随着煤矿开采工作的不断推进,对煤矿开采的重视程度也随之提高,以预防并解决煤矿瓦斯故障为重要切入点,通过应用煤矿瓦斯监控系统,可以保护煤矿开采工作的安全,并为煤矿巷道生产工作提供安全、稳定的开采环境。对于煤矿瓦斯监控系统的应用分析,主要是从现阶段系统的应用实况和技术入手,探索更加完善的煤矿瓦斯监控系统。
1.煤矿瓦斯监控系统的应用实况
据有关调查显示,我国大多数煤矿企业在开采过程中所应用的煤矿瓦斯监控系统基本都是以环境监测和生产监测为主要手段,并结合单片机、PLC以及其他关键技术推进煤矿瓦斯监控系统功能的完善。但在实际应用当中,也出现了通信问题、设备连接问题、传感器问题以及现场管理问题,直接制约着煤矿瓦斯监控系统的应用效果。下面展开详细论述。
(1)技术手段
环境监测和生产监测作为煤矿瓦斯监控系统主要的技术监测手段,其是对煤矿生产的周围环境和实际情况进行分析,从而保障煤矿巷道的生产安全。首先,环境监测是利用环境传感器来监测煤矿巷道内部的瓦斯含量以及其他有毒、有害气体,并由监测结果来判断煤矿巷道的开采环境和作业条件是否合格。常见的煤矿瓦斯监控系统的环境监测信息包括了一氧化碳、甲烷、硫化氢等气体,这也是造成煤矿瓦斯爆炸的主要成分。经过环境传感器的监测,一旦其监测结果出现了数值的警戒线,就需要及时开展应急预案和安全保护措施,防止出现人员伤亡以及财产损失,保障煤矿开采工作的顺利展开。
其次,对生产监测侧重点在于对煤矿巷道井内和井上的生产操作技术和生产参数的监测,通过及时分析煤矿生产设备的各项参数,达到保护设备正常运转的效果。常见的生产监测技术的参数包括了水仓水位、煤仓的煤位、供电电流和电压以及各设备的运行功率等;并通过严格监控水泵、风扇以及提升机的运行情况,为煤矿生产工作的进行创造更加合适的环境,保障其安全生产和高效生产。
(2)影响问题
调查显示,在现阶段煤矿瓦斯监控系统的应用当中,通信、设备连接、传感器应用、现场管理等是影响煤矿瓦斯监控效果的重要因素,并构成了系统应用的主要影响问题。其表现方式见图1。
结合上图,在煤矿瓦斯监控系统应用当中,第一个影响问题直接表现为系统通信的缺失。这是由于煤矿瓦斯监控系统是针对煤矿的实际情况而进行设计的,其单一性、个性突出,导致其在使用自身独特通信系统时,会产生通信系统之间的兼容问题,从而成为制约系统升级和有效通信的主要限制。而反映到煤矿企业自身,其经常采用的煤矿瓦斯监控系统会限制其对通信设备的操作方法,长时间使用同一型号的设备,方法会被束缚住,从而无法对系统进行升级改造。
第二个影响问题表现为设备连接问题,与通信问题存在相似的是,其也是手段系统设备传输的兼容性影响,导致在不同的系统之间缺乏统一的连接通道和信息传输频率,在受到信息传输收发电压值的影响下,系统分站的不兼容,也就造成了设备连接的不畅通,进而影响系统的信息传输效果。
第三个影响问题为传感器的应用限制,其主要是指传感器元件的使用寿命有限,并且在应用过程中受到传感器生产技术的限制造成其需要及时进行校对操作,否则将影响到传感器监测数据的准确性。这种情况的出现是由于我国传感器所应用的载体元件比较单一、成熟度较低,就很容易出现稳定性较差和使用时间短的特点,从而制约着煤矿瓦斯监控系统的长久应用。
最后一个问题是现场管理问题,这主要是受到现场安装技术操作不到位的影响,受到专业技术人员的能力限制,很容易使得煤矿瓦斯监控系统中各设备的安装效果没有达到预期水平,进而造成了系统内部设备之间的配置问题和传感器校对问题,无法更为全面的达到监测煤矿瓦斯含量的效果,进而影响到安全生产的推进。
2.煤矿瓦斯监控系统的关键技术
上面已经对煤矿瓦斯监控系统的应用实况进行了大致的分析,可以发现:在初步掌握了煤矿瓦斯监控系统的技术手段和现存问题之后,在设计煤矿瓦斯监控系统时,需要在做好关键技术把控的同时,不断创新系统的组成方式和技术要点,从而推动煤矿瓦斯监控系统的功能完善。主要的关键技术见图2。
