煤矿安全监控系统的研究篇1
【关键词】监控系统；传感器；分站；自动识别
1.引言
随着数字化矿山的建设，煤炭生产企业对安全监控系统的要求也越来越高，同时目前矿用监控系统存在着诸多问题[1]，主要有：
（1）异地断电时间长
安全监控系统最基本的也是最重要的两个功能就是监测与控制。目前，国内监控系统的主要厂家的系统架构大都采用主从式结构，地面计算机作为主控机，通过传输接口设备依次向井下的监控分站发送巡检命令，井下监控分站收到地面主机巡检命令后，将分站所采集到的数据通过数据传输接口设备传给地面主控机，从而实现了井下环境的监测。对井下设备异地断电控制经历的环节较繁琐，具体过程为，井下监控分站采集到某传感器数据超限后，在地面主机巡检该分站时，将传感器的超限数据上传到地面主机，地面主机再将传感器的超限断电信息发给另外目的分站，另外目的分站收到断电信息后实施断电。
由于采用主从结构、井下分站级设备与地面主机通讯采用的是低速串行接口，采用上述的方式实现环境监测以及断电控制，系统不可回避的一个指标就是巡检周期，因为巡检周期的长短决定着环境数据采集实时性的好坏，同时也决定着系统异地断电控制时间的长短。
（2）系统数据传输效率低
为了能够更好的监测煤矿井下现场的环境，监控系统的传感器会对井下的环境参数进行实时采集，分站将传感器的所有实时数据，传送至地面主机。在一台分站上挂接的传感器较多时，所有传感器的实时数据在未做相关的处理，原封不动的上传实时数据量相对较大。但是通过分析某一段时间内所有的监测数据后，发现所有的数据表达的井下环境为：某一地点瓦斯3个小时内的浓度均为0%CH4、某一地点一氧化碳24小时内的浓度均为0ppm、某一地点30天以来氧气浓度均为19.7%。分站上传到地面的数据中几乎大于80%的数据都是这种重复的无效数据，系统的数据总线上传输的实时数据中只有20%的有效内容，过多的无效数据使得系统数据传输的效率极低、系统的实时性受到影响。
（3）系统数据利用率低
目前多数监测监控系统[2]的软件，功能大都停留在对被监测环境参数的实时采集、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，没有对系统数据的充分利用，没有开发专家诊断、专家决策系统软件。在事故情况下，通过系统数据不能指示出最佳救灾和避灾路线，不能为为抢救和疏散人员、设备提供决策。
为了解决监控系统存在的问题，更好的提高监控系统的运行效率，促进煤矿系统智能矿山和数字化矿山[3]的建设，我们研究新的智能监控系统，新监控系统提高了系统数据的利用率、提高了传输效率，更具备自识别功能，使监控系统更具有自动化和智能化。
2.智能监控系统主要功能特点
（1）高效的实时上传功能
分站对所接测点的传感器实时采集，为了提高传输效率[4]，新监控系统采用事件方式上传，对所上传事件进行阈值设定，当超过阈值范围定义为事件发生。当事件发生时，数据方能上传。例如：设定某一地点瓦斯浓度变化超过0.02%、超过报警点、超过断电点为事件阈值，当事件发生时，数据上传，当事件不发生时，数据不上传。由经验数据可得，分站采集的数据中几乎大于80%的数据都是重复的达不到阈值的数据，真正有变化超过阈值的数据仅占20%，过多的无效数据使得系统数据传输的效率极低、系统的实时性受到影响，采用事件上传方式，提高了数据上传效率，缩短了系统的巡检周期。
（2）故障诊断功能
新监控系统增加了故障自诊断功能。分站具备故障存储功能，分站的工作状态、复位状态、端口状态等能够表示出分站故障的信息都存储到寄存器中，如分站发生故障，上位机可通过读分站寄存器来读取分站的故障信息。
分站所接测点传感器也具备故障信息存储功能。上位机通过读子设备寄存器命令，读取子设备的故障信息。如：瓦斯传感器在发生催化元件脱落、撞击、进水等故障的时候，其表现在探头短路、断路，内部比例系数不正常，采集数字量超出正常范围水平等，出现这种情况，传感器会将故障信息存入到传感器的寄存器中，上位机可通过读子设备寄存器，读取子设备的故障信息。
（3）异地控制功能
新监控系统的异地断电控制不再单单依靠上位机和巡检周期，当异地断电事件发生时，分站即可将该事件通过特殊命令帧转发到总线上，异地断电的受控分站接收到该特殊命令帧，即可执行异地断电命令。新监控系统可实现异地断电能够即时完成，优于目前市场上监控系统的异地断电时间要求不大于两个巡检周期。
（4）即插即用功能
1）传感器的即插即用
上位机无需对频率型传感器和总线型传感器设置测点类型，可根据接入的传感器自动判断识别传感器的类型。井下安装人员将传感器接入到分站的端口上，分站根据传感器发来的信息自动识别传感器的类型，并根据类型自动生成其量程范围、频率范围、报警点、断电点等配置信息，分站将识别的类型信息通过总线的形式发送给上位机，上位机接收到信息后，会在监控软件界面上弹出新传感器接入的对话框，对话框的内容包括测点的类型信息、接入到分站的信息。监控人员确认接入后，上位机会根据接入传感器的类型，自动将传感器分配到该分站的该端口下。
2）分站的即插即用
分站接入监控系统后，上位机会弹出新分站接入的对话框，对话框的内容包括分站类别信息、地址信息。监控人员确认接入后，上位机会显示分站及分站所带测点的信息。
3.系能监控系统各部分功能模块详细设计
（1）矿用传感器的设计
智能安全监控系统的传感器具备即插即用和自识别功能。频率型传感器或总线式传感器接入分站或上位机系统，传感器即发送自己的特征iD信号，分站或上位机接收到特征iD信号，即可识别出接入的传感器类型，从而读取传感器的属性、参数，不需人为参与即可实现传感器的自动识别和自动配置功能。传感器软件设计流程如图1所示。
（2）矿用分站的设计
智能安全监控系统分站[5][6]可对接入的数字型传感器和总线型传感器进行自动识别，既可接收上位机对分站及测点的配置信息，也可自己实现测点信息的识别和配置。分站接收传感器的信息，按照传感器的固有配置，根据其设定的阈值，按照事件发生的方式将信息上传至上位机系统。
分站即可作为从机接收上位机的巡检令，也可作为主机，当事件发生时，抢占总线将数据通过事件发生的方式上传给上位机。分站遵循“不变不传”的原则，当分站或分站所接子设备没有事件发生时，分站接收上位机的巡检令，只回送“心跳”命令，同时也不会主动上传数据给上位机系统。智能监控系统监控分站软件设计流程如图2所示。
（3）矿用电源设计
智能监控系统的矿用电源具备多路电源输出，按照现场设备的用电要求，设计电源不同等级的电压输出，优化电源的利用效率。本安输出的接口方式灵活，可使用多芯航空插头与分站或其他用电设备连接，也可以选择通用型插头，方便与各厂家本安设备的连接；电源具备继电器输出，实现馈电开关的断电控制，同时具有馈电状态检测功能。电源具备UaRt总线通讯接口，按照事件阈值发生的方式，支持信息的总线上传，方便远程监测及控制。图3所示为智能监控系统电源设计框图。
（4）上位机软件的设计
上位机软件通过巡检令巡检系统中的总线型子设备，当子设备有事件发生，例如：新接入子设备或子设备采集的数值大于定义的阈值，检测监控系统会接收到子设备的信息，并自动配置子设备的固有属性。图4所示为智能监控系统上位机软件设计流程。
4.总结与展望
对目前国内煤矿安全监控系统的现状与问题，本文提出了一种智能监控系统研究的新思路，并设计研究出一套智能煤矿安全监控系统和配套分站、传感器、电源，该系统的应用，能够改善目前煤矿安全监控系统的诸多问题，极大的提高煤矿安全监控系统的生产效率，为数字化矿山和智能化矿山的建设起到积极的促进作用。
参考文献
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[2]鲁远祥，樊荣.煤矿安全监控系统体系架构技术的发展[J].矿业安全与环保，2009（S1）：187-189
[3]孙继平.煤矿自动化与信息化技术回顾与展望[J].工矿自动化，2010（06）：30-34.
[4]邹哲强.煤矿安全监控系统可靠性指标的测定方法[J].工矿自动化，2010（04）：5-8.
[5]王启峰，祝国源，孙小进.基于FpGa的煤矿安全监控系统监控分站的设计[J].工矿自动化，2010（10）：33-35
[6]王红尧，华钢，张瀚超.煤矿安全监控分站的研究[J].电子设计应用，2005（12）：93-95.
