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【摘要】

煤炭在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中所占的比重最大，然而煤礦井下安全問題仍然是社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)。伴隨著監(jiān)控與通信技術(shù)的不斷發(fā)展，通信及監(jiān)控技術(shù)在煤礦井下安全生產(chǎn)中獲得了廣泛的應(yīng)用，有利于提高煤礦井下的安全性，而且一些新的監(jiān)控與通信技術(shù)也陸續(xù)得到開發(fā)與應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】

煤礦井下；安全生產(chǎn)；監(jiān)控與通信技術(shù)；應(yīng)用

煤炭是我國(guó)最主要的能源，而我國(guó)又是世界上的產(chǎn)煤大國(guó)，產(chǎn)煤量占世界比例已經(jīng)超過了40%。然而近些年來，我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)問題較為突出，死亡人數(shù)、事故數(shù)量等雖然都有所下降，但是與國(guó)際上的其他國(guó)家相比仍然有較大的差距。因此為了促進(jìn)煤炭行業(yè)健康、可持續(xù)的發(fā)展，監(jiān)控與通信技術(shù)發(fā)揮著不可替代的作用。

1當(dāng)前監(jiān)控與通信技術(shù)在煤礦井下安全生產(chǎn)的應(yīng)用

1.1煤礦井下移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)際上煤礦井下對(duì)于移動(dòng)通信的需求還是存在的，但是在煤礦井下無限傳輸衰減會(huì)非常大，發(fā)射的功率也會(huì)受到一定的限制，基于煤礦井下的這種通信情況，可以設(shè)置多基站移動(dòng)通信系統(tǒng)，根據(jù)煤礦井下移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)狀況以及相關(guān)的性能要求，開發(fā)和使用在WIFI環(huán)境下煤礦井下的移動(dòng)通信系統(tǒng)。這使得煤礦井下安全生產(chǎn)調(diào)度、避險(xiǎn)以及搶險(xiǎn)救災(zāi)發(fā)揮了巨大的作用。

1.2煤礦井下人員定位系統(tǒng)由于GPS信號(hào)沒辦法完全覆蓋煤礦井下的巷道，針對(duì)這種情況在基于RSSI技術(shù)的基礎(chǔ)上，來對(duì)煤礦井下人員進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的定位。根據(jù)RSSI測(cè)距公式：RSSI=A-10nlg（d）（式中：P為當(dāng)前RSSI；A為主從機(jī)1m距離時(shí)的RSSI；n：傳播因子，與溫度、濕度等相關(guān)；r：當(dāng)前距離。）具體來說，RSSI技術(shù)是通過通信過程來實(shí)現(xiàn)的，所以需要主機(jī)傳送數(shù)據(jù)信息到從機(jī)，不斷的更新所測(cè)的距離。煤礦井下人員的定位系統(tǒng)是避免有外人進(jìn)入到煤礦井下，在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)合理的定員生產(chǎn)；同時(shí)也能及時(shí)處理煤礦井下安全事故的應(yīng)急，降低事故發(fā)生率；另外還可以為考勤、調(diào)度工作提供系統(tǒng)支持，為安全生產(chǎn)提供了有力的保障。

1.3無人值班遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)為了更好地控制煤礦井下定員，避免較多的人員在煤礦井下人員，從而避免或者減少一些安全事故的損失，研究和開發(fā)了無人值班遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)煤礦井下機(jī)電硐室、水泵房等進(jìn)行無需人員值守，直接進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)控。在工作面有工作人員巡視的情況下，回采巷道的遙控技術(shù)也得到了應(yīng)用，這對(duì)于煤礦井下的安全生產(chǎn)活動(dòng)是非常重要的的，在一定程度上是對(duì)傳統(tǒng)監(jiān)控模式的突破，在遠(yuǎn)程的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了無人值班，即提高了煤礦生產(chǎn)的效率，又保證了煤礦井下安全生產(chǎn)活動(dòng)的順利開展。

2監(jiān)控與通信技術(shù)在煤礦井下安全生產(chǎn)的應(yīng)用發(fā)展

（1）基于物聯(lián)網(wǎng)的礦用無線通信技術(shù)。為了能夠更好地防止假冒機(jī)電設(shè)備被運(yùn)用到煤礦安全生產(chǎn)中，為煤礦井下安全生產(chǎn)活動(dòng)提供穩(wěn)定有效的物資來源，可以考慮基于物聯(lián)網(wǎng)的礦用無線通信技術(shù)。要知道在煤礦井下無限傳輸?shù)乃p會(huì)較大，而且誒地面物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用難以在煤礦井下得到實(shí)現(xiàn)，所以要根據(jù)煤礦井下的具體特性，對(duì)運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：①對(duì)相關(guān)的礦用物聯(lián)網(wǎng)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼、輸送和整理；②設(shè)計(jì)和研究煤礦用車、煤礦機(jī)械設(shè)備、人員等多個(gè)動(dòng)態(tài)目標(biāo)和靜態(tài)目標(biāo)的管理控制系統(tǒng)；③針對(duì)部分工作人員和操作人員，例如瓦斯檢查員、放炮員、水泵操作工等設(shè)計(jì)人機(jī)環(huán)閉鎖系統(tǒng)；④關(guān)于礦用產(chǎn)品以及其他重大設(shè)備設(shè)計(jì)全程跟蹤系統(tǒng)。伴隨著現(xiàn)代科技和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，煤礦井下各類各類礦用產(chǎn)品、重大設(shè)備都需要借助基于物聯(lián)網(wǎng)的礦用無線通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，從而提高煤礦井下安全生產(chǎn)的工作效率和質(zhì)量。

