-258.

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