煤礦安全監控系統介紹精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇煤礦安全監控系統介紹，期待它們能激發您的靈感。

篇1

關鍵詞：無線技術；煤礦安全監控系統；研究現狀；系統設計

0 引言

利用煤礦安全監控系統能夠實時了解到井下瓦斯、CO、粉塵等濃度，并根據《煤礦安全規程》、《煤礦安全監控系統及檢測儀器使用管理規范》（AQ1029―2007）、《煤礦安全監控系統通用技術要求》（AQ6201―2006），將瓦斯濃度控制在安全范圍內，避免因瓦斯、CO、粉塵等濃度過高而引發煤礦重大、特大瓦斯、煤塵爆炸事故，在造成人員傷亡的同時還制約了煤礦開采事業的發展，阻礙了我國經濟建設的步伐。從近幾年的煤礦事故來看，主要是煤礦安全監控系統不夠完善造成的，難以對瓦斯、CO、粉塵等濃度形成有效的實時監控，針對這種現象，必須加大煤礦安全監控系統的研究和開發力度。

1 無線技術的概括

無線技術的核心是傳感網技術，在利用無線技術進行通信時，通信信號會以電磁波的形式傳遞、擴散出去，信號在傳播過程中不受空間限制，可以在較短的時間內完成信號的發送和接受，且通信內容在傳遞過程中不會發生變化，能夠保證信息的完整性和準確性。無線技術不鋪設專門的電纜便可以完成通信，能夠根據用戶實際需求自由選擇終端節點的安放位置，安裝更加方便、快捷，同時還可節約網絡安裝和維護費用，已經被廣泛應用于多個領域中去。

2 煤礦安全監控系統介紹及其研究現狀

2.1煤礦安全監控系統介紹

我國煤礦安全監控系統目前較多的采用有線通信方式，主要由上位計算機、井下分站和傳感網絡三部分組成，三部分設備依靠光纖電纜連接在一起，完成信息數據傳輸，其工作原理如圖1所示。上位計算機是整個系統的中樞部分，完成對系統運行的調控、信息數據的輸入、輸出以及儲存，將瓦斯濃度的動態變化顯示出來，當濃度超過設定的安全范圍時便會發出警報，然后系統會發出命令對其區域內的動力電進行瓦斯電閉鎖，并對未來走向進行預測；井下分站主要是完成通信信息在上位計算機和傳感器之間的傳遞，起到信息數據傳輸的紐帶和橋梁作用；傳感器是信號轉化裝置，在特定電壓和電流條件下，傳感器可以將物理信號轉化為易于傳輸的電信號，使煤礦安全監控系統的通信更加方便、高效、準確。

2.2煤礦安全監控系統研究現狀

根據煤礦瓦斯監控方式的不同，可分為人工監控及自動化監控兩種，人工監控是通過設置專門的人員對煤礦動態情況進行掌控，對其中容易出現事故的環節和因素進行處理，這種監控方式工作效率較低，且容易因人為操作失誤或工作不認真影響監控效果；自動化監控是利用軟件及硬件設施對煤礦動態信息進行收集和分析，系統會根據信息內容作出相應的反應，有效提高工作效率和監控水平，保證監控的精準性。煤礦安全系統的通信方式包括有線通信和無線通信，其中有線通信方式受地下環境影響較大，所用到的傳感器都是固定的，通信電纜的鋪設難度較大，且后期維護和修理很不方便，當出現通信故障時很難及時進行控制和處理，加劇了故障問題的影響，不利于保證井下作業安全，同時工程成本也比較高；無線通信方式不受地下環境的限制，系統運行更加智能化，可有效節約人工和材料成本，當出現故障問題的時候，可以快速對其進行維修，保證測量的精準性。

