“一通三防”信息化建设与创新实践

一通三防”信息化建设与创新实践摘要：“一通三防”是煤矿安全高效生产的重要基础和安全管理的重要组成部分，传统的“一通三防”管理手段和方法已不能适应现代化矿井的需要，针对传统“一通三防”信息化监控系统存在的缺点，进行大胆创新与改进，完善了系统功能，提高了系统的可靠性与实用性，为煤矿安全生产快速决策提供了依据。关键字：一通三防；安全管理；信息化；监控系统1引言“一通三防”信息管理系统的开发应用是现代煤炭企业为保障煤矿通风安全，防止矿井煤尘、瓦斯爆炸，提高现代化管理手段的一项重要工作，从80年代开始，以瓦斯监测技术为代表的“一通三防”信息化技术的应用开始不断推广，使用传统的“一通三防”管理手段和方法人为影响因素大、监测内容单调、方法落后、可靠性差等缺点越来越凸显出来，建立以计算机为基础、以网络技术为特征的一通三防信息管理系统，不仅为煤矿企业之间和企业与上级管理部门之间构建了全新的信息交流平台，实现了管理业务的有效整合和信息资源共享，而目为煤矿安全信息化管理提供了技术支持，提高了工作效率和管理水平，对促进安全管理工作的科学化、规范化和标准化，保证煤矿安全、高效生产具有重要意义[1-。5]2“一通三防”信息化建设急待解决的问题经过十几年的建设和经营，“一通三防”信息化建设虽然取得了较大的成绩，但通过近几年的应用发现，仍停留在一个较低层次，虽然系统软硬件水平有较大的改善，监测质量明显提高，监测内容更加丰富，但它故障率较高、稳定性差、监测数据单一，以及使用过程中暴露出来的诸多问题，急需要完善和提高，同时信息化建设必须根据“一通三防”工作的发展，不断扩大其外延和内涵，努力适应安全生产需要。监测内容单一传统的监控系统只有一台主机、一台备机，即只有一个显示窗口，只能监测瓦斯为主的各类数据，在查看其他监测数据时，必须关闭已开的监测窗口，既繁琐，又不能全面显示实际所监测的各类数据，很容易顾此失彼，造成除瓦斯外监测数据即使有异常变化，却往往不能及时发现。2.2监测系统故障1、数据传输故障监控系统虽然是整体比较稳定和可靠，但在生产实际中，监测数据传输缓慢，经常中断数据传输的问题经常发生，究其原因，主要有三个，一个是公司监控系统负荷较大，监测线路过长、运行分站数量过多。二是电源箱中板质量不稳定，易损坏。三是因监测线路使用普通橡胶电缆，容易受其他电磁场的干扰。2、容易出现各类误报警在监控系统使用过程中，我们发现监控系统误报警频率较高，其中绝大多数误报警，通过模拟曲线可以直观的加以判断，但仍有很多，引起了不必要的慌乱，造成主机发送错误信息，导致引发不必要的恐慌和生产现场自动断电，从而严重干扰了正常的生产经营。3、瓦斯传感器经常损坏瓦斯传感器在采掘工作面使用过程中，由于放炮等原因，需要经常来回拉动，同时放炮引起的剧烈震动产生的冲击波以及飞起的石块等，都可能造成传感器外壳或元件受损，使传感器无法进行正常监测的问题，也比较突出，导致出现监测系统出现“真空”。4、报警告知范围小，问题发现不及时我们注意到监控系统是安全可靠的，但受人为因素的影响，往往出现语音报警，也不容易发现。原因主要有两个：一是监控系统只具有语音报警功能，一旦监测人员由于精力不集中或不在现场，别人无法掌握监控告警信息。二是监测人员不可能每班8个小时都盯着监控屏幕，一旦注意力不集中，瓦斯浓度升高报警，不易发现。2.3防尘设施管理困难煤矿监测系统是一个良好的平台，信息化建设和创新只有围绕它展开，才有生命力。作为“一通三防”管理重要部分，综合防尘工作一直是工作管理的一个薄弱点，特别是防尘水幕等防尘设施的使用很不正常，员工害怕水淋，往往动不动就人为的将防尘水幕的把手关闭了，造成防尘设施形同虚设。如果去掉防尘水幕的把手，必将造成防尘水幕长期喷雾，在多数情况下，既浪费了大量防尘水，又容易造成积水泛滥，现场条件恶化，如果能够实现水幕的自动化控制，将会成功解决这一问题。3“一通三防”信息化创新实践针对“一通三防”信息化建设的缺点，本文提出“一通三防”信息化创新实践，不仅新技术、新工艺推广应用方面取得了可喜的成果，在理论研究创新，实践应用创新方面也有所突破，使信息化建设向着监测与控制并重、就地自动控制、远程人为控制、灾害预防、信息共享、多参数、多媒体、多功能综合监控发展，具体表现为一下几点。新上多屏显示系统针对监测窗口少，无法满足大量监测信息快速直观浏览的实际，我们在监控中心增加了多屏显示功能。多屏显示功能是通过在监控主机中增设多屏显示卡实现。多屏显示卡是专为今天的PC机更深层的应用要求而设计的高性能的多屏卡。它使一台PC机支持多台VGA显示器、电视机或DVI数字平面显示器，它是专为当今图形图像应用而设计的，特别是在windows下进行多种运行参数开发设计、编辑、控制、多媒体。多屏显示卡并不是简单的多个显示器显示多个相同内容，而是多个屏幕上显示各自不同的画面，并可显示拼接的组合大画面。比如分屏数为4的多屏显示卡可以连接4台显示器，既可以让这4台显示器分别显示画面的一部分，一起组成一副画面，也可以让这4台显示器各自显示不同的画面。鼠标及窗口还可以在各个屏幕间漫游移动，而无需软件的任何改动。图1多屏显示效果图通过增设多屏显示功能，使矿井监控系统的作用得到了充分的发挥，各种监测数据做到了一幕了然。进行监测系统的自主革新1、针对数据传输故障问题，改变了监测系统的结构原有的监控系统只有一个传输接口与主机相连，南北两翼50多个分站数据通过单层连接方式连接，见图2。抗故障能力较低，一旦发生故障，往往导致情况监测系统失灵，是数据传输故障频发的主要原因。

