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煤矿安全监控系统关键隐患维度及优化路径研究

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煤矿安全监控系统是预防矿井事故的重要防线,其稳定性和可靠性直接关系到井下作业人员的生命安全。下面,我对煤矿安全监控系统的关键隐患维度及优化路径进行梳理和分析。

🔍 煤矿安全监控系统关键隐患维度

1、 系统硬件与稳定性问题

煤矿安全监控系统在硬件和稳定性方面普遍存在多个问题:

  • 设备老化与系统不稳定:许多煤矿的监控系统使用时间较长,设备老化,导致传输信号缺失或网络中断频繁发生。系统主机配置不足,仅有一台处理主机,缺乏备用主机,或者使用PC机代替专用工业控制机

  • 供电与线缆问题:系统电源输出功率不足,电缆电阻过大,导致远端传感器电压不足,设备频繁重启。并下环境特殊,线缆长度无法随意调整,进一步加剧了供电不稳定问题。

  • 传感器配置与安装不规范:传感器配备数量不足,种类不全,部分开采易自燃煤层的矿井未配备一氧化碳、温度传感器。传感器安装地点及悬挂方式不当,起不到应有的报警、断电保护作用。

2. 系统功能与数据管理缺陷

系统功能不完善和数据管理漏洞也是突出的隐患维度:

  • 系统功能不健全:部分系统缺乏被控设备的馈电状态监测功能,主机数据存储查询时不能调阅,没有系统设备布置图显示功能。监控系统模拟量监测状态不连续,经常出现长时间无监测数据的状态。

  • 数据传输与处理漏洞:系统存在选择性上传数据的功能,有些甚至出现了维检功能和批量设置标校功能。数据库数据未加密存储,系统日志不能查询和记录,给数据篡改提供了可能。数据”断点续传”功能缺失或无效,导致系统中断期间的数据无法补传。

  • 应急联动功能缺失:多数煤矿的安全监控系统与人员定位、应急广播系统联动失败,表现在应急广播无响应、定位卡无振动报警等。

3. 管理与维护漏洞

管理与维护方面的漏洞严重影响了监控系统的有效性:

  • 维护不及时不规范:监控设备未定期检查、维护和调校,瓦斯传感器调校不及时,显示数据与光学瓦斯检定器实测数据相差较大。未按规定定期测试甲烷超限断电和风电闭锁装置功能。

  • 人为干扰与数据造假:某些情况下,人员故意使传感器工作不正常,退出、甩掉远程断电功能,导致瓦斯超限不报警、不断电。存在篡改、删除瓦斯超限数据,屏蔽真实数据上传的情况。

  • 管理制度不健全:许多煤矿没有建立完善的安全监控系统管理规章制度,未成立专门机构,缺乏专职监测工。监控系统技术资料不完善,未绘制断电控制接线图,缺乏设备仪器台帐。

4. 人员与培训不足

人员素质和培训水平直接关系到监控系统的使用效果:

  • 专业人员缺乏:煤矿缺乏足够数量的专职监测工,实行24小时值班制度。现有管理人员对监测系统功能和配置不清楚,对数据查询、历史曲线显示等操作不熟练。

  • 培训不足:未制定专题培训计划,缺乏对瓦斯监控人员的系统培训,特别是监测监控原理、系统构成及性能、日常维护、故障诊断与排除等专业知识。

  • 应急处置能力弱:未制定瓦斯监控系统非正常状态处置程序和应急预案,或未加强应急演练和应急处置技能培训,导致管理人员和井下作业人员应急处置能力不足。

🛠️ 煤矿安全监控系统优化路径

1. 技术升级与智能化改造

通过引入新技术和智能化改造,可以显著提升监控系统的性能和可靠性:

  • 硬件升级与标准化改造:对系统硬件进行全面升级,包括更换老化的监控分站、传感器等设备。采用”多合一”参数传感器,减少设备数量,降低能耗。升级电源和线缆,提高电源输出功率,更换更大截面积的电缆,确保远端传感器电压稳定。