3基于無線技術的煤礦安全監控系統設計

3.1系統硬件設計

將無線技術應用于煤礦安全監控系統中，傳感器節點的設置是系統硬件設計中的重點內容，主要由傳感器模塊、微處理器模塊、無線收發模塊、顯示模塊、報警模塊以及電源模塊六部分組成。在設置傳感器節點的時候首先要保證節點位置的準確性，進而才能完成數據的采集、傳遞與處理；其次還需要保證傳感器節點分布的密集型和科學性，對整個煤礦形成全面覆蓋，提高監控系統的整體性和連通性。

（1）微處理器模塊

傳統微處理器模塊對單片機的處理不到位，受PC機結構影響較大，在應用無線技術之后，在微處理器模塊使用AT mega128L單片機，可以有效解決PC機結構對單片機的影響，在提高微處理器模塊運行效率的同時還能降低運行成本。

（2）無線收發模塊

系統通信信號的接收和發出都是由無線收發模塊完成的，該模塊屬于射頻集成電路，其中在進行節點設備射頻芯片設計時采用的是ZigBee技術，提高了收發信號的靈敏度，可以快速對信號做出反應，并且該技術下的收發信號具有較強的穩定性和抗干擾能力，能夠在最大程度上保證信號的準確性和完整性。

（3）顯示和報警模塊

顯示模塊和報警模塊是聯合工作的，系統通過對煤礦動態情況進行監控，當出現危險信號的時候可以將具體信息以及數據顯示出來，并利用報警器發出報警聲，同時LED信號燈也會發出紅光引起人們的注意，完成對危險信號的報警，進而及時采取有效的措施加以解決，排除存在的安全隱患。

3.2系統軟件設計

（1）系統程序設計

程序設計是軟件設計的重點，數據的傳輸以及網絡的維護主要是依靠匯聚點程序完成的。匯聚點可以與多個形式網絡節點進行連接，將系統中的所有數據匯總到一起，完成對數據的處理以及向下一級網路結構的傳遞。匯聚點程序在整個數據傳輸過程中起到連接作用，計算機數據處理中心與各個網絡節點之間的信息傳遞與反饋全都需要依靠匯聚點，是系統完成無線數據傳輸的核心程序。

（2）網絡結構以及WSN通信協議

煤礦安全監控難度較高，在應用無線監控技術的時候，需要建立逐級傳遞的網絡結構，通過將系統網絡進行區域性的劃分，能夠實現對系統運行的全面調控，在提高監控力度、保證監控全面覆蓋方面起到了重要作用。利用逐級網絡結構形式，一個簇頭可以同時完成不同節點的信息傳輸及處理，使數據傳輸情況更加清晰明了，提高了數據傳輸效率，能夠實現更加理想的監控效果。WSN是指無線傳感器網絡，由傳感器、監控對象以及監控人員三部分組成，在設置無線傳感器網絡時，需要根據礦井的開采進度進行相應的調整，為了保持與作業進度的同步性，可以在礦工身上安裝傳感器節點，保證監測信息的時效性。

4 結束語

煤礦事故的頻發使人們越來越重視煤礦安全監控系統性能，基于無線技術的煤礦安全監控系統彌補了傳統監控系統中的不足，提高了對瓦斯、CO、粉塵等濃度的監控力度，能夠有效降低煤礦事故發生概率，在保證礦工生命安全方面起到了重要作用，利于我國煤礦開采事業的穩定發展。

篇2

【關鍵詞】 安全 監控 傳感器

《煤礦安全規程》第一百五十八條明確規定：所有礦井必須裝備礦井安全監測監控系統。礦井安全監測監控系統的安裝、使用和維護必須符合本規程和相關規定的要求。實施統一的“煤礦安全監控系統” 對煤礦安全生產的長治久安具有極其重要的意義。

一、煤礦安全監控系統概念

煤礦安全監控系統是具有模擬量、開關量、累計量采集、傳輸、存儲、處理、顯示、打印、聲光報警、控制等功能。用來監測甲烷濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、風速、負壓、溫度、煙霧、饋電狀態、風門狀態、風窗狀態、風筒狀態、局部通風開停、主通風機開停等，并實現甲烷超限聲光報警、斷電和甲烷風電閉鎖控制等。

