[浅析“新郑煤电公司监测监控系统存在问题及改革与创新”]新郑煤电有限公司

　　中图分类号：TD76 文献标识码：A　　摘要：随着国家对煤矿企业安全生产要求的不断提高和企业自身发展的需要，为了进一步加强安全监测监控系统管理，提高系统稳定性、可靠性，防止和减少瓦斯误报警事故，新郑煤电公司针对安全监测监控系统存在问题，现场管理及监测设备等问题制定防范措施，提出一系列改革与创新，保证安全监测监控的稳定性，并推广使用先进技术设备。
　　关键词：监测监控系统；瓦斯误报警；现场管理；改革和创新
　　煤矿安全监控系统大大提高了矿井安全生产水平和安全生产管理效率，稳定运行、准确监测、灵敏可靠、反应迅速的监测监控系统是煤矿安全生产的有力保障。新郑煤电公司针对安全监测监控现场管理及监测设备容易出现的问题，提出一系列防范措施、改革和创新和现场管理方法，有效的保证安全监测监控的稳定运行。
　　一、矿井及监测监控系统概况
　　新郑煤电公司位于郑州市南约40km，矿井设计生产能力为3.0Mt/a，通风方式采用主、副井进风和回风井回风的中央分列式通风；2011年瓦斯鉴定为瓦斯矿井。监测监控系统为KJ209N型，系统由监控主机（一用一备，研祥IPC-810B）、传输接口、分站、各种传感器等组成，采用总线型传输方式，通过各种传感器将被测物理量转换成电信号后由井下监控分站传至平地监控主机，同时监控主机可以下发相应的指令作用于监控分站，最终实现对井下瓦斯、温度、风速、CO等各种参数的实时监控及对相应设备的断电操作任务。目前共安装分站25台，甲烷传感器84台，风速传感器12台，开停传感器28台，馈电传感器16台，风门传感器33组，风筒传感器4个，一氧化碳传感器13台，断电仪53台，温度传感器20台，实现了对各种有毒有害气体、设备开停状况、风筒风量、风门开关状态的实时监控，弥补了人工监测不及时、不全面及间断性缺陷，确保了通风系统的稳定。
　　二、监测监控系统存在问题
　　（一）瓦斯传感器误报警、误动作
　　监测监控系统常见误报警原因：
　　1.瓦斯传感器故障。由于煤矿井下环境恶劣，常有受损、潮湿进水等致使传感器量程偏移、精度下降等，由此出现显示瓦斯数值突然升高，然后回落到正常数值，造成误报警。
　　2.通讯线路故障。包含两个方面，一是传感器电缆或主干通讯电缆发生故障时，引起分站时而中断时而出现通讯误码，二是瓦斯传感器线路延伸或回收过程中，电缆接头（接线盒）松动、破皮、进水等很容易造成信号短路，从而发生误报。表现现象为：瓦斯数值陡然升高，报警超限时间大概为几秒钟。
　　3.传感器设计原因。部分瓦斯传感器由于设计原因，当接通电源或复电后，过高的电流、电压瞬间会产生一个较高瓦斯报警值。
　　4.电源故障。分站供电电源或传感器电源发生故障或有较大波动时，偶尔会产生误报。
　　5.电磁场干扰。监测监控设备安装条件复杂，随着井下机械化程度提高，各种大功率设备，变频控制技术广泛应用，引起强磁场、强电场对传输线路引起干扰而误报。
　　6.其他原因。
　　（二）瓦斯传感器寿命短、工作稳定性差和调校频繁
　　瓦斯传感器普遍采用载体催化元件，该元件存在使用寿命短、工作稳定性差和调校期频繁等缺点，其主要问题是：
　　1.抗高浓度冲击性能差。在巷道瓦斯涌出量大的情况下元件激活。反复作用的结果造成零点漂移并使其催化性能下降，抗高浓度冲击性能差是造成元件使用寿命低、稳定性差的主要原因。
　　2.对过分追求低功耗的元件，在矿井高湿度环境条件下,CH4在元件表面燃烧生成的水蒸气易于凝结在元件表面，降低元件使用寿命。
　　3.抗中毒性能差，容易被井下其它有害气体中毒而失真。
　　三、防范措施及改革创新