煤矿安全监控系统的研究篇2
摘要：在现代迅猛发展的社会中，国家对煤矿企业安全生产的要求在不断的提高，为了企业自身发展的需要，我国各大、中、小煤矿都陆续的安装了对矿井的监测系统。这些系统的安装，大大提高了员工在矿井内进行生产时的安全水平和生产管理的效率。使工作人员的人身健康得到了更大的保障。
关键词：监控系统的应用出现的问题改进之处
1监控系统在煤矿的应用
近几年来，很多矿业有限公司在针对其下属的子公司时，在矿井的监控方面存在的问题进行了归纳与分析，并与相关的单位联合开展了科技攻关策略，在这次的策略中取得了卓有成效的研究成果，同时还在已有的矿井监测与监控上适用了新的技术，并且在其名下矿井的上、下都进行了实施，有效的保障了矿井的安全，并取得了良好的效果。该系统很明显的特点是，各个子系统均能够保持在控制上的相对独立性，也可以集中以联网的形式实行远程控制还能够独立的控制和运行，并做到了各个子系统之间相互不进行干扰。从而来完成整体的操控。
1.1通风系统的应用。
首先，矿井的通风机是对矿山井下通风的重要设备，通风机的工作状态直接的关系到为矿井送风的质量，鉴于这个情况，很多公司都通过研究部门来对这一问题进行解决，最终研究出了一套只能由监控终端组成的矿井通风机监控系统，这一系统的完成，可以通过对通风机的工作状态来进一步的进行监视，并且根据危险气体的含量、温度与湿度、等现场的环境和实际情况进行有效的控制通风机的送风量，要达到既能够满足现场对空气的要求，还可以避免过量的通风，有效的降低了能源的消耗，同时也对矿井的安全生产问题提供了可靠的保证。
1.2监控系统在水泵上的应用。
在矿井下水泵房内，水泵所用的电动机需要根据水位变化而启动，其操作的步骤很繁琐、噪声很大、气温比较高、人员很容易疲劳，尤其是在矿井下发生水灾时，在泵房值班的人员也是非常危险的，自从水泵的自动化检测系统安装后，减轻了工人的负担，实现了可以无人看管的状态，整个系统的数据的采集与检测、远程的监控指挥和现场监测与控制组成，都具有就地和自动两种方式，该系统具有欠压、过载、超温和泄露等保护的功能，也为全矿联网的监控和数字化建设奠定了基础，在实际的应用中也有着广泛的前景。
2安全监控出现的问题
2.1从安全校正分析。
有些矿井工作者为了省事，未按规定进行校正，导致精度不能满足其要求，瓦斯等使用一段时间后，其中催化原件和电子等元器件都会发生老化现象，从而导致精度和零点也会随着发生变化，但是要保持监测的精度，就必须根据产品的说明书来进行定期或不定期的校正，否则就难以保证其监测的准确性，甚至有些煤矿的领导人员都认为光学瓦斯检定器就是准确的，并要求瓦斯检查员用光学瓦斯检定器去对传感器，在有误差时，就按光学仪的检测结果来校正，监测电工直抱怨。
2.2防爆产品的使用方面。
我国现在对矿井这一块非常的重视，但是仍有人还是存在着侥幸心理，一些小的矿点，他们为了节省资金，使用未经防爆联检的产品，在安全的问题上根本达不到保护的作用，监控系统的传感器都是本质安全电源用电。在供电方面有着严格的要求，在防爆合格证上通常都注明了负载或是关联设备，以此来保证其本质安全的特性，但是，如果没有通过防爆检验的传感器而直接的使用，可能会因为负载中的电容、电感等储能元件，在供电异常的情况下会造成火花，因此在防爆产品的使用方面是非常重要的。
3相应的对策
3.1加大对煤矿的检查力度。
为了对工作人员负责，那么我们必须要组织人员不定期的到矿上进行交流和检查，其目的是要剔除那些不合格的监控产品，矿里的气候环境与陆地上面的完全不一样，安全监控产品在地面上测试时可能符合要求，但是到井下面使用确不一定正常。近年来不少的厂家都采用电场原理生产的开关量传感器，在地面上测试的时候一切都是正常的，并符合要求，产品也通过了权威机构的检验，并取得了有关的资格论证，但是殊不知煤矿井下供电中性点不接地，对地面的电场很小，再加上矿井采用金属的支架，对其进行了干扰，所以这样的传感器在煤矿上就根本不能使用。
3.2应建立监控系统的维修站。
在现有的条件下，建立一个煤矿安全监控系统的维修站，要求煤矿企业尤其是乡镇煤矿在保证监控系统能正常运行还需要很长的一段时间，特别是对传感器的校正工作、系统的硬件、软件故障的处理等问题，在这里既存在着技术上的问题也存在着对仪表的维修和配件购置等方面的问题，为了能及时的解决，国家在乡镇建立了监控系统的维修服务机构，为煤矿企业提供了必要的零配件，以防止认为破坏或调低瓦斯监测传感器的行为，也避免了在有的矿井监控系统被破坏后，还没来得及修复导致监控起不到作用，有的矿井纯属是为了应付检查的人员，因为资金等问题而投资不到位，而导致监控系统内容上的不完善，安装后就根本不开机；有的矿井主要负责人知道了瓦斯超限也不提出相应的解决方案，有时也因为管理和维护人员配备不足等问题，而导致的一些事故，这些煤矿企业的违法问题或安全隐患只有通过加大煤矿安全检查力度来促使他们进行整改。
4结束语
通过以上的叙述，相信只要不断的去完善监控系统，提高其标准、规范和规程，再通过进一步的加强对维护人员和监察监管的培训，加大违法行为的查处力度，那么煤矿企业就一定能利用好其监管系统，并在接下来预防瓦斯爆炸等事故上起着重要的作用，也为工作人员上了一份终身保险。
参考文献
［1］仲丽云.煤矿安全监控系统存在的问题及其改进探讨［J］.工矿自动化,2010(06)
［2］刘颀,陈仕伟,胡亚非.用mFC实现煤矿主通风机监测数据的网络通讯［J］.风机技术,2001(03)
［3］刘亚静,毛善君,姚纪明,韩瑞栋.基于层次分析法的煤矿安全综合评价［J］.矿业研究与开发,2007(02)
煤矿安全监控系统的研究篇3
关键词：煤矿井下电力监控研究
中图分类号：tm6文献标识码：a文章编号：1674-098X（2013）05（b）-0067-01
1我国煤矿井下电力监控系统的应用现状
煤炭是我国十分重要的能源组成部分之一，而煤矿井下的安全问题一直也是困扰着煤矿安全生产管理者和国家相关监管部门。我国煤矿井下电力监控系统的应用较晚，早在80年代初，我国先后从国外引进了一批电力监控系统，使一部分煤矿的安全生产系数得到了提高。同时，我国相关技术人员对国外的电力监控系统进行研究分析，并结合我国自身电力安全监控系统的现状，先后研制出一批符合我国煤矿井下作业的电力监控系统。如采用工控机的井下控制单元、用单片机作为控制器等。而目前被广泛应用到煤矿井下的电力监控系统主要有以下几种。
（1）由我国第一代时分制监控系统创始人贾柏青研制的镇江中煤电子KJ101；
（2）在前身KJ2系统的基础上发展起来的常州自动化所KJ95，它同长城瑞赛的主要区别在于能生产部分传感器；
（3）由在我国的加拿大外资企业生产的电力监控系统森透里昂KJ31，此系统的优势在于其传感器采用分布式组网结构，没有中间分站进行信息中转，而是将信息直接传递到地面上的主机，所以具有抗瞬变脉冲群干扰的性能。
另外，还有一些比较知名的电力监控系统，如长春东高KJ19、抚顺安仪KJ80，上海嘉利KJ92以及江西煤研KJ65等。虽然我国拥有众多具备各种不同性能的电力监控系统，但由于煤矿井下电力监控系统是由地上监控主站、井下监控单元、传感器、电缆等组成，系统结构宏大而复杂，因此对入井人员管理较为困难，井上的管理人员难以掌握井下人员作业的实时情况，而且一旦事故发生，对井下人员安全信息的获取以及营救效率较低，加之我国的电力监控系统的发展水平一直还停留在上世纪90年代初，因此，充分了解煤矿井下电力监控系统的结构、工作原理和过程并提高煤矿井下电力监控系统的技术以保障煤矿井下作业人员的安全显得尤为重要。
2我国煤矿井下电力监控系统的分析研究