二、 煤礦安全監控系統組成

早期的礦井安全生產監測監控系統主要由傳感器、斷電儀、載波機、傳輸線、解調器、計算機、調度顯示盤等組成。隨著計算機技術、網絡技術、微電子技術的不斷發展，目前的礦井安全生產監測監控系統主要由監測監控終端、地面中心站、通信接口裝置、井下分站、各種傳感器等組成。其典型結構如圖1所示。

三、煤礦安全監控系統傳感器

煤礦井下各種有用、有害氣體及溫度和濕度等參數，都屬于環境參數。礦井環境參數主要有甲烷濃度、氧氣濃度、粉塵濃度、井巷硐室和工作面溫度、風量與負壓、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、二氧化硫濃度和硫化氫濃度等。

采煤、掘進、運輸、及通風等各系統的運行及相關設備的工作狀況稱為礦井工況參數。主要監測的工況參數有風筒風量、風門開關、輸送帶開停、煤倉煤位、采煤機組位置、排水系統、壓風系統、主要通風機工作狀態等工況參數。

傳感器一般由敏感元件、轉換元件和信號處理電路3部分組成，有時需要加輔助電源。

四、煤礦安全監控系統現場總線的選擇

現場總線和工業以太網技術的發展，不僅引起測控及過程自動化領域的變革，同時也給煤礦監控技術的跨越式發展帶來了新機遇。

由于煤礦井下的特殊環境（易燃易爆、潮濕、電網電壓波動大、監控距離遠等），礦用現場總線不能照搬一般工業現場總線標準，需要根據礦井監控的特點，經過技術移植和改造，開發出適合礦井生產環境的礦用現場總線。

目前，國內應用于控制及儀表領域的現場總線主要有FF、Profits、CAN、LonWorks等。FF總線H1是用于過程控制的總線，其響應速度較低。Profits的開發比FF相對容易。它的物理層允許3種物理接口。CAN總線具有成本低、開發容易、實時性好、抗噪功能性強等優點。

LonWorks是一種性能優良的現場總線，有完善的開發工具，且容易開發。用雙絞線時，有多種速率可選，易于實現總線本安供電。因此，煤礦井下采用LonWorks技術也是一種較好的方案。

五、煤礦安全監控系統井下分站

分站接收來自傳感器的信號，并按預先約定的復用方式遠距離傳送給主站 （ 或傳輸接口） ，同時，接收來自主站 （或傳輸接口） 多路復用信號。分站還具有線性校正、超限判別、邏輯運算等簡單的數據處理能力、對傳感器輸入的信號和主站（ 或傳輸接口） 傳輸來的信號進行處理，控制執行機構工作。

參 考 文 獻

篇3

督查組聽取了兩旗煤炭管理部門關于春節期間的安全生產工作部署和安全監測監控系統運行情況介紹，檢查了兩旗遠程監控平臺，并抽查了準格爾旗官板烏素煤礦和唐公塔煤礦、伊旗裕隆富祥煤礦和伊泰公司大地煤礦。

準旗、伊旗地方政府及煤管部門按照《中央辦公廳、國務院辦公廳關于做好2009年元旦、春節期間有關工作的通知》（簡稱《“兩辦”通知》）和《國務院安委辦關于切實做好元旦、春節期間安全生產工作的通知》，對煤礦安全生產工作做了精心部署和安排，煤炭管理部門繼續實行工作人員春節不放假和領導干部值班制度，加強安全巡回檢查，確保煤礦節日安全。各煤炭企業按照上級的指示，認真進行了安全部署和隱患排查工作并落實了企業領導跟班值班制度。

兩旗100%的煤礦安裝了安全監測監控系統，均實現了遠程聯網集中監控，監控平臺數據傳輸正常，運行狀況良好，抽查的四處煤礦除官板烏素煤礦存在一些問題外，其余三處煤礦安全監控系統運行正常，基本達到了要求，有效保障了煤礦安全生產。