  • 数字化与网络架构优化:将传统的模拟量传输技术升级为数字化传输,提高系统抗干扰能力。建设工业以太环网传输平台,通过不同井筒敷设光缆,形成冗余环网,提高数据传输的稳定性和速度。

  • 智能预警与数据分析:基于神经网络等先进技术,构建高效的预警模型,对实时数据进行处理和决策。建立集”感知、研判、预警、处置”于一体的煤矿安全风险分析研判信息平台,实现风险管控从”被动防御”升级为”主动布防”。

以下是一些煤矿在技术升级方面的成功案例:

煤矿案例
技术优化措施
成效
镇城底矿
采用多合一传感器、升级电源和线缆、加装备用电池。
故障率降低83%,应急响应时间从45分钟缩短至8分钟。
黄陶勒盖煤炭公司
构建远程集控平台,应用AI识别技术,打造风险分析研判平台。
运输效率提高10%,事故发生率降至3%以下,实现风险闭环管理。
中马村矿
升级KJ101X(A)系统,建设千兆光纤环网,实现数字化传输。
系统运行更稳定,抗干扰能力增强,巡检周期缩短至10秒以下。

2. 管理机制完善

完善的管理机制是确保监控系统有效运行的重要保障:

  • 制度建设与责任落实:完善瓦斯监控系统管理规定,切实做到”五个必须”:必须全域覆盖、必须装备齐全、必须校检及时、必须实时在线、必须断电可靠。建立专门的监控系统管理机构,明确岗位责任制,配备足够的专职监测工。

  • 全流程闭环管理:构建”人、机、环、管”全方位管控体系,实现从风险辨识、隐患上报、整改验收到分析总结的全流程闭环管理。通过平台”一张图”清晰掌握全矿风险分布,自动生成预警信息并推送至相关责任人。

  • 应急联动与多系统融合:实现安全监控系统与人员定位、应急广播、通信等系统的联动融合,当瓦斯超限时,自动发送撤离信息。依据实际状况设定多系统联动功能的应急预案、参数及条件,提高应急响应能力。

3. 人员培训与能力建设

加强人员培训和提高专业技能是优化监控系统运行的关键:

  • 专业技能培训:制定专题培训计划,加强对瓦斯监控人员的培训,突出重点,包括监测监控原理、监控系统构成及性能、监控系统日常维护、故障诊断与排除知识等。建立专题培训档案,对于培训考核不合格的人员要立即调整岗位。

  • 应急处置演练:制定瓦斯监控系统非正常状态处置程序和应急预案,并加强瓦斯事故应急演练和应急处置技能培训,提高管理人员和井下作业人员应急处置能力。随机抽查矿工自救器使用技能,确保能在30秒内完成盲戴。

4. 外部监管与政策引导

外部监管和政策引导在推动煤矿安全监控系统优化中发挥着重要作用:

  • 强化监管与检查:采用”四不两直”方式开展突击检查,对不符合《煤矿安全规程》要求的,及时下发隐患整改通知书,责令其限期整改。对发现的重大隐患,如甲烷电断电闭锁失效、未按规定安设传感器等,依法严肃处理。

  • 技术标准与规范引导:按照国家相关规定,对全部矿井的安全监控系统进行升级改造,促进数据融合,提高监控系统的抗干扰能力,提高系统运行的可靠性与安全性。明确系统技术要求,如断电时间本地的要在2s以下,异地的要在5s左右,巡检周期要在10s以下。

💎 总结与展望

煤矿安全监控系统的完善是一个持续的过程,需要从技术、管理和人员三个维度协同发力。未来的煤矿安全监控系统将朝着智能化、集成化、自动化的方向发展,通过引入物联网、人工智能等先进技术,构建全方位、全流程的安全防控体系,从而显著提升煤矿的安全生产水平。

希望以上对煤矿安全监控系统关键隐患维度及优化路径的分析能为相关工作者提供参考。如果您对特定类型的隐患或优化方案有更深入的兴趣,欢迎进一步交流。

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