我国煤矿电力监控系统主要由井上系统和井下系统组成。而井上系统又由系统中心站和局域网络组成。在系统中心站中，主要完成的功能有环境监测、生产监控、并由中心站软件完全显示测量数据及实现网络连接。井上系统的工作过程是由地面上的光端机采集井下监控单元的数据，然后将这些数据传送给地面监控计算机，工作人员再通过相关的软件平台对这些数据进行分析整理，再将整理后的数据通过地面光端传送给井下监控单元。而地面上的集控站是通过以太网与井下监控系统相连，并通过采集的数据对煤矿供电系统的当前运行状态进行分析处理以实现随时对井下的电力系统进行监控管理。而对于井下的煤矿监控系统，虽然其形式多样，但基本上都具备以下功能：开机自动检测和本机初始化功能、通信测试以及监测功能（包括环境监测、瓦斯管道监测等）、死机自动复位且通知中心站功能、接收地上站的参数功能、自动识别传感器型号功能等。而在这些功能中，传感控制器的稳定性和可靠性显得尤为关键，它关系着煤矿监控系统所反映的被测环境和设备参数是否正确，若参数不正确，将会直接影响地面集控站对井下煤矿作业的监控。目前我国所生产并用于煤矿电力监控环境系统的传感器基本都满足了煤矿安全生产监控的需要，如对风速、负压、温度、电流电压的模拟量。但是这些传感器也存在一些缺陷，如使用寿命相对国外产品短、可靠性的和稳定性方面也远远不如国外同类产品，其某些性能还不能满足用户的需要，因此对传感器的升级研究非常重要。
再者，对于井下电力监控系统的研究方面，应格外注意以下功能的设计：井下工作人员的识别和定位、井下动态目标的定位，如车辆及其它设备、井下安全的实时监控、井下一旦发生安全事故时工作人员的及时救援。在对井下工作人员的识别方面，应尤其注意限制井下作业人的进出数量，并对其进行严格考勤和实时监控以确保一旦事故发生，地上管理人员可第一时间了解井下作业人的数量及位置，保证救援的及时性和准确性。而对动态目标的定位，通常是采取对不同的动态目标进行唯一编码的形式以实现对动态目标的信息获取和定位监控。在井下实时监控方面，一般通过采集煤矿安全数据并对其分析处理，以实现超时报警和断电控制，同时采用高线形式对井下瓦斯浓度进行记录分析，从而采取相应的安全生产措施并保证生产决策的正确性。而对于井下作业人员的救援方面，包括了逃生监测、辅助搜救，每个工作人员身上都携带了便携式数据终端，通过这个数据终端，井上的监测中心工作人员可以准确地获取工作人员的定位信息并及时救援。
3我国煤矿井下电力监控系统的新技术
根据以上分析，我国煤矿井下电力监控系统虽能基本满足煤矿井下作业的基本要求，但和国外同类产品相比其安全系数还有待提高，多数产品都存在以下问题：易发生故障越级跳闸、故障定位速度比较慢、漏电保护没有选择性、缺乏供电信息整合。针对以上问题，我国产生了一批煤矿井下电力监控系统的新技术。
（1）如采用XR-200系列煤炭专用型保护构成的区域保护系统，它能完全消除越级跳闸，在断路器失灵时，上级能保护快速跳闸。
（2）防电压波动而造成大面积停电，这类技术是采用流闭锁方法而避免电压波动造成保护误动，甚至在失电后，失压保护还能正常工作。
（3）对电网故障快速定位，这类技术是在调度SCaDa系统的基础上，实现供电系统的故障诊断，给系统的调度人员一个非常明确得提示。
（4）采用专利技术的XRa-600高压选择性漏电保护系统，它通过一个基于模型识别原理的算法，以实现耐过渡电阻能力强、不受消弧线圈和间歇电弧的影响。此系统速度快、原理十分可靠、灵敏度高且准确率达到了100%。
以上这些技术，实现了对井下工作情况的实时监控、地面及井下变电所无人值班，提高了安全运行效率，在减少安全监控工作人员数量的同时还提高了故障定位和处理的速度。
4结语
虽我国的煤矿井下电力监控系统的发展日新月异，但相比发达国家的煤矿井下电力监控系统的技术仍有不小差距，且煤矿井下的电力监控系统关系着每一个井下工作人的生命安全，责任重大，因此对我国煤矿井下电力安全监控系统的进一步研究刻不容缓。
参考文献
煤矿安全监控系统的研究篇4
关键词：计算机远程综合监控系统的应用煤矿生产安全问题数字化信息化
中图分类号：tD64文献标识码：a文章编号：1007-9416（2015）12-0000-00
我国是一个煤矿产量大国也是一个煤矿能源使用大国，煤矿生产由传统的生产监控方式逐步走向现代的生产监控方式。煤矿企业在生产发展转型中经历了很长一段的阵痛期，因为煤矿企业在生产过程中事故频发。近年来，我国煤矿企业伤亡的职工人员数量急剧增加，死亡人数数量达到三万多。根据国家数据不完全统计，每年我国煤矿企业因为各种死亡事故造成的经济损失高达20亿人民币以上。正是在这样的严峻社会形势下，加强煤矿生产的安全监控问题亟待解决。
1国内外煤矿安全监控系统的发展原由、现状以及前景
1.1国内外煤矿安全监控系统发展原由
煤矿安全生产问题是一个国际化的问题，因为煤矿是传统的主要能源，而且在现今依旧保持重要的能源地位，煤矿安全生产问题也是一个不可回避的问题。矿难事故的频发，安全隐患的长期存在，生产状况的严峻环境，以及社会和国家的压力，都不断促使煤矿企业不断反思和改进煤矿安全监控系统，进一步提升监控技术，保障生产安全[1]。
1.2国内外煤矿安全监控系统发展
很多的发达国家技术发展较快，比如：美国、英国、德国、日本、法国等国家自从二十世纪六十年代开始就开始发展催化型的仪器来检测瓦斯方向了。很快，随着计算机技术的成熟与应用，以及后来的通讯技术的快速发展，技术的结合与应用使得现阶段很多发达国家在煤矿企业生产中采用的安全监控系统是集成了环境安全、调度与运输、过程监控等功能于一体的综合的复合系统。
相较于国外，我国的煤矿安全监控系统发展更新较为缓慢，基础也相对比较薄弱，但发展的速度较快。面对我国较为严峻的安全生产环境，我们国家的煤矿企业不断引进国外的先进技术和经验，再结合我国的实际情况，不断改进、消化、吸收适应本国的需要，不断完善和推广煤矿安全监控技术，不断系统优化，走向综合监控应用的先进方向。
1.3国内外煤矿安全监控系统发展前景
煤矿安全监控系统技术的发展方向主要是：数字化、系统化、综合化、网络智能化。未来煤矿安全监控系统主要体现的极大优势是数字化和网络化。计算机远程综合监控系统应用的数字化将会把系统中的音频、视频和控制等多媒体的信息从模拟状态转化为数字状态。网络的智能化主要体现在计算机的监控综合系统在应用中将会由集总式向集散式系统转变。21世纪是一个信息化全球化的社会，以信息技术为核心的发展时代，计算机的远程综合监控系统在煤矿中的应用也成为了时代的要求。
2计算机远程综合监控系统在煤矿中的应用
2.1监控系统拓扑结构类型
现阶段的煤矿监控系统拓扑结构主要有：星型结构、环形结构、总线型结构。星型的拓扑结构的网络是一种集中控制型网络。其主要优点是网络监控和管理简单，介质访问和协议访问简单，服务方便。主要的缺点在于电缆数量庞大，安装以及维护相对复杂。环形的拓扑结构的信息数据在封闭的回路中沿着单一方向传输。其主要的优点是网络实现简单，投资最小。操作简单，控制软件也简单。其主要的缺点是环形的网络是直接串联的，每一个节点的故障都可能会引起全网的故障，进而导致网络故障甚至瘫痪。总线型拓扑结构是将所有的设备直接与总线连接，所有工作站和服务器都连接在一条总线上，没有中央控制节点。其主要优点是结构简单，不需要另外的互联网设备，组网的费用也低，设备少而简单，电缆少，安装容易，可靠性高[2]。其主要的缺点是节点的容量有限，所有节点是共享宽带，访问时影响速度。
2.2计算机远程综合监控系统
煤矿综合监控系统复杂繁多，功能性强也复杂，有人机界面操作模块、综合组态模块、并行网络通讯、数据库访问、查询打印模块、weB服务模块、实时性处理和控制等多样功能。综合系统如图1所示：
图1.综合监控软件示意图
2.3平台集成各监控子系统的方式
煤矿综合监控系统主要包括监控子系统主机服务器、监控子系统分站、控制器以及嵌入式监控设备。综合监控系统与子系统监控分站以及pLC控制器的连接方式如图2所示：
图2.综合监控系统与子系统监控分站以及pLC控制器的连接方式
2.3计算机远程综合监控系统在煤矿应用中的功能
计算机远程综合监控系统在煤矿应用中可以实现以下主要功能：（1）考勤功能：计算机远程掌握控制每天旷工入井时间、升井时间，且可以自动按相应照班次生成日、周、月和年考勤等各类考情报表，数据详尽且准确。（2）人员的准确跟踪定位功能：实现精确到分秒对井下的分布情况以及现场状况进行实时监控，例如人员的分布情况，人员的区域分布情况，实现对井下人员准确跟踪定位。
2.4计算机远程综合监控系统中的视频系统应用
视频系统由投影单元，控制系统和相关的设备三部分，整个系统分为三部分：投影显示，信号处理，控制管理。视频监控信号和VGa信号通过视频/RGB矩阵选择输入，可以直接输入到DLp投影单元的视频或RGB输入端口合成显示在大屏幕上。系统在技术上先进，使用上实用，经济上合理。
2.5计算机远程综合监控系统的语音报警系统
