[来源]　　[作者]　本站编辑　[发表时间]　2010-8-19 9:23:00

    我国是世界上最大的煤炭消费国和生产国。随着国民经济的快速增长，煤炭需求量的不断攀升，超负荷生产已经成为采煤行业增加产出的主要手段之一。国家安全生产监管局的数据显示，约有1/3的国有煤矿生产负荷过重，这不仅增加了事故隐患，也为煤炭企业的可持续发展带来了压力。

    近两年来，煤炭供应紧张，随之而来的是各个煤矿生产的超负荷运转，高速发展的生产突显出煤矿安全生产各环节中对于生产隐患治理监测技术水平的落后，相应所导致的各级安全事故也不断发生。

    如何利用现代化的科技手段有效监测煤矿安全隐患问题，保障煤矿稳定高产的良好发展态势，成为煤矿采掘业现代化进程的重中之重。

    本次介绍的煤矿安全生产检测系统解决方案，是集合先进科技技术手段，结合一线煤矿安全生产需求而开发的面向煤矿综合水、井下巷道围岩变形、综采工作面支护等生产安全隐患检测智能生产辅助系统，各子系统均采用模块化开发，集成在统一的系统管理平台。

图一

    煤矿安全生产动态遥测系统的架构，是在中心平台的基础上，开发出不同应用面的功能子系统，有以下的优势：

    煤矿可以根据实际需求，在中心平台上选择配置相应功能子系统。同时，管理中心可以在局域网络内设置多个，用以满足煤矿安全生产各级监管部门使用。本方案结构灵活，使煤矿企业在开展安全生产监测系统建设工作能分步进行、逐项实施，精细应用，能使各子系统功能快速投入使用，避免整体实施的长周期，做到各项功能加载的快速及监测效果的立竿见影。模块化系统可以按照特别应用需求，在子系统功能上做适度调整，达到更贴近应用的目的，煤矿安全生产动态遥测系统常规可设设置多级星型节点和管理中心。

图二

    煤矿安全生产动态遥测系统可以使煤矿管理层快速、及时、准确地获取安全生产相关数据，提高决策科学性，从而避免或减少因监测不力而引发的安全生产事故和经济损失。本系统可以通过集团公司以太网路将各矿监测监控信息传送到总部，可以对各矿监测监控信息进行分析总汇，为整体企业生产活动提供辅助决策的科学依据。

    煤矿安全生产动态遥测系统集成所涉及的技术有：通讯、光纤传感、扩散硅数字传感、计算机网络、数据库开发、JSP、微功耗等。

    煤矿综采工作面支架阻力动态遥测子系统

    煤矿井下综采工作面生产的安全及顺利与否与液压支架的支护状态等有着密切的关系，回采工作面顶板突水灯灾害的发生往往与顶板来压存在着密切关系，综采工作面支护阻力的变化特征以及顶板来压显现规律等也是顶板水情预警系统所不可缺少的重要预警指标之一。

    通过对综采工作面液压支架的工作阻力等进行动态遥测，不仅可以及时掌握液压支架的工作状态、采矿压显现规律和对采场顶板来压进行预警，为采场管理及压架原因分析提供技术数据，还可以通过综合分析实现对顶板水害等情况的预测预报，从而为煤矿安全生产服务。

    我国矿井锚杆支护设计多以经验方法为主，原始资料较少，相对简单，设计结果可靠程度不高，很难满足生产安全上的高要求。建立完善的动态遥测系统，通过先进的动态遥测技术对工作面支架阻力进行动态遥测，可以及时、有效地获取有关数据信息。因此，通过对综采工作面锚杆支撑阻力变化来实现对煤矿综采工作面安全预警具有十分重要的现实意义。

图三

图四

    煤矿综采工作面支架阻力动态遥测子系统平台软件结构

图五

    煤矿综采工作面支架阻力动态遥测子系统平台软件界面

图六

    煤矿井下巷道围岩变形动态遥测子系统

    煤矿井下巷道的稳定性对于煤矿的安全生产以及高产高效等关系密切。巷道的稳定性受围岩性质、施工质量、支护方式等多种因素影响。

    采用先进的监测技术、科学的分析方法等进行综合分析、处理，通过先进的监测技术对巷道的顶板离层位移、围岩压力、围岩应变、围岩深部位移等各项涉及井下巷道形变参数的稳定性进行动态遥测、分析判断巷道的施工质量、安全程度，分析特定条件下巷道的矿压显现规律、巷道离层位移的变化规律等，对井下巷道围岩变形动态遥测来实现对巷道整体稳定性的预警具有重要的现实意义。

图7

图8

    煤矿综合水动态遥测子系统

    为保障煤矿安全生产，有效提高煤矿防治水工作成效，采用计算机技术及通讯技术基础研发的煤矿综合水动态遥测子系统能够实现对各水文水位、水温变化以及井下水文孔水位、水压、流量、涌水突变、水温的动态遥测，便于煤矿地质水文工作实现时获取第一手矿区水文监测数据。

    利用监测中心收到实时、准确的各水文监测点变化数据，可掌握煤矿采区整体水文动态，在出现煤矿井下大量涌水之前通过数据分析惊醒相应的预警作用：在发生井下涌水水患时能及时监视地下水位的实时变化数据，为煤矿防治水紧急处理提供决策依据：长期地下水文数据的积累也可为地区的地下水资源管理提供历史数据积累。

动态遥测子站分地面水文孔及井下水文孔两类。

图9

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    煤矿综合水动态遥测子系统六大特点

    1、系统的低功耗处理

    遥测子站采用太阳能板及浮冲式蓄电池做为子站设备的供电装置，待机状态下，本系统遥测子站工作电流仅为50μA ，稳定可靠，在3-5年内免去工作人员维护遥测子站供电的野外工作。
  
    2、系统的稳定性

    遥测子站设备有防雷击、过充、过放电的保护蓄电池功能，可按照需求选配防盗部件（短信提示）。
 
    3、系统的可扩展性

    提系统组成灵活，可任意增、减遥测子站的数量、改变子站的通信方式 、增加子站采集的数据类型、网络浏览以及根据需要增设测报分中心等等性能扩展要求。
  
    4、系统数据的自记性特点

    遥测子站内嵌512KB非易失存贮器，如遥测子站按每2小时采集一次数据的采集频度计算，遥测子站可以存贮近800天的水文数据，非易失存贮器内存贮的数据可现场采集或恢复。
 
    5、系统选择传输通道的灵活多样满足系统运行的传输变化要求

    在遥测系统使用中根据数据量大小、传输通道选择以及特殊使用要求均可重新采用GSM短消息、超短波、有线电话、卫星、800MHz分组交换中的任意一种方式进行系统数据传输。  
 
    6、避雷保护措施

    遥测子站的安装对所有输入输出引线（如电源线、传感器引线、通信线等）都采用了多级隔离、吸收措施，最大限度地避免雷击等过电压、过电流对遥测子站的破坏。