(1)单片机技术
单片机技术在煤矿瓦斯监控系统中的应用,可以完善系统的结构设计方案,并做好传感器元件的输入和输出控制,从而实现更为智能化的信号传输。具体地,利用单片机进行煤矿瓦斯监控系统的应用设计,其是通过上下位的主从结构方案,使得系统的应用更加具有层次性和等级性。同时,在传感器当中设定检测功能,分析煤矿环境内的瓦斯介质存在成分含量,并通过电压信号输出大小进行转换,进而在反射到中央处理器之后,由控制器处理并输出最终的智能化信号,用于系统执行或者改变控制内容,进而做出报警等警示信号或者自动采取预防措施,降低危险。这种单片机技术煤矿瓦斯监控系统智能化改变的初次设计,在实际应用中也存在较为明显的限制内容,需要在应用过程中,加以改造升级。
(2)PLC技术
PLC技术是一种智能化的数据控制与传输方式,其不仅构成了煤矿瓦斯监控系统的整个技术操作核心,而且也直接决定了煤矿瓦斯监控系统的运行方式。现阶段的煤矿瓦斯监控系统中PLC技术包括了电源、通信、CPU以及控制等多个设计模块,并可以通过不同模块间的数据传输和指令控制,来提高煤矿瓦斯监控系统运行的稳定性,使其可以在避免干扰的情况下,更加高效的运行控制指令。一般的PLC技术设计结构都采用了冗余设计模式,由多个I/O分站来采集煤矿巷道内部不同监测位置的瓦斯介质参数,并通过PLC控制中心的系统数据和信息传输功能,使其在控制中心的数据分析下,自动启动煤矿瓦斯监控系统的其他辅助设备,如煤矿通风机、矿井报警系统、煤矿设备电源系统等,实现智能化、自动化的煤矿矿井通风、瓦斯含量预警、设备断电保护等具体操作。这种以瓦斯介质参数为依据的PLC技术联动智能控制,可以更为高效的达到系统控制效果,并且应用的可靠性和实用性更为突出。
(3)其他关键技术
在煤矿瓦斯监控系统当中,其他关键技术应用包括了瓦斯传感器、系统软件设计等两方面的内容。首先,瓦斯传感器作为在煤矿内部环境中监测瓦斯的直接工具,其监测的准确性和监测精度将直接影响到系统数据的分析结果,并影响到系统指令的发布。其所带来的不良影响也不仅仅如此,系统指令的混乱,在影响煤矿正常生产秩序的同时,还会真正影响到对煤矿瓦斯危害的监测效果,从而发生处于危险而不自知的境地。由此,在系统当中,通过创新瓦斯传感器种类,如催化燃烧式甲烷传感器、红外甲烷传感器、激光甲烷传感器以及光干涉式传感器等,可以针对煤矿的实际情况而选择精度适合、安全可靠的传感器类型。
其次,对系统软件的开发与研究,可以通过优化系统本身设计算法的方法,提高煤矿瓦斯监控系统运行的可靠性、科学性,提升其对瓦斯传感器传输数据分析的准确性,并给出更加可靠、安全的控制指令来保障煤矿安全。同时,结合定期测试系统程序和信号传输效果的管理方法,可以及时简化程序的繁琐设计,并做到程序改良,进而提供安全、简洁、高效的系统运行模式。
3.总结
综上所述,通过分析煤矿瓦斯监控系统的应用情况,不仅为煤矿瓦斯监控系统的完善提供了更加丰富多样的选择,而且对改进煤矿瓦斯监控设备、创新煤矿瓦斯监控系统技术应用产生了积极影响。通过不断创新煤矿瓦斯监控系统的关键技术,进而提高煤矿瓦斯监测效果,实现安全生产、高效生产。
摘要：本文主要分析了煤矿瓦斯监控系统的主要应用,重点介绍了若干应用方法,其具有提高煤矿瓦斯监控效果的优点,并达到了实时监测、动态分析的结果。通过分析煤矿瓦斯监控系统的应用,不断推进煤矿瓦斯监控系统中新技术的发展,进而完善煤矿瓦斯监控系统的功能。
关键词：煤矿,瓦斯,监控系统,应用,技术
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