对于计算机的远程综合监控系统在煤矿应用中而言，语音报警系统在整个的综合监控系统中具有很重要的地位。实时报警，对于快速解决生产事故和加强安全管理起着重要的作用[3]。
语音系统可以实时快速地对故障的类型进行语音播报，这是因为语音系统将先进的流媒体和嵌入式技术结合起来了，实时传输，这样极大节省了存储空间。
何为流媒体技术，笔者通过查看相应的资料，了解到所谓的流媒体技术，是指在数据网络上按照时间的先后顺序传输和播放的连续音频或视频数据流，是一种新的传输方式。
2.6计算机远程综合监控系统的安全管理
煤矿生产的安全绝对不可忽视，同样现代的先进的计算机远程综合监控系统的监控系统安全保护与管理问题同样不可忽视。不同类型的用户的应用，首先必须解决好授权与安全的问题，依据相应权限操作。管理人员具有操作员的所有权限，而且可以对参数进行更改。为了保证系统的安全运行，管理员登陆时必须要输入管理员密码，操作员直接进入系统，不需要授权密码。
2.7计算机远程综合监控系统在煤矿应用中的故障排查方法
计算机远程对于井下作业以及煤矿生产的各个环节进行监控，实现了数字化智能化，但同时需要明确的一个问题是，远程计算机远程综合监控系统如何排除故障，保证系统的正常运行，真正全面实现智能化操作。
计算机远程综合监控系统有一个普遍的潜在的故障就是通讯不能正常工作，虽然计算机的远程控制软件会发出相应的信号，但是却无法提供及时的科学的应急处理方法，仍然需要人工的帮助，如需要人工使用螺丝刀来寻找故障。如果网络安全正常运行，通讯畅通无故障，软件即可以为故障的检测以及查询方面提供帮助。这就需要煤矿企业充分保证网络通讯的顺畅，以及对于系统设备不间断地进行监视。
系统出现异常，一般通过以下几种常用方法排除：
（1）看组态参数是否被修改，在实际操作中主要是查看主站是否改变了组态。
（2）查看现场设备，排除现场设备障碍。一般来说，是主传感器、辅助传感器、传感器电路等可能出现障碍。
（3）查看设备电压是否出现异常，查看设备是否被拆除或者需要另外再组态。
（4）主变量超限。
（5）非主变量超限。
（6）模拟输出固定，需要对仪表进行检查。
3结语
笔者在文中主要是介绍了计算机远程综合监控系统在煤矿中的应用，以及为何远程监控系统得以发展和应用的原由以及发展前景。较为详尽地展现了综合系统的结构模式以及如何实现远程监控方法。同时也说明了计算机远程综合监控在煤矿中应用的可行性以及信息化生产发展要求数字化远程综合监控的必然性。
通过本文，笔者梳理了国内外煤矿生产安全的现状，煤矿安全监控系统的现在与未来的发展前景，计算机远程综合监控系统在煤矿应用中存在的问题，远程监控如何在矿井以及煤矿企业生产环节的远程监控，而且是实现综合监控。改变传统的数据信息的独立，综合监控实现信息的共享，利于煤矿企业在生产作业时对于信息可以及时处理，对于突发状况可以有效处理，特别是在计算机远程监控状况下如何实现有效地监控和状况处理，确定本课题的研究方向和研究意义。现今我国的煤矿安全生产隐患依旧存在需要得以高度重视，大量的煤矿安全生产监控系统较为落后，监控系统存在硬件不通用、软件不兼容，监控功能尤其在远程监控功能上监控功能不强的问题亟待于解决。
4不足与展望
由于时间的关系，以及计算机远程综合监控系统复杂性多样性，远程监控系统的相关研究以及问题的发现仍需要笔者继续研究探索。例如需要进一步研究故障排除的方法，需要进一步提高煤矿的信息化，需要进一步研究深化了解监控系统的互联网技术和通讯技术。不可否认，计算机远程综合监控系统在煤矿中的运用前景一片光明，我们需要做的就是技术的不断完善更新融合。
参考文献
[1]李运强，黄海辉.世界主要产煤国家煤矿安全生产现状及发展趋势[J].中国安全科学学报，2010，（6）：160-167.
煤矿安全监控系统的研究篇5
煤炭在能源消费结构中所占的比重最大，然而煤矿井下安全问题仍然是社会关注的重点。伴随着监控与通信技术的不断发展，通信及监控技术在煤矿井下安全生产中获得了广泛的应用，有利于提高煤矿井下的安全性，而且一些新的监控与通信技术也陆续得到开发与应用。
【关键词】
煤矿井下；安全生产；监控与通信技术；应用
煤炭是我国最主要的能源，而我国又是世界上的产煤大国，产煤量占世界比例已经超过了40%。然而近些年来，我国煤矿安全生产问题较为突出，死亡人数、事故数量等虽然都有所下降，但是与国际上的其他国家相比仍然有较大的差距。因此为了促进煤炭行业健康、可持续的发展，监控与通信技术发挥着不可替代的作用。
1当前监控与通信技术在煤矿井下安全生产的应用
1.1煤矿井下移动通信系统实际上煤矿井下对于移动通信的需求还是存在的，但是在煤矿井下无限传输衰减会非常大，发射的功率也会受到一定的限制，基于煤矿井下的这种通信情况，可以设置多基站移动通信系统，根据煤矿井下移动通信网络状况以及相关的性能要求，开发和使用在wiFi环境下煤矿井下的移动通信系统。这使得煤矿井下安全生产调度、避险以及抢险救灾发挥了巨大的作用。
1.2煤矿井下人员定位系统由于GpS信号没办法完全覆盖煤矿井下的巷道，针对这种情况在基于RSSi技术的基础上，来对煤矿井下人员进行实时、准确的定位。根据RSSi测距公式：RSSi=a-10nlg（d）（式中：p为当前RSSi；a为主从机1m距离时的RSSi；n：传播因子，与温度、湿度等相关；r：当前距离。）具体来说，RSSi技术是通过通信过程来实现的，所以需要主机传送数据信息到从机，不断的更新所测的距离。煤矿井下人员的定位系统是避免有外人进入到煤矿井下，在一定程度上能够实现合理的定员生产；同时也能及时处理煤矿井下安全事故的应急，降低事故发生率；另外还可以为考勤、调度工作提供系统支持，为安全生产提供了有力的保障。
1.3无人值班远程监控系统为了更好地控制煤矿井下定员，避免较多的人员在煤矿井下人员，从而避免或者减少一些安全事故的损失，研究和开发了无人值班远程监控系统，这种系统能够实现对煤矿井下机电硐室、水泵房等进行无需人员值守，直接进行远程的监控。在工作面有工作人员巡视的情况下，回采巷道的遥控技术也得到了应用，这对于煤矿井下的安全生产活动是非常重要的的，在一定程度上是对传统监控模式的突破，在远程的基础上实现了无人值班，即提高了煤矿生产的效率，又保证了煤矿井下安全生产活动的顺利开展。
2监控与通信技术在煤矿井下安全生产的应用发展
（1）基于物联网的矿用无线通信技术。为了能够更好地防止假冒机电设备被运用到煤矿安全生产中，为煤矿井下安全生产活动提供稳定有效的物资来源，可以考虑基于物联网的矿用无线通信技术。要知道在煤矿井下无限传输的衰减会较大，而且诶地面物联网技术的运用难以在煤矿井下得到实现，所以要根据煤矿井下的具体特性，对运用物联网技术：①对相关的矿用物联网信息数据进行编码、输送和整理；②设计和研究煤矿用车、煤矿机械设备、人员等多个动态目标和静态目标的管理控制系统；③针对部分工作人员和操作人员，例如瓦斯检查员、放炮员、水泵操作工等设计人机环闭锁系统；④关于矿用产品以及其他重大设备设计全程跟踪系统。伴随着现代科技和网络技术的不断创新，煤矿井下各类各类矿用产品、重大设备都需要借助基于物联网的矿用无线通信技术来实现，从而提高煤矿井下安全生产的工作效率和质量。
（2）煤矿井下人员准确定位技术。要知道煤矿井下是最易发生安全事故的场所，因此当事故发生时需要对煤矿井下进行定位，及时全面了解人员的状况，从而正确更好的救援效果。然而GpS全球定位系统是没办法覆盖到煤矿井下的各个巷道，而且当前煤矿井下人员的定位技术仍然采取无线射频识别技术、漏泄电榄技术等，能够对煤矿井下人员进行定位，从而更好地监控和管理煤矿井下的人员情况，对于煤矿井下安全生产工作相当重要。不过现行的这些系统还无法做到准确定位，难以满足灾后的相关救援工作。所以，务必要根据煤矿井下各个巷道的具体特点，更加深入的研究煤矿井下定位的网络状况以及相关算法，从而开发和研究更加精准的煤矿井下人员定位系统，提高煤矿井下安全生产工作的效率。
（3）煤矿井下生命探测技术。煤矿井下发生安全事故或者险灾后，生命探测装备能够更快地实施抢险救灾，提高了搜救的进度，从而尽可能地减少人员的伤亡率。煤矿井下的环境和条件较为复杂，一些关键的技术没办法在煤矿井下应用。为了能够更好地应对煤矿井下的特殊环境，需要开发和研究煤矿井下相关的生命搜救技术与定位技术。这种技术能够尽可能地穿透煤矿岩层，更好地了解和掌握煤矿井下人员的生命状况，通过生命探测技术，能够最大程度地降低煤矿井下事故伤亡率，真正地为煤矿井下安全生产提供人身保障。