篇4

【關鍵詞】煤礦；安全檢測監控系統；無信號；誤報警

當前，為了有效監測并防范重大煤礦事故的發生，我國大部分煤礦已經進行了安全監測監控系統的安裝，并起到了重要的監控、預警作用。但是在實際工作當中，仍然存在無信號、誤報警的情況發生，從而導致了很嚴重的煤礦安全事故。因此應當加大對煤礦安全監測監控系統防治無信號、誤報警技術的分析和研究。

1煤礦安全監測監控系統構成分析

主站、分站、交換機、電源、執行機構、數據傳輸電纜、各種傳感器、傳輸接口、系統軟件以及地面上位機等共同組成了煤礦安全監測監控系統。在系統中，利用依次巡檢的方法，監控系統主機能夠實現對各個分站數據的收集，并通過解析之后進行數據顯示。同時，如果在數據傳輸過程中出現故障，安全監測監控系統也會對信號、報警等異常信息進行顯示，然后相關工作人員再根據信息進行檢查和相關處理。

2煤礦安全監測監控系統無信號、誤報警原因及防治技術分析

2.1無信號、誤報警原因分析

2.1.1安全監測監控系統傳輸線路受到干擾造成無信號、誤報警傳輸距離長、側點多且分布廣是我國煤礦安全監測監控系統的主要特點，分站到主站的距離從幾千米到二、三十千米長短不等，而分站與傳感器之間的距離從幾十米到幾千米長短不等。礦安全監測監控系統的這種特點，再加上煤礦工作容易受到具體環境的影響，就造成系統線路在鋪設過程中，容易形成一個耦合回路。如此一來，當啟動變頻器或者開停一些大型機電設備時，由于部分線路距離變頻器較近，從而使系統受到強大電磁脈沖的影響和干擾。這種影響和干擾會與正常信號進行疊加，然后產生變數或者“大數”，進而監測值在系統軟件上的顯示就會出現異常，不是沒反應就是會突然變大，從而最終產生無信號或誤報警。2.1.2傳感器受到特殊情況的影響，其運行不穩定造成無信號、誤報警由于煤礦企業很多工作都要在井下進行，而井下環境濕度較大，使得傳感器電路板或元件受潮，從而產生氧化現象，導致傳感器性能不穩。尤其是受到濕度的影響，在更換傳感器時接頭容易因氧化而變得接觸不良，從而造成無信號或者誤報警現象。當煤礦井下灑水時，傳感器會因進水產生線路破損情況，如果這種情況沒有得到很好處理，傳感器的運行就不穩，從而造成無信號、誤報警的情況發生。2.1.3供電不穩定造成無信號、誤報警煤礦井下工作區域供電電源距離變電站比較遠，這種情況下就要產生壓降，當啟動大型電器設備時，就會產生較大的電壓波動，且超出了分站工作的正常范圍，從而造成設備運轉不正常，導致出現短時間的無信號、誤報警。