　　针对以上问题，新郑煤电公司结合现场工作条件，不断改革创新、采取措施来监测监控稳定运行。
　　（一） 防范措施
　　1.甲烷传感器的引出线必须固定于特制吊环上，避免航空插头受力造成接触不良；传感器挪移过程中正确操作，轻挪轻放，严禁碰撞；挪移过程中禁止手拽传感器电缆。
　　2.采用铅酸免维护电池作为后备电源的电源箱，必须安装在设备托架上，确保电池组铅板垂直放置，严禁吊装，内、外接地必须可靠。
　　3.岩巷爆破时，甲烷传感器应及时回撤，采取有效保护措施；迎头甲烷传感器的回撤距离不小于50米, 避免爆破震动损坏传感器。
　　4.经受大于4%CH4气体冲击的低浓度甲烷传感器，必须立即停用，经更换黑白元件、检定合格后方可使用。
　　5.甲烷传感器安装地点环境湿度大，传感器使用一个月后必须升井检修，进行干燥处理
　　6.航空插头使用4个月后必须及时更换，升井检查、维修合格后方可入井。
　　7.电源箱的供电电源避免和变频装置或设备取自同一台开关、同一台移动变压器；电源箱安装在变频装置附近时，必须采用屏蔽电缆给分站供电，屏蔽电缆两端必须接地。
　　8.监控系统主备机必须使用UPS不间断电源供电；主传输光缆、电缆在入井处必须有防雷接地；UPS不间断电源、传输接口、主机必须有良好接地。
　　9.每周进行断电试验、调校甲烷传感器的同时，应测试瓦斯断电闭锁功能，并对瓦斯传感器显示数据的误差进行检测跟踪，将不合格传感器及时更换。
　　（二）改革与创新
　　1.瓦斯传感器防护罩
　　防护罩利用黄色的废旧风筒加工而成，有效地降低了材料成本；防护罩使用后极大的防止顶板淋水、煤尘及喷浆浆皮导致的传感器失灵等现象；防护罩上的第二道吊挂钩，极大的减少了传感器因吊挂不牢而落地摔坏造成误报警的错误指示结果的次数；另外若掘面为岩巷时，可用钢板替代风筒布（见图1）
　　2.瓦斯传感器升降架
　　新郑煤电公司利用简单的杠杆学原理，以钓鱼竿为灵感以及2个滑轮和一些小附属件，设计出了钓鱼竿式瓦斯传感器升降架，快速升降传感器，解决了日常更换、校检、维护难的问题并提高监测电工的工作效率。需要取下时，只需轻轻转动手柄，传感器就会降落下来，减少了不必要的碰撞，使监测监控系统更加稳定、可靠；全矿安装试验后，看起来美观大方、经济实用除尘快捷、防治巷道洒水或淋水效果显著。（见图2）
　　3.监测线盘
　　监测线盘由两个半径为130mm半圆和130*130mm的矩形构成，加工材料为40mm*200mm扁铁，矩形扁铁设计两个固定孔，便于悬挂；改进前多余的电缆都是盘在一起用塑料网批吊挂在巷道帮上，不但外表不美观、不易维护，而且监测线容易被周围作业人员破坏，造成通信中断；改进后，将监测线盘至于线盘，实现监测线不缠绕式快速收、放线。
　　4.双机热备
　　监控系统主机和备机上安装了双机热备软件，实现了主控机与备用的自动切换和数据库的同步更新，防止因异常关机、死机而造成数据传输中断、数据丢失等现象。
　　5.甲烷3%断电闭锁
　　“局部通风机停止运转，掘进工作面或回风流中甲烷浓度大于3%，对局部通风机进行闭锁使之不能启动，只有通过密码操作软件或使用专用工具方可人工解锁；当掘进工作面或回风流中甲烷浓度低于1.5%时，自动解锁”，新郑煤电已对12组局部通风机实现了3%断电的安装工作。
　　四、结语
　　监测监控系统是煤矿安全生产的法宝，煤矿企业必须从企业发展的战略上，保证监测监控系统稳定、可靠、有效”，各项管理制度必须执行到位、落实到位，才能使煤矿监测监控系统稳定可靠，确保煤矿安全生产的和谐发展。
　　作者简介：郭志刚，男，2008年毕业于山西大同大学，助理工程师，现任新郑煤电公司通风科技术员
　　作者简介：牛书爱，女，河南省郑州市新郑市新郑煤电有限责任公司安质科