（4）传感器全方位分布技术。为了能够对煤矿井下瓦斯浓度进行实时的检测，防止因为瓦斯浓度超标而引起的重大事故。需要在煤矿井下分布大量的传感器，这些针对瓦斯浓度检测的传感器并不会增多资金投入，反而分担了系统的工作量。所以在实际的系统运用中，可以依据煤矿井下煤矿采掘位置、通风状况、巷道风速、瓦斯分布和变化具体状况等，来设计和安置传感器的位置，主要考虑是否有吊挂位置、断电的具体浓度、警报临界值、复电的浓度等等，从而实现传感器全方位分布，确保煤矿井下工作的安全性，促使煤矿井下安全生产工作的顺利开展。
3结束语
实际上煤矿井下监控与通信技术是煤矿井下安全生产工作顺利开展的关键保障，在进行煤矿井下作业时，应当合理运用监控与通信技术，减少一些煤矿井下人员，避免不必要的安全事故发生。只有合理的应用监控与通信技术，使其在抢险救灾、事故调查、环境与条件监管方面发挥最大的效用。
参考文献
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煤矿安全监控系统的研究篇6
关键词：系统动力学；煤矿；物联网；模型
中图分类号：tD76文献标识码：a文章编号：2095-1302（2013）07-0069-04
0引言
近些年来，我国煤矿安全事故不断发生，对人员以及经济造成了极大的损失。因此，研究如何通过新的智能网络来降低我国煤矿事故发生率和事故损失具有重大的理论意义和现实意义。
煤矿安全生产系统作为一个由不同的动态系统构成的复杂群体，具有工作地点多变、环境复杂、生产过程复杂等特点。因此，传统的从静态、注重结果的角度出发的研究方法缺乏对煤矿系统性及波动规律的认识。系统动力学方法则可以宏观、动态而全面地研究煤矿安全系统中各个要素之间的相互关系，从而能够建立一套与实际相符的煤矿系统模型。
物联网作为一个新兴技术领域，近些年来在煤矿生产系统的运用也得到广泛的推广。然而，目前我国的煤矿物联网由于发展的不成熟，在其应用中存在着计算机硬件采购方面投入大，软件投入小，生产安全监控体系不完善等问题，并没有真正建立起有效的开放的综合信息系统平台[1]。
本文在系统分析的基础上，构建出煤矿安全系统完整的层次关系图，并建立起因果关系图，然后在此基础上通过与物联网技术的结合，研究设计出了一个完整的物联网架构模型。基于此方法设计的煤矿物联网模型，对煤炭行业提高综合信息化管理水平以及企业竞争能力都具有重要的现实意义。
1煤矿安全系统影响因子分析
对煤矿安全影响因子分析，是对煤矿系统事故分析和系统动力学仿真研究的基础。本文前期统计了大量的典型煤矿事故并进行分析，以期构建相对完善和全面的煤矿安全影响因子体系，为建立完整的物联网系统、指导科学化的安全管理奠定了基础。
在通过对大量煤矿事故原因的分析与统计上，总结出了煤矿安全影响因素总共可分成七大类，分别是设备因素、自然因素、员工因素、安全科技因素、安全管理因素、法律监督因素和经济因素。通过深层次的系统分析研究，发现煤矿安全系统的七大类影响因素内部还存在相互关系，进而体现了煤矿事故原因的复杂化、多样化。煤矿系统安全影响因素的内在关系如图1所示[2]。
图1煤矿安全影响因素关系图
在大量统计及研究的基础是，总结发现七大类因素还包含很多子影响因素，具体如下[3]：
（1）设备因素：煤矿装备设施水平作为影响煤矿安全生产的基本条件，其水平的高低主要由供电系统可靠性、采掘设备先进性、通风系统安全性、瓦斯防治水平、安全监测水平、防火设施可靠性、防尘设施的可靠性、排水系统可靠性、提升系统可靠性、支护系统可靠性等因素决定。
（2）自然因素：自然因素作为煤矿安全系统的原生条件，它的控制幅度较弱，其主要包含瓦斯和粉层、水文地质条件、顶板条件、自然发火、热害、地质构造等因素。
（3）员工因素：员工因素是煤矿安全系统的直接因素，控制程度的高低将直接影响煤矿系统的安全水平，其影响因素主要包括安全素质、从业年限、自主管理、文化程度、安全激励、心理因素、生理因素、工作环境等。
（4）安全科技因素：在煤矿现代化建设中，安全科技因素成为了保障煤矿安全系统的重要因素，其影响因素主要包括开采设计、安全关键技术研究、安全技术示范工程、安全技术理论研究、安全技术人才等。
（5）安全管理因素：煤矿的安全管理水平直接反应了煤矿系统安全水平，其主要影响因素包括人力资源管理、管理信息系统、管理机制、安全教育管理、安全评价、劳动组织管理、危险源管理和设备管理等。
（6）法律监督因素：法律监督因素作为规范煤矿安全生产的外力，其主要影响因素包括政府安全监察体系、国家行业法律法规、责任追究制度、煤矿自身监察体系、专项整治等。
（7）经济因素：经济利益因素作为影响各阶层的不可忽视的因素，其影响因素主要包括煤矿主的利益、地方政府利益、煤炭行业利益、国家宏观调控。
2煤矿安全系统动力学模型研究
通过对煤炭安全系统影响因素的全面分析，已经基本对全部影响因素进行了总结。为了确立煤矿安全系统的内部因果关系，从而更清晰地反应系统各因子的关联及影响，这里从七大影响因素中选取了以下的安全指标：技术装备水平、地质环境、矿山事故率、百万吨死亡率、伤亡率、企业利益、利润率、安全投入、产能投入、安全培训及考核力度等主要变量因素。
经过分析确定，影响煤矿安全主要因素的因果关系图如图2所示[4]。
图2煤矿安全系统动力学模型图
通过上述因果关系图，反映了经济效益、生产规模、安全投入、技术与装备水平、生产投入、安全人员、安全管理、安全培训考核等主要系统因素对煤矿安全具体的影响及作用关系。
3基于系统动力学的煤矿安全影响因子层级
通过前文对影响因子的分析和系统因果的分析，煤矿安全影响因素的关系已经确定。基于此，这里通过解释结构模型来进行层次分析，就可以将各个因素间的复杂关系通过一个多层次的递阶结构清晰地展现出来。具体层次分析结果如图3所示。
通过分析图可以清晰地看到煤矿安全系统中的表层直接因素、中层间接因素以及深层根本因素的具体原因，以及各因子间的相互关系。分清各主要因子之间的相互关系，将增强我们对煤矿安全系统的认识，对建立防范体系具有重要的指导意义。
4煤矿安全物联网模型研究设计
4.1煤矿安全运作系统分析
通过前文对煤矿安全影响因素的分析，已经很清晰地认识主要的安全影响因素以及它们的关系，为了更好地对各类影响因素进行控制与管理，这里将上述各类安全因素所涉及的煤矿运作系统进行分类，具体结果如表1所列。
通过以上分类，清晰地展示了安全影响因素所涉及的各类煤矿运作系统。
图3煤矿系统安全影响因素层级图
表1安全因素所属运作系统分类图
煤矿运作系统涉及煤矿安全因素
矿山灾害感知系统瓦斯防治、防火防尘、矿井压力等
矿山设备感知系统采掘设备、通风供电设备等
矿山周围环境感知系统水文地质、温度湿度等
生产监控指挥系统采掘环境、运输环境等
人力资源管理系统人员安全素质、员工安全培训等
资产财务管理系统员工利益，矿业、行业盈利等
专家决策支持系统安全评价系统，安全人才水平等
工程项目管理系统安全工程建设，运作系统建设等
运销管理系统设备管理，信息管理等
感知信息漫游系统信息采集、传输，信息共享等
机电设备管理系统设备条件、设备管理体系等
......……
4.2煤矿安全物联网模型设计
物联网技术在煤矿系统的运用在很大程度上提高了矿山的智能化运作。通过以上对煤矿安全系统的分析，已经清晰确定了煤矿安全因素之间的相互关系。结合物联网技术，我们可以确定在煤矿物联网的构建中基本可以分为四个层面。具体煤矿物联网的架构模型如图4所示[5]。
感知与控制层作为传统物联网研究的热点，已经比较成熟，结合前文的影响因素分析，这里一共设计了四个系统，分别是安全系统、生产系统、供电系统和生产调度系统。安全系统包括安全监测、井下排水、通风、防灭火、束管监测、瓦斯抽放、人员考勤和人员监控；生产系统包括工作面、提升系统、皮带系统、供压系统、水处理、选煤厂、锅炉房、井下降温及给水系统；供电系统包括地面与地下供电；生产调度系统包括无线通信系统、调度通信系统、信息监控系统和大屏幕显示系统。
信息集成层是新型煤矿物联网系统的数字化集成中心，主要由工业级实时数据库和关系型数据库组成。工业级实时数据库包含了数据分析、联动控制策略库、故障诊断库和专家库；关系型数据库主要包含管理基础库、组织机构库、业务标准库和专家知识库。