2.2無信號、誤報警防止技術分析

通過對煤礦安全監測監控系統無信號、誤報警原因的分析發展，發生無信號、誤報警現象的原因多為外界影響和干擾。對于無信號、誤報警的判斷流程如圖1所示。針對無信號、誤報警時，傳感器數據會發生異變情況，如持續時間短、數值變大等，對于無信號、誤報警采取監控系統軟件處理的方式來進行防治。2.2.1觀察監測值變化狀態及處理技術煤礦安全監測監控系統在正常運行情況下，其測點報警監測值有一個逐漸上升的過程，但是由于外界影響和干擾引起的誤報警監測值會呈現垂直上升的狀態，且傳感器的頻率值也會成倍上升。因此，當傳感器監測值的上升大于傳感器頻率的倍頻或者最大理論增長值時，就被斷定為為監測值異常。但是還有一種情況也會引起傳感器監測值發生異常，即瓦斯在線標校的情況。所以，首先應當進行傳感器表校狀態的監測和判定，然后在進行監測值變化狀態的監測。通過這兩種監測，能夠有效防止或減少無信號、誤報警現象的發生。2.2.2觀察持續時間并處理當煤礦安全監測監控系統出現無信號、誤報警現象時，應當按照傳輸通道內的分站順序進行逐個巡檢，在這種巡檢方式之下，分站的數量決定了巡檢的周期，巡檢周期會隨著分站數量的增多而變長，但最多不會超過30秒。當發現某一分站監測值發生異常狀態時，系統會自動改變之前按照分站順序進行逐個巡檢的方式，縮短對該分站的巡檢周期，提高傳感器所在分站的巡檢頻率，而其他分站的巡檢方式保持不變，并對該分站進行多次巡檢，從而有效防止或減少無信號、誤報警情況的發生。2.2.3利用傳感器對系統無信號進行判斷和處理在安全監測監控系統中對各路電源所接入的傳感器進行配置，如果傳感器沒有數據產生，那么就可以通過對電源電壓的判斷，來斷定無信號狀態的原因，如傳感器的電源是否處于短路狀態等。另外，還可以通過對電流的判斷，來進行系統無信號現象的斷定。如果電壓、電流都正常，則就能夠斷定出是傳感器發生故障或者電纜故障，從而從這些方面入手對無信號現象進行處理。

3結束語

綜上所述，影響煤礦安全生產的一個重要因素，就是其安全監測監控系統中無信號、誤報警現象的發生。因此，只有對無信號、誤報警產生的原因進行分析，然后根據原因分析找到科學的處理方法，并對其進行有效防治，才能夠保證我國煤礦的安全生產。

參考文獻

[1]安永忠.對我國煤礦安全監測監控系統的認識和研究[J].中小企業管理與科技(下旬刊),2010-04-25.

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關鍵詞：煤礦安全 環境監測監控系統網絡

前言：煤礦安全環境監測監控系統在煤礦安全生產中有著重要地位。隨著煤礦企業安全生產要求的不斷提高和企業自身發展的需要，我國各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井陸續在裝備礦井監測監控系統。系統的裝備大大提高了礦井安全生產水平和安全生產管理效率，同時也為該技術的正確選擇、使用、維護和企業安全生產信息化管理提出了更高的要求。為此，在“以風定產，先抽后采，監測監控”十二字方針和煤礦安全規程有關條款指導下，國家有關安全生產監督管理部門專門規定了我國各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監測監控系統。因此，大大小小的系統生產廠家如雨后春筍般的不斷出現，為用戶提供了更多的選擇機會、也促進了各廠家在市場競爭條件下不斷提高產品質量和服務意識。

1.煤礦安全環境監測監控系統組成

根據所述及概念，監測監控系統的功能一是“測”，即檢測各種環境安全參數、設備工況參數、過程控制參數等；二是“控”，即根據檢測參數去控制安全裝置、報警裝置、生產設備、執行機構等。若系統僅用于生產過程的監測，當安全參數達到極限值時產生顯示及聲、光報警等輸出，此類系統一般稱為監測系統；除監測外還參與一些簡單的開關量控制，如斷電、閉鎖等，此類系統一般稱為監測監控系統。

系統由早期的地面單微機監測監控已發展成為網絡化監測監控以及不同監測監控系統的聯網監測。其主要由監測終端、監控中心站、通信接口裝置、井下分站、傳感器組成。

1.1系統中心站

1.1.1環境監測。主要監測煤礦井下各種有毒有害氣體及工作面的作業條件，如高濃度甲烷氣體、低濃度甲烷氣體、一氧化碳、氧氣濃度、風速、負壓、溫度、巖煤溫度、頂板壓力、煙霧等。

1.1.2生產監控。主要監控井上、下主要生產環節的各種生產參數和重要設備的運行狀態參數，如煤倉煤位、水倉水位、供電電壓、供電電流、功率等模擬量；水泵、提升機、局扇、主扇、膠帶機、采煤機、開關、磁力起動器運行狀態和參數等。