（2）煤礦井下人員準(zhǔn)確定位技術(shù)。要知道煤礦井下是最易發(fā)生安全事故的場(chǎng)所，因此當(dāng)事故發(fā)生時(shí)需要對(duì)煤礦井下進(jìn)行定位，及時(shí)全面了解人員的狀況，從而正確更好的救援效果。然而GPS全球定位系統(tǒng)是沒辦法覆蓋到煤礦井下的各個(gè)巷道，而且當(dāng)前煤礦井下人員的定位技術(shù)仍然采取無線射頻識(shí)別技術(shù)、漏泄電欖技術(shù)等，能夠?qū)γ旱V井下人員進(jìn)行定位，從而更好地監(jiān)控和管理煤礦井下的人員情況，對(duì)于煤礦井下安全生產(chǎn)工作相當(dāng)重要。不過現(xiàn)行的這些系統(tǒng)還無法做到準(zhǔn)確定位，難以滿足災(zāi)后的相關(guān)救援工作。所以，務(wù)必要根據(jù)煤礦井下各個(gè)巷道的具體特點(diǎn)，更加深入的研究煤礦井下定位的網(wǎng)絡(luò)狀況以及相關(guān)算法，從而開發(fā)和研究更加精準(zhǔn)的煤礦井下人員定位系統(tǒng)，提高煤礦井下安全生產(chǎn)工作的效率。

（3）煤礦井下生命探測(cè)技術(shù)。煤礦井下發(fā)生安全事故或者險(xiǎn)災(zāi)后，生命探測(cè)裝備能夠更快地實(shí)施搶險(xiǎn)救災(zāi)，提高了搜救的進(jìn)度，從而盡可能地減少人員的傷亡率。煤礦井下的環(huán)境和條件較為復(fù)雜，一些關(guān)鍵的技術(shù)沒辦法在煤礦井下應(yīng)用。為了能夠更好地應(yīng)對(duì)煤礦井下的特殊環(huán)境，需要開發(fā)和研究煤礦井下相關(guān)的生命搜救技術(shù)與定位技術(shù)。這種技術(shù)能夠盡可能地穿透煤礦巖層，更好地了解和掌握煤礦井下人員的生命狀況，通過生命探測(cè)技術(shù)，能夠最大程度地降低煤礦井下事故傷亡率，真正地為煤礦井下安全生產(chǎn)提供人身保障。

（4）傳感器全方位分布技術(shù)。為了能夠?qū)γ旱V井下瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，防止因?yàn)橥咚節(jié)舛瘸瑯?biāo)而引起的重大事故。需要在煤礦井下分布大量的傳感器，這些針對(duì)瓦斯?jié)舛葯z測(cè)的傳感器并不會(huì)增多資金投入，反而分擔(dān)了系統(tǒng)的工作量。所以在實(shí)際的系統(tǒng)運(yùn)用中，可以依據(jù)煤礦井下煤礦采掘位置、通風(fēng)狀況、巷道風(fēng)速、瓦斯分布和變化具體狀況等，來設(shè)計(jì)和安置傳感器的位置，主要考慮是否有吊掛位置、斷電的具體濃度、警報(bào)臨界值、復(fù)電的濃度等等，從而實(shí)現(xiàn)傳感器全方位分布，確保煤礦井下工作的安全性，促使煤礦井下安全生產(chǎn)工作的順利開展。

3結(jié)束語

實(shí)際上煤礦井下監(jiān)控與通信技術(shù)是煤礦井下安全生產(chǎn)工作順利開展的關(guān)鍵保障，在進(jìn)行煤礦井下作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)合理運(yùn)用監(jiān)控與通信技術(shù)，減少一些煤礦井下人員，避免不必要的安全事故發(fā)生。只有合理的應(yīng)用監(jiān)控與通信技術(shù)，使其在搶險(xiǎn)救災(zāi)、事故調(diào)查、環(huán)境與條件監(jiān)管方面發(fā)揮最大的效用。

參考文獻(xiàn)

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[3]王軍號(hào).基于物聯(lián)網(wǎng)感知的煤礦安全監(jiān)控信息處理方法研究[D].安徽理工大學(xué)，2013.

作者：岑龍 單位：山西高河能源有限公司