新型煤矿监控系统中井下事故预测

1 监控系统的组成

监控系统主要有监控主机及其外设 (打印机、模拟盘、井下瓦斯显示器等) 、数据传输接口、传输电缆、电源系统、风机电机、分站和各种传感器组成。传感器、执行器与分站间传输距离为2km, 将传输电缆一直延伸到工作面附近。监控分站相距20km, 中心站最大负载为64个总线转换器。

将此系统与计算机网络, 光纤高速通道, 矿井安全和生产监控系统、井下主运输等几种控制子系统综合在一起, 形成一个完整的、实用的全矿井综合监控系统。系统为集散型监控系统 (DCS) , 根据不同矿井特点, 既可将安全、环境、生产工矿、生产过程监控、信息管理、网络运行及多种子系统整合在一起, 又可以单独使用, 满足各个矿井的不同需求。

2 基本原理

如图1所示, 监控主机连续不断地轮流与各个分站进行通讯, 各个分站接收到主机的讯问后, 立即将该分站接受的各测点的信号传给主机, 各分站又不停的对接受到的各传感器信号 (开关量, 模拟量) 进行检测变换和处理, 时刻等待主机的询问, 以便把检测的数据送到地面。对井下设备进行控制是由监控主机和分站共同进行, 也就是说为了更好的保证安全生产, 其中有一个要求井下设备断电就必须断电, 也是国家最新规范所要求的。

3 安全预警

瓦斯在出现以下三种情况后, 会引发瓦斯爆炸:一是与空气中氧气含量达到12%以上, 二是瓦斯浓度达到5%至16%之间, 三是遇到明火, 点火温度达到650度以上;瓦斯爆炸则是含有瓦斯与助燃成分的混合气体在火源的引燃下瞬间燃烧的过程。由于反应过程很快, 形成的瞬间冲击力对矿山、工厂有很大的破坏, 对矿工生命安全有极大威胁。

瓦斯含量是煤矿监控系统中最重要的监测参数, 控制瓦斯涌出需以预测技术为基础 (图2) 。

由图可知, 该系统安全预警的临界值我们设置为7.00m3/min, 就是当我们的预测值超过7.00m3/min, 系统给予报警处理, 由图2可知, 样本序号为13的预测结果已经超出临界值, 如果不及时采取措施, 在工作面附近有可能发生瓦斯积聚, 导致瓦斯事故的发生。

4 结语

新型煤矿安全监控系统中, 煤矿井下需要监控和预测的危险参数很多, 某些预测并不像瓦斯涌出量这样与地质环境等因素有着依赖关系, 而是随机发生的, 像人为事故。如何作好随机事件预测依然是一个很严峻的课题。

摘要：新型煤矿监控系统需要解决的关键问题是:如何及时、准确的预测出煤矿井下温度、湿度、以及瓦斯和一氧化碳浓度等一系列参数在井下各个工作面的分布情况及变化趋势。从而减少和避免井下事故的发生。

关键词：煤矿监控系统,瓦斯,一氧化碳浓度

参考文献

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