1.1.3中心站軟件。具有測點定義功能；具有顯示測量參數、數據報表、曲線顯示、圖形生成、數據存儲、故障統計和報表、報告打印功能。其中，部分系統可實現局域網絡連接功能，并采用國際通用的TCP/IP網絡協議實現局域網絡終端與中心站之間實時通信和實時數據查詢。

1.2局域網絡

網絡系統應用軟件。采用人性化設計，利用Web GIS技術使得大到省煤礦安全生產監督管理局、礦業集團公司所轄各礦井分布位置，小到各礦采區工作面實際尺寸及設備實際使用位置，以任意無級縮小或無級放大圖形的形式達到圖形和數據的無縫集成和瀏覽；提供完備的安全監測與安全信息管理和監管功能；建立煤礦基礎數據庫、對主要圖紙實現動態瀏覽；實現安全信息的共享和設備隱患排查；安全信息的網上公開（公司內部）；安全隱患排查及信息（如對各礦下達整改通知）等。與WEBGIS安全監測系統相配合，可實現對礦井通風系統安全性分析、診斷、評價、管理及通風網絡調整的科學決策。

1.3煤礦監控系統井下分站。

盡管各廠家的監控系統井下分站形式多樣，但基本上具備了如下功能：

開機自檢和本機初始化功能；通信測試功能；接收地面中心站初始化本分站參數設置功能(如傳感器配接通道號、量程、斷電點、斷電點、報警上限和報警下限等)；分站自動識別配接傳感器類型（電壓型、電流型或頻率型等）；分站本身具備超限報警功能；分站接收中心站對本分站指定通道輸出控制繼電器實施手控操作功能和異地斷電功能。

1.4系統配接的各種傳感器控制器

傳感器的穩定性和可靠性是煤礦監測監控系統能正確反映被測環境和設備參數的關鍵技術和產品。目前國內生產和用于煤礦監測監控系統的傳感器主要有瓦斯、一氧化碳、風速、負壓、溫度、煤倉煤位、水倉水位、電流、電壓和有功功率等模擬量傳感器，以及機電設備開停、機電設備饋電狀態、風門開關狀態等開關量傳感器，以上傳感器的開發和應用基本滿足了煤礦安全生產監測監控的需要，但國產傳感器在使用壽命、調校周期、穩定性和可靠性方面與國外同類產品相比還有很大差距，某些傳感器（如瓦斯傳感器）的穩定性還不能滿足用戶的需要。

2.煤礦安全環境監測監控系統技術指標

以煤礦安全監控系統KJ2000N為例介紹。

2.1技術先進、采用CAN總線傳輸方式，傳輸速率快，抗干擾能力強。

2.2軟件功能強大 系統軟件采用客戶/服務器體系結構，兼容性及開放性好，可與具有標準接口（如RS232、RS485等采用標準協議）的設備進行無縫連接。

具有強大的數據采集功能、先進的數據處理技術，形成模擬量傳感器的最大、最小及平均值記錄，隨時統計各分站的通信、供電、報警、斷電和復電狀態、機電設備開停和運行狀態。

報警與控制功能完備：可實現中心站程控或手動強行控制異地斷電、分站和傳感器就地斷電及分站區域斷電功能；具有聲光、語音報警、報警聯動及可通過程控調度通信網對井下局部或全礦井進行語音擴播報警等多種類型的報警功能。

2.3系統兼容性能好、保護原有設備投資該系統可與其他煤礦安全生產監測監控系統保持兼容。

2.4傳輸網絡簡單、可靠采用標準網絡傳輸協議，傳輸速率高，傳輸誤碼率低于10-8，不使用中繼器傳輸距離長。

采用電纜高速傳輸介質，無中繼傳輸距離長，具有防雷、抗電磁干擾的特點。

2.5分站自主性、適應性強。