煤矿井下生产中监控与通信技术的应用范文

【摘要】

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

[1]孙继平.煤矿安全生产监控与通信技术[J].煤炭学报，2010，11：1925~1929.

[2]孙继平.煤矿安全生产监控与通信技术[A].全国大型煤炭企业综采技术发展成果集[C].2010：5.

[3]王军号.基于物联网感知的煤矿安全监控信息处理方法研究[D].安徽理工大学，2013.

作者：岑龙 单位：山西高河能源有限公司