管理决策层作为企业的智能管理层，分为生产智能分析和商务智能分析两部分。生产智能分析中心主要运作包括计划目标管理、物资管理、运销管理、工程项目管理、能源管理、机电设备管理、通风设计分析和安全管理；商务智能分析中心主要运作包括全面预算管理、财务管理、人力资源管理、固定资产管理、煤质管理、精细化管理、生产调度管理和三维数字开采管理。
企业展示层主要是通过企业展示网络来展示企业的相关信息。
煤矿物联网架构的自上而下的四个层级分工明细又相互协作，各个层级间共用同一的数据仓库，并通过工业以太网和企业管理网实现联通。
5结语
煤矿安全的系统动力学研究以煤矿生产运营过程中影响安全运作的各个因素为研究对象，将其分为若干子系统，对各子系统中的影响因子进行分析，确定系统因果图，并建立起煤矿安全层级解释模型，为科学的构建煤矿物联网系统以及制定科学的安全管理决策提供了依据。
通过煤矿物联网的构建，可实现智能矿山的自动化运作，为煤矿企业经济的可持续发展和矿区环境的安全稳定提供了保证。
参考文献
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煤矿安全监控系统的研究篇7
【关键词】机电技术；煤矿设备；应用分析
1、机电一体化技术在煤矿的应用
近年来，机电一体化技术已经广泛应用于煤矿行业中，机电一体化煤矿设备正被大量生产出来。比如，我国已经能够生产以计算机技术为核心的全数字直流提升机和电牵引采煤机，并在市场上获得了很高的占有率。此外，依靠生产监控系统来运行的矿井供电装置、胶带输送机、掘进机等也发挥了很好的效用。这些煤矿机电一体化设备具有信息化、自动化、智能化等特点，使用方便、快速、安全，有利于实现办公自动化，使生产调度合理化，从而在煤矿生产各个系统和环节上都得到了很普遍的推广应用，保证了煤矿生产的高度安全性、高收益和高效率。以下就简要阐述机电一体化技术在生产监控系统及提升机、采煤机、带式输送机等煤矿设备中的应用情况。
1.1在生产监控系统中的应用分析
保证矿井安全生产的监测监控系统是机电一体化技术在煤矿生产中应用的最典型代表。我国对监测监控技术的应用起步比较晚，直到1980年，国家才开始大规模地引进国外先进煤矿监测监控技术，并同时也对这项新技术的发展做了大量的考察工作，这在很大程度上推进了我国监测监控技术的迅速发展。根据我国煤矿生产的实际情况，科研人员对从国外先后引进的一大批先进的安全生产监控系统进行了一系列的改装，消化和吸收了先进技术的精华所在，最终研发出了符合我国实际生产需要的新的安全监控系统。长期的实践证明，这样的新系统能够在煤矿生产中有效运用，对煤矿行业的管理和安全生产可以发挥非常重要的作用。
从开始引进技术到自行研发新技术，可以说，20世纪90年代以来我国的煤矿生产监控技术得到了很大的发展。我国紧跟国际监控技术发展的整体趋势，同时进行了大量研究，自行研发了一批具备国际先进水平的监测监控系统，比如国内一些煤炭研究院研制出的KJ90系统和KJ95系统等。这些生产监控设备的特点主要有：①智能化程度不断提高；②能够跟互联网进行连接；③系统的应用软件统一使用windows操作系统。
我国制定了煤矿安全的有关规定，要求各种不同规模的煤矿井都要在相关方针指导下安装监测监控系统。因此，国内生产监测监控系统的厂家越来越多，这不仅为煤矿的安全生产提供了有利条件和多项选择，而且还可以通过厂家间的竞争来促进监测监控系统质量和服务的进一步改善。
1.2在提升机中的应用分析
机电一体化技术主要应用于矿井提升机，它是一种交直流的提升机，采用全数字化的控制方法，具有极高的自动化水平。矿井提升机融合了电力电子、机械、自动控制、计算机4项技术，它是内装式的提升机，可以将驱动和滚筒合在一起，从而大大简化机械生产的结构；而全数字化技术又可以大大提高它的可靠性，采用总线方式连接则简化了电气安装程序；同时，矿井提升机的硬件配置比较简单，可以互相兼容；在电阻方面，矿井提升机抛弃了旧系统的转子电阻，节约了消耗在电阻上的电能，同时选择能量反馈单元，将原消耗在转子电阻上的能量转差功率全部回馈电网，节省了30%以上的电能。
目前，我国已成功地自行研制了某型全数字化矿井提升机，其核心部分是一个由双CpU构成的计算机系统，该提升机具有操作简便、性能先进、准确可靠的特点。
1.3在采煤机中的应用分析
这里要介绍的机电一体化采煤机是电牵引式的采煤机，由于它具有很好的牵引特性，所以在煤矿行业中得到了广泛的应用，而液压牵引式采煤机则不具备这个特性。电牵引式采煤机在前进时可以有效提供牵引的力量，在下滑时还可以发电制动，所以十分适用于大倾角煤层。此外，这种型式的采煤机轴端装有制动器，能够在停机的时候防止机器下滑，因此，它不需要其他防滑装置就可直接用于40°～50°倾角的煤层。电牵引式采煤机还有运行可靠、使用寿命长、维修量小、结构简单、效率高等特点。液压牵引式采煤机采用的是将电能转换为机械能的方式，其转换效率仅为65%～70%左右，而电牵引式采煤机通过一次电能到机械能的转换，其效率就高达99%。
1.4在带式输送机中的应用分析
带式输送机是机电一体化技术应用于煤矿行业必须重点研究的设备，它具有输送量大、连续长距离输送、效率高、易于自动化、运行可靠等优点，因此，近几年来它已经成为我国煤矿中重要的运输设备。大多数带式输送机采用机电液一体化的可操控软启动装置，这种装置也是专为煤矿的皮带运输机而设计的。
我国研制的带式输送机一般是三点驱动，这样就对输送机的运送重量和单机的长度存在一定限制。另外，我国在启动延迟、动态分析及在线监控技术等方面的研究还处于起步阶段。总的来说，我国在带式输送机的研制上和发达国家还存在着显著差距，有很大的进步空间。
1.5在其他煤矿设备中的应用分析
机电一体化技术在其他煤矿设备中也有所应用。把计算机技术和液压控制技术有机结合起来，可将液压支架往电液控制的方向发展，实现自动移架或双向邻架，从而避免对支架和顶板产生冲击。现在，高压开关柜已普遍采用真空开关，它具有使用寿命长、维护量小的特点；而高、低开关柜则普遍采用微机保护，它具备网络功能，可以实现远程遥测、遥控、遥调和遥信。在煤矿主扇方面，则采用变频设备，它可以根据风量大小自动降低或提高频率，使风量达到平衡，从而节省30%以上的电量，实现环保、高效、低能耗的目标。
2、结语
机电一体化技术是煤矿企业信息与科技的重要技术支撑，随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的发展前景也将越来越宽阔。机电一体化煤矿设备能够不断提高我国煤矿生产的综合实力，还可以为实现高效、安全的煤矿工业生产打下扎实的基础。
参考文献
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[2]张春利.机电一体化技术在煤矿生产中的应用[J].科技创新导报，2010（13）
煤矿安全监控系统的研究篇8
[关键词]煤矿安全监控系统问题有效对策
中图分类号：X924.3文献标识码：a文章编号：1009-914X（2015）03-0111-01
随着我国经济的飞速发展以及各行各业的市场化经营，国家煤矿生产的规模日益扩大，社会各界对煤炭的需求数量也越来越多。据调查统计，我国煤矿生产的不安全事故时有发生，对煤矿实行通风监控，是有效预防瓦斯爆炸、火灾等煤矿事故的重要方法。在井下安装安全监控系统，根据具体的规章实施管理，是减少不安全因素，提高监控水平的关键。近年来，由于安全监控系统问题引发的煤矿事故时有发生，我国各生产企业已经逐步认识到了建立安全系统的重要意义，并加大资金投入安置监控系统。但是在实际使用中却存在效果不好的现象，安全隐含依旧存在。本文就结合我国煤矿开采单位安全监控系统安装和使用的实际情况，简单阐述一下其存在的主要问题，并找到行之有效的对策进行完善，保证监控系统的科学运行，降低煤矿生产的不安全因素。
一、我国煤矿安全监控系统的概述
由于近年来我国煤矿事故发生频率的逐步增多，国务院颁布了新的煤矿安全生产方针，强化推行和安装安全监控系统，以做好煤矿安全监测工作，降低安全隐患。与此同时，我国还逐步出台了相关的安全政策，《煤矿安全监控系统通用技术要求》的颁布，更是为监控系统的安装提供了强有力的保障。这一系列政策的出台，大大提高了我国煤矿安全生产的水平，降低了不安全因素发生的可能性，也为设备生产商带来了机遇。截止到2010年，我国各类煤矿生产数量已经超过了20000座，销售额达到了一亿元，大规模的煤矿生产数量和企业也为安全监控系统的出售带来了商机。然而这种大规模煤矿生产企业的出现，也带来了很多问题，一些生产商家过于注重经济效益，系统设备的生产缺乏技术指导，导致其质量水平不高，安全监控体系的作用很难得到发挥。
