关于煤矿瓦斯监测监控发展

关于煤矿瓦斯监测监控发展

杨义

毕节市能源局能源发展中心 551700

摘要：煤矿开采过程当中，会产生大量的瓦斯，对于矿井内部瓦斯监控工作有效性决定着煤矿生产安全。当前，煤矿生产过程瓦斯爆炸引发的安全事故时有发生，不但影响煤矿生产效率，而且还会威胁生产人员安全。可见对于瓦斯的监测与监控工作开展十分重要。下文简要梳理瓦斯的监测和监控系统应用现状，并对监控系统的未来发展趋势做出探讨，期待为行业人员提供参考。

关键词：煤矿；瓦斯监测；监控

引言：在煤矿开采过程，矿井底部可能会聚集大量的瓦斯气体，随着煤矿开采的进行，瓦斯气体数量也会越来越多，彻底清除具有较高难度，但是可以通过先进的设备对于瓦斯浓度进行监测，一旦超出标准，系统就可发出警报，提示相关人员采取解决措施，保证井下工作人员能够快速撤离现场，提高煤矿生产安全性。但是，从大量的瓦斯事故来看，瓦斯浓度的监测还存在不同程度问题，因此，需要重点探讨瓦斯监测和监控技术的应用问题，寻找解决措施。

一、煤矿瓦斯监测监控现状

我国目前有超过5000余个国有煤矿都使用瓦斯监测管理系统，但是，随着使用时间的延长，大部分监测系统中的设备变得陈旧，功能也出现异常，设备使用过程当中故障问题频发。加上部分煤矿的安全部门没有重视监测设备的维护和检查，这样可能难以将设备功能充分发挥。而小型煤矿针对瓦斯监测，设备安装率约为50%。随着安监部门对于煤矿生产提出严格要求，小型煤矿才开始使用瓦斯监测这类设备。

我国在瓦斯监控领域可用的设备类型达到十几种，典型的有KJ90NB型设备，由重庆科学院所研制，可以监控基站数量128个，信息传播速率达到1100kB/s，监测周期小于10s，监测距离大于14km；还有KJ11N型设备，由镇江中煤所研制，可以监控基站数量在64~128个之间，信息传播速率达到1100kB/s，监测周期小于20s，监测距离大于11km；还有KJ95N型设备，由沈阳煤炭科学院所研制，可以监控基站数量128个，信息传播速率达到1200kB/s，监测周期小于30s，监测距离大于14km；还有KJ33型设备，由常州天地企业所研制，可以监控基站数量64个，信息传播速率达到6000kB/s，监测周期小于30s，监测距离大于15km。

可见，大部分监测设备可监控的基站数量都超过64个，信号传输速度也高于1000kB/s，能够保证瓦斯监测系统运行的稳定性，因此在煤炭企业当中得到了推广应用。而后我国从欧洲引进了新型监测系统，具体包括TF200、DAN6400等，也自主研发了KJ75、KJ13和KJ38等系列监测系统。在时代快速发展过程当中，上述监测系统在瓦斯监测当中的应用局限性也逐渐凸显，所以，为了提高系统监测效率，需要对其进行升级和改造^[1]。

在20世纪90年代后，由我国自主研发的KJ101、KJ200和NSNM等监测系统，此类系统可以借助网络传播监控信息，传播速率超过5000kB/s。最近几年，我国针对安监系统做出技术升级，通过电缆和光纤就可以传输监测信号，让系统功能更加完善，可以实现对矿井整体环境安全的监测。

二、煤矿瓦斯监测监控未来发展趋势

（一）强化硬件网络建设

我国在瓦斯监控领域，应该关注网络硬件的建设和发展，重点做好以太网接口研制工作，生出更多接口较为齐全的设备。传统监测系统使用过程，存在信号传输的速度慢，且画面的分辨率也相对较低问题，导致监测人员不能精准分辨矿井内部实际情况。对此，可以在监控系统当中融入工业电视、视频通话和安全监测等系统，辅助瓦斯监测各项工作。与此同时，通过网络硬件的完善还能提高监测数据的传播速度，让瓦斯监控过程能够实现网络化，使管理效率更高。此外，监测系统屏幕也可选择大尺寸的彩色屏幕。矿井变电站的运行监控可通过多接口协议完成，和工业以太网进行连接。

（二）研发高性能传感器

当前，在瓦斯监测领域系统使用的传感器存在如下两个方面的不足，一是传感器的种类相对较少，难以监测矿井内部瓦斯含量实际情况；二是瓦斯传感器的精度不足，部分设备使用年限相对较短，因此可能工作过程出现稳定性弱的问题，需要依赖技术人员对设备进行反复调节。针对此现象，未来应该致力于智能化、灵敏度高的瓦斯监测传感器研发，让传感器具备环境诊断和调节多项功能，延长设备使用时间，并且能够适应矿井内的复杂工况，且传感器还需具备自我标定、调零多种功能，可以传输统一的监测信号，提高传感器设备使用过程的可靠性，这样才可以监测系统提供准确的数据信息，保证管理人员能够随时掌握矿井内部瓦斯浓度。

（三）完善瓦斯系统功能

随着煤矿开采频率的增加，开采工作面的范围更大，矿井内部环境监测工况更加复杂，煤矿开采整个过程包括开采和运输等环节，涉及的监测内容更多，因此，对于瓦斯监测系统的功能提出更高要求。为了完善瓦斯监控系统功能，还需要增设断电控制、报警等装置。同时，还需要加强矿井内部电力系统管理，对监测系统增设电流保护系统，解决矿井内部出现的电气火源类问题。除此之外，监控系统还需要具备通风功能，这样如果井下瓦斯浓度超高，系统可以自动开启疏散功能，降低瓦斯浓度，防止浓度超出标准，发生瓦斯窒息或者爆炸等安全事故。

对于监测系统的管理也十分重要，可以利用网络化的管理方式。通过网络对于瓦斯浓度进行实时监测，并传输监测信息。依托网络化管理系统，能够实时反映矿井瓦斯浓度情况，在瓦斯浓度超标时，及时通知工作人员撤离现场。此外，利用网络化管理模式，还能增强不同矿井监测系统之间的关联，让瓦斯监控能够全面开展^[2]。

结束语：总之，在我国煤矿生产过程当中，瓦斯爆炸这类事故时有发生，瓦斯浓度的监控不合理是此类事故发生的重要原因。因此，为了保证矿井开采过程的安全性，预防瓦斯爆炸这类事物发生，需要结合当前监测系统存在的问题，优化解决，注意利用信息技术，开发新型传感器，丰富监测系统功能，为煤矿安全生产提供保障。

参考文献：

[1]魏利纯.煤矿瓦斯监测监控系统日常管理[J].矿业装备,2021(04):136-137.

[2]牛朝亮.论国内煤矿瓦斯监测监控系统现状与发展[J].能源与节能,2016(02):113-114.