煤矿通风瓦斯集群监控系统的研究

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1、矿井瓦斯监控和通风系统集成规划方向摘要：应用煤矿安全生产监控系统对煤矿的生产状况进行监控，将在很大程度上减少生产事故的发生。但对于数量上占绝对多数的矿井而言，大型监控系统未能较好地发挥其作用。针对这一情况，近年来一些科研院所推出了面向矿井的“煤矿安全生产监控系统”，但它仍不能从根本上解决矿井管理不到位、技术人员缺乏、工作效率低等问题。归其原因，长期以来的这种各矿自成体系的监管模式不适合矿井的具体情况，为此，本文探讨了一种新型监管模式——集群监管模式，并以该模式为基础，研发了与之相配套的更适合于矿井的通风瓦斯集群监控系统。本论文做了如下几

2、方面研究工作：1、提出了矿井通风瓦斯集群监管模式对于单个矿井而言，由于其开采规模与自身能力有限，难以将煤矿安全生产监控工作落实到位。而集群监管模式的提出，就是通过将多个矿井的实力联合起来，将有限资源重新整合，达到改善矿井安全生产状况的目的。该模式采用多个煤矿共一套监控系统，由远程监控中心负责对各矿集中监控。它能有效地避免单个煤矿的管理水平低，运转不正常，系统不兼容，监测监控人员配备不足等问题，形成区域范同内的集中联网调度指挥，从而实现矿井大管理，这种全新的管理模式必将促成矿井安全生产管理体制的一场重大变革。2、研发了矿井通风瓦斯集群监控

3、系统该系统的特点是在各矿只配备智能分站和相应的显示报警装置，分站为无人值守的工作方式；作为监控核心的监控主机放置在远程监控中心，中心的技术人员通过远程监控的方式对各矿集中监管、调度。对于监控系统而言，现场数据采集的准确性是确保系统有效发挥作用的关键而又基础的一环。为此，本文对瓦斯传感器的自校正技术进行了探讨。瓦斯传感器自校正技术分为硬件自校正和软件自校正两大类，而基于神经网络、遗传算法等方法的软件自校正技术已经取代硬件自校正技术成为传感器自校正技术的主流方向。尽管基于神经网络、遗传算法的软件自校正技术有着良好的校正精度，但却存在着系统开

4、销大、硬件实现困难等问题。对此。本文提出了基于灰色预测理论的GM(1，1)模型的瓦斯传感器自校正技术，它是采用查表法的思想，该方法所需的原始数据少，有效避免了需要通过大量的测试获取分段函数的麻烦，易于单片机实现，也易于校正曲线的重构。通过对KJ-1型甲烷检测元件的校正测试，得出该方法的校正精度满足要求。选择合适的通信方式有利于数据传输的准确可靠，同时也能节约成本。关键词：煤矿通风；瓦斯监测；预警系统0引言目前，在我国一次能量消费结构中，煤炭占75%以上。煤炭不仅是我国的基本燃料，又是重要的工业原料，电力、钢铁、石油加工、水泥、化学原料五

5、大行业都离不开煤炭，因此，煤炭工业的发展直接关系到国计民生。为使我国能源战略持续稳定的发展，必须稳步高效地发展煤炭工业。第一、煤矿生产是地下作业，自然条件复杂，工作环境恶劣。地面空气在进入井下并流经各作业场所的过程中，将掺入有毒有害气体和矿尘，成分逐渐发生变化。同时，由于地热作用，人体和机械的散热、水分的蒸发等，都会显著提高井下空气的温度和湿度，造成不良的气候条件。解决这些问题就需要矿井通风系统。同时煤矿的瓦斯灾害也时有发生，不仅威胁井下人员生命，摧毁矿井设施，迫使矿井停产，而且需要投入大量人力物力抢险救灾。要高效处理矿井中的各种问题，

6、就要解决系统不兼容，监测监控人员配备不足等问题，形成区域范围内的集中联网调度指挥。这不仅为小矿管理的全面升级提供一个发展的平台，也为其它行业类似情况的安全管理提供一种有益的借鉴。第二、开发了基于集群监管模式下的矿井安全生产监控系统。这种系统是针对矿井监测过程中的常见问题进行分析后，将现有矿井用的“小系统”的若干关键技术进行改进，使得它更加符合矿井的特点。矿井通风瓦斯集群监控系统的应用极大地提高了监控系统的利用率和技术人员的工作效能，减少了矿井在安全监控方面的成本支出，使得监控系统在矿井中广泛普及成为可能。同时，它能有效避免因技术人员的缺

7、乏而导致监控系统无法正常发挥其作用，这将在很大程度上改善矿井安全生产的现状，从根本上解决矿井安全生产事故居高不下的问题。第三、有利于实现政府对矿井的有效监管。煤矿数字化远程监控网络的建立让各级监察部门通过网络对所辖范围内矿井的安全生产状况进行监督成为可能，这种监管模式比派人到下属矿井巡查的传统模式更加有效，能及时发现矿井的安全隐患并提出整改方案，为实现煤矿企业安全生产打下良好基础。1国内外研究现状1.1煤矿安全生产监控系统国内外概况1.1.1煤矿安全生产监控系统的组成煤矿监测技术是一门融通信技术、控制技术、计算机技术和电子技术为一体的综

8、合性很强的学科，是信息产业和工业领域的一种先导性技术。“监测”是指对煤矿环境与生产参数进行自动监测。“监控”是指系统根据监测所得到的数据来进行分析，并依据所得结果对生产进行反馈控制。煤矿安全生产监控系统的监