二、煤矿安全监控系统存在的主要问题
第一，矿井下配置的安全监控系统不达标。在国家政策法规的强制推动下，再加上我国煤矿监管办法的严格推行，使得很多煤矿生产企业购置安装了安全监控系统。但是在调查研究中显示，一些设备质量却不达标。具体而言，产品的性能不够稳定，停电后两小时的放电时效无法保证，故障闭锁功能无法正常运转，系统反应时效慢等问题时有发生。
第二，安全监控系统的内容不健全，缺乏完善的制度指引。煤矿安全监控系统的兴起时间不长，虽然产品质量在不断完善，但是系统的作用仍旧很难发挥。究其原因，主要在于煤矿安全系统的检测内容不全面，不是缺少对通风情况的判断，就是无法检测矿井内甲烷的浓度。此外，煤矿生产企业在使用监控系统的过程中也没有健全完善相关的制度体系，导致设备使用不规范、不科学，阻碍了功能的有效发挥。
第三，没有形成严谨科学的安全监控报告。煤矿安全监控系统最重要的作用之一就是要形成系统科学的安全报告，以科学的数据传递安全监控的系统资料，测算检测地点瓦斯等环境参数变化和通风情况，对危险事故进行实时报警。然而，在实际数据报告生成的过程中却无法保证数据的准确性，报警、局部通风情况、风门短路状况的报告都不够严谨，记录缺乏科学性。
三、提高煤矿安全监控系统作业实效性的对策
从上述内容中，我们已经清晰直观地看到了煤矿安全监控系统在具体安装设置和实施工作的过程中存在的严重问题。为了发挥安全监控系统的科学作用，提高生产的安全性，就一定要结合井下工作的实际情况，找到切实可行的对策加以完善，发挥安全监控系统的巨大优势，减少矿下作业发生危害的概率。
（一）完善煤矿安全监控系统的相关标准
煤矿安全监控系统的运行是按照一定的程序规章进行的，生产厂家生产的设备一定要符合国家的具体质量要求。但是随着煤矿开采强度和技术水平的提高，过去的标准已经不符合新的技术情况。因此，我们一定要不断完善安全监控的相关规范，注重设备技术投入和新产品的开发，规范传感器信号数字传输功效、明确报表中的具体数据，并及时调查系统信号情况，从而有效发挥监控系统的安全作用，保证安全性能。
（二）组织系统调研，排除不合格的设备系统
与地面工作不同，煤矿生产大多在井下作业，其面临的安全危险更多，对传感器设备、监控系统的安全数据也有着更多的要求。因此，一些厂家生产的安全系统设施在地面上进行检测时能够达标，到了井下实施却存在着弊端。针对这样的现象，煤矿生产单位一定要组织系统调研，设置专门的检测部门，将安全监控系统安置在井下实地进行检测，实施现场排查，及时找出不符合标准以及无法发挥安全检测作用的系统设备，并对生产厂家进行严查，进而更好的提高安全监控系统的功效。
（三）加强安全培训工作，组建监控系统维修中心
目前，我国有关煤矿安全生产技术的培训大多为从事生产的员工，忽视了安全生产管理和检测人员的技术水平。有些生产企业的工程师完全不了解煤矿安全监控系统的重要作用和工作原理，对报警、断电点、断电范围等知识全然不知。因而，我国各煤矿生产单位一定要积极采取培训手段，加强人员指导，做好技术宣传工作，从根本上提高安全监控系统的安全性。
煤矿安全监控系统属于检测运行的基础设备，它在运行过程中需要软件、硬件的有效配合。由于井下作业的危险性和条件下限制，使得监控系统在运行过程中难免引发故障。各生产企业应该组建系统维修中心，对设备进行科学的维护，提供必要的零部件。这样一来可以减少出现小故障就更换设备的资金花费数额，并根据各种问题提出有效的解决方案，提高设备的安全检测力度。
结束语
综上所述，在国家经济迅猛发展，资源、能源利用数量逐步提高的大背景下，煤矿生产企业和生产地区日渐增多，不安全事故也伴随而来。煤矿安全监控系统是对煤矿井下生产情况进行精确分析的主要设备，它能够帮助人们井下的真实情况。因此，我国煤矿企业一定要找到安全监控系统在实际运行中存在的主要问题，完善煤矿安全监控系统的相关标准，组织好系统调研工作，提出监控不到位的设备，并加强安全培训工作，组建监控系统维修中心，从而切实提高煤矿安全监控系统的工作水平，保证做好安全生产。
参考文献
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煤矿安全监控系统的研究篇9
关键词：煤矿机车功能分析车载装置监控
中图分类号：tDS24文献标识码：a文章编号：1672-3791（2015）03（b）-0022-01
煤矿生产安全及其自动化是我国煤矿业发展中的一项重要政策。煤矿机车在我国煤矿生产中应用十分广泛，是煤矿矿井平巷运输的主要动力，在煤矿生产中起着极为重要的作用[1]。但是煤矿机车所运行矿井巷道环境差、基础设施差、调度水平低、司机容易疲劳，因而安全事故频发[2-3]。该文在煤矿机车系统的功能分析基础上，提出煤矿机车监控及调度系统总体设计思路，以为煤矿机车系统设计分析提供参考。
1煤矿机车功能分析
1.1煤矿机车工况特点
煤矿机车工作时，具有以下特点：
（1）煤矿对设备安全要求很高。煤矿中充满可燃性气体及粉尘，所有使用在煤矿中的电气设备必须符合相关国家安全标准。
（2）机车运行路况较差。煤矿巷道空间有限，错车时拥堵情况严重；分支多，路况变差，巷道光线差；施工设备或原料会占道，影响机车通行。
（3）巷道同时作为机车巷道和行人通道，机车司机容易误判造成撞车或者撞人等故。
1.2煤矿机车的监控要求
煤矿机车监控时，需满足以下要求。
（1）符合煤矿安全国家标准。
（2）具有人员安全警告功能。
（3）具有司机防睡警惕功能。
（4）具有不间断监控功能。
（5）具有机车定位功能。
（6）具有机车速度限制警告功能。
（7）具有监控数据实时上传功能。
（8）具有语音通信功能。
（9）具有视频通信接口功能。
（10）具有数字地图功能。
1.3煤矿机车通信要求
1.3.1主流矿井语音通信技术
目前，煤矿使用的语音通信技术普遍落后。使用较多的有线通信系统不具可移动性，灵活性较差。无线语音通信技术，总体还处于较落后的水平。部分煤矿使用了矿用小灵通系统、矿用CDma移动通信系统和wiFi矿井移动通信系统等。采用ZigBee这种新兴无线网络做语音通信也有一定应用。
1.3.2语音通信需求分析
考虑矿井工作环境的特殊性及实际需要，对煤矿机车语音通信技术的选择提出了如下要求。
（1）具有能清晰、稳定的通话效果，支持各种通话操作。
（2）通信网络具有较高带宽及实时性。
（3）通信方式为无线通信。
通过比较，wiFi语音通信技术适于煤矿机车系统的语音通信需求[3]。
1.3.3网络需求分析
鉴于煤矿机车系统功能分析，要求其网络既能够满足语音通信实时性要求，又能满足数据传输准确、快捷要求。由于煤矿工况条件较差，系统维护困难，应优先选择故障率低并具有一定的自愈能力的网络。
煤矿机车监控传输的数据包括数据信号、语音信号和视频监控信号3大类。其中数据信号包括机车的iD、行驶速度、所运载的货物信息、司机iD以及各种报警参数等；语音信号为32、16或8kbit/s的不同质量的语音信息；视频监控信号的速率为1.5mbit/s或者n×64kbit/s[4]。
2应用
根据煤矿机车功能分析，设计出一款煤矿机车监控及调度系统，总体框图如图1所示。包括网络、服务器、RFiD标签和车载装置等部分。其中，车载装置是安装在机车上的所有模块的统称，是整个系统的核心；服务器包含调度服务器和语音服务器，调度服务器运行综合调度平台软件，语音服务器为各单元间的语音通信提供信息处理功能；RFiD标签用于实现机车定位功能。
3结语
该文分析了煤矿机车系统的工况特点，对煤矿机车系统所需要的功能进行了分析，主要包括监控要求和通信要求，以及与之对应的控制设备。在此基础上设计出一款煤矿机车的监控及调度系统，并在某煤矿矿井中应用，能够满足煤矿机车系统的运行要求。
参考文献
[1]司匡书.矿井机车监控及定位系统研究[D].武汉：华中科技大学，2012.
[2]缪贤浩.基于工业以太网的煤矿轨道运输监控系统研究[J].煤炭技术，2014，33（3）：232-234.
煤矿安全监控系统的研究篇10
1煤矿企业中计算机远程综合监控系统应用的现状
我国的煤矿企业远程监控系统的开发和应用起步相对比较晚，自上世纪80年代中期从一些欧美国家引进了不同形式的煤矿安全性监控系统为标志，随着后续不断的对于新技术的理解和吸收，逐渐形成了具有符合我国煤矿企业发展和应用的计算机远程中和监控系统。但是，应用和发展期间存在的问题要引起我们足够的重视。煤矿企业中计算机远程综合监控系统应用过程中的问题，主要表现有以下几方面的内容：
（1）计算机远程综合监控系统的开发研究工作针对性太强，难以实现真正意义上的多层次、多方位的综合型监控体系。鉴于我国监控系统的应用以安全性监控系统为核心，当前的监控系统大多数还是停留在数据参数的监控层次上，缺少相关的监管功能。在计算机通信协议和设备的物理意义上的协议设计上无法统一标准。监控系统大多数以主辅形式运行，难以形成都源的冗余系统构架，系统的整体可靠性和实用性较差，难以满足煤矿企业计算机远程综合监控的要求。
（2）由于煤矿企业的特殊性和复杂性，对于计算机远程综合监控系统的要求也比较严格，因此，煤矿企业的计算机综合监控系统的生产过程并没有形成标准化。不同的生产厂家对于计算机远程综合监控系统提供的设备的兼容性差的问题十分严峻。同时，不同规模、不同区域的地域的煤矿企业对于远程监控系统的要求都具有很强的针对性，因此，煤矿企业中计算机远程综合监控系统的应用受到了一定的局限，难以实现真正意义上的全面监控。
2我国煤矿企业中计算机远程综合监控系统的设计要求和设计原则
2.1煤矿远程综合监控系统的功能设计要求
（1）煤矿生产和管理过程中的数据信息收集和显示。系统具备的功能要完整的、明确地可视化的显示在用户界面上，并且可以将采集的数据信息存入信息库，并在需要的时候可以随时提取。以人机结合的操作界面让用户准确、快速的找到和发现所需要的信息。
（2）监控系统的实时性。这就要求系统所采集的信息不仅能够实现传输，同时，在用户端可以实现对现场的生产情况和管理场所进行实时视频监控，通过语音、图形图像的方式，直观的表现出煤矿企业运行管理的真实状况。
（3）数据的完整性和管理档案的建立。数据的完整可查性对于煤矿企业应用计算机远程综合监控系统来讲是可以实现定期对煤矿企业的生产和管理进行汇总和预先设计出相应的安全预防措施的重要途径。通过管理档案的建立，可以对相应的数据信息进行整理，提高管理的科学性。
（4）预警功能。计算机远程综合监控系统的直接功能体现就在于其无人看守情况下的预警能力。当系统检测到煤矿企业中某些环节出现危险信号或者系统运行故障时，系统可以及时的发出报警信号，来提醒相关管理人员实时采取应对措施。同时，在系统的终端，也要做好信息安全防护措施，一些重要的系统权限需要指定专门的授权人，以此来组织来自外界的恶意攻击，提高系统的整体稳定性和安全性。
2.2煤矿远程综合监控系统的设计应用原则
鉴于煤矿企业生产和管理的复杂性和特殊性，根据煤矿企业的实际需求和计算机远程综合监控系统的技术水平，系统的设计应用应遵循以下几方面的原则：
（1）实用性原则。所谓的实用性原则实际上就是我们通常说的性价比，即在最大程度上满足煤矿实际管理需要的同时，在系统设计的经济造价上也要做到最合理的范畴。同时，还要方便用户的直观操作，系统维护和日常操作简洁。
（2）系统的可靠性和安全性原则。煤矿企业中的环境比较复杂、恶劣，对于系统的适应性和运行的稳定性以及安全性都有比较高的要求，要具备足够的抗强干扰能力，能够在相对比较复杂的电磁环境下维持工作。也就是说监控系统的可靠性一定要高于被监控系统的可靠程度。因此，在系统的计算机设备以及网络通信设备以及终端数据采集设备等的选用上一定要注重可靠性和安全性。同时，还要在系统中建立防火墙系统，检测入侵系统以及病毒入侵等不安全行为，通过硬件和软件的综合防控，最大程度确保系统的运行稳定和安全。
（3）监控系统的时效性和开放性原则。时效性是监控系统的重要性能指标之一，目前采用多任务计算机操作系统以及多线程编程技术可以实现监控系统的实时运行，确保网络畅通也是保证监控系统时效性的关键。随着煤矿企业的发展和社会的进步一些新型的网络监控技术以及网络资源，需要及时的更新到现有的系统中来，这就对监控系统的开放性有着十分严格的要求，尽量保持系统的通讯接口的一致性，方便日后的系统升级和扩展工作，时刻保持系统的灵活性和先进性。
3煤矿企业中计算机远程综合监控系统的应用实践
在煤矿企业中计算机远程中和监控系统的实际应用过程中，不仅要对系统的整体网络配置情况做出合理的规划，还要根据煤矿企业的实际情况设计出包括系统的信息中心、硬件平台、软件平台、安全监控、生产数据采集、煤矿工作采掘面的开采情况、现场人员分布情况和数据传输网络的选择等等细节问题进行详细的调研和考虑。最终形成以数据采集部分为基础；以数据处理为中心；以客户端操作控制为目的的三层式系统构架。煤矿企业计算机远程综合监控系统的应用的实际构成情况见下图1。
从图1的示意图可以看出：负责数据采集的部分通常是建立在井下，负责收集井下生产过程中相关数据信息的实时采集，图中主要描述了针对瓦斯气体的计算机远程监控系统，实际的生产过程中还会涉及到井下的温度、粉尘情况等数据信息的监控。数据采集部分将井下采集的数据信息经过网络传输到数据处理中心，由数据处理中心进行按着一定的规范和标准进行整理和分析，当收到用户的相应请求后，数据中心会及时的将数据处理结果以人机交互的方式返回给地面的用户远程控制终端，用户终端，通过定制的图形化操作界面，及时的掌握和控制相关数据信息，并通过服务器的不断实时反馈，进行动态跟踪，从而实现煤矿企业生产的远程监控和管理。
3.1煤矿企业中计算机远程综合监控系统的组成
3.1.1井下监控部分
计算机远程综合监控系统的应用重点在于对煤矿井下工作的监控。通常会在井下设置监视点，通过井下电话、视频监控的方式对井下进行生产区域监控和安全监控以及相关的人员操作规范等内容进行实时监控。井下工作环境复杂，地形恶劣，可以通过“现场总线加以太网”的组网方式进行监控系统网络的搭建，系统通信大多建立在以太网和tCp/ip和现场总线的混合通信协议基础上，通过网关实现地面计算机同井下工作现场的相关仪表、设备的互联和互控操作。
3.1.2井上监控部分
井上的监控主要针对煤矿企业的相应地面建设的主副井、变电站、消防设施和矿井污水排放处理等内容的监控。地面部分的地理环境相对比较优越，通信情况也比较好，组网方式相对灵活一些。但是，地面部分的网络还要承担对于井下监控数据信息的传输任务，因此，工作强度相对较大，在实际的煤矿综合监控系统的搭建过程中都要采用较为优越的数字光纤技术，提高通信的灵敏度和可靠性，同时，还具备较好的抗干扰能力，符合煤矿企业对于多带宽和对业务的数据通信要求。也是煤矿企业计算机远程综合监控系统在数据传输上截止目前最佳的选择。
3.2煤矿企业中计算机远程综合监控的整体功能设计
不得不说，煤矿企业的计算机远程综合监控系统应用的整体功能设计的内容十分复杂，涉及的学科知识众多，其中还涵盖了包括生产管理、安全监测、人员管理以及决策支持等众多的企业管理问题，相应的功能设计和系统组成，我们可以通过图2展示的构架图进行一定程度的理解。
3.2.1GiS实时监控技术的应用
从图2中可以看出：对于煤矿企业中煤矿的总体运行情况，离不开地理信息技术的支持，在计算机远程综合监控系统的大屏幕上通过GiS技术的应用可以实现对于整个矿区各个工作场地的分布情况，当某个部分发生预警时，相应区域的颜色会发生变化，并根据报警程度的情况显示不同的颜色，管理人员就可以及时的通知相关人员，该区域发生了事故，要采取撤离还是采取相应的防控措施等。
3.2.2传感器技术实现瓦斯监控分析功能
瓦斯一直以来都是煤矿企业的难题，也是事故的多发原因。对于瓦斯数据的监控通过相应的传感器技术，可以根据瓦斯数据的短期波动情况，实现对瓦斯的发展趋势精确到小时，甚至是分钟的分析。通过掌握瓦斯的变化周期，对相应的生产环节中各个时段的瓦斯变化情况进行跟踪监控，降低了瓦斯安全事故的发生概率，提高了煤矿企业生产安全。
4结语
综上所述，煤矿企业中计算机远程综合监控系统的应用，是通过一系列的计算机技术、网络通信技术等现代高科技手段，实现煤矿企业生产和管理安全的重要途径。提高了煤矿企业生产管理安全性的同时，也提高了煤矿企业的生产和管理的智能化和信息化水平。另外，计算机远程综合控制系统的开发和应用还要随着社会的发展和进步不断的完善和创新，还需要我们不懈的努力。
[参考文献]
[1]刘一山，罗勇，高继贤，陈虎成，李保军.煤矿安全智能监控系统的设计和实现[J]；煤炭工程.2009（08）
[2]杨玉玲，李越基，胡岩，丁恒兵，刘延芳，孙建英.井下智能监控系统的研究[J]；上海电机学院学报.2007（04）
[3]夏世民.利用计算机技术进行煤矿远程综合监控系统设计与实现[]；煤炭技术，2011年10期
[4]周福恩，刘鹏.一种用于矿井安全的远程无线监控系统的研究[J]；煤炭技术.2011（09）