图2监控系统单层连接方式我们通过增加矿井监控系统的传输通道，改变系统的连接方式，使南北两翼的监测设备成为各自独立的两个部分，互不影响、互不干扰，增加了系统可靠性。见图3。图3监控系统多层连接方式2、解决了误报警问题监控系统发生误报警的主要原因有：一是监测电缆、瓦斯传感器由于潮湿、进水等原因，导致整个系统，绝缘电阻变低。二是瓦斯传感器黑白元件质量不过关，催化反应引起电桥电阻变化失控。三是分站主板维修、管理不当。四是井下监测气体中含有乙烷、丙烷、乙烯、丙稀等可燃性气体。针对以上情况，我们主要采取了如下措施：一是加强了监测电缆和瓦斯传感器的保护，有淋水或潮湿的地方，加强对监测线路、电气设备的巡查工作，发现问题及时盯上处理，并用塑料布、挡雨板等物品对接线盒、瓦斯传感器等易进水的地点进行保护。二是通过购进不同厂家的黑白元件进行比较，选用质量稳定、抗老化、能够适应复杂恶劣井下条件的产品，作为黑白元件的替代产品。三是增加了维修人员3名，定期对监测系统维修人员进行培训，提升他们的业务素质。四是及时采集气样，送专业部门检测，针对性的对瓦斯传感器进行标校。3、瓦斯传感器的保护问题针对瓦斯传感器、便携仪放炮过程中容易损坏，我们研制了铁制保护套，瓦斯传感器、便携仪使用保护套进行保护后，采掘工作面放炮期间，瓦斯传感器、便携仪不需要拉到迎头20米外，保证了监测数据的真实性。其制作方法如下图4所示。

活动插板监测电缆孔数据显示窗口活动插板监测电缆孔数据显示窗口图4瓦斯传感器、便携仪保护制作示意罩4、解决了人为因素造成的瓦斯报警范围小的问题一是新增设了报警发送短消息功能，将公司领导、主要通防管理人员的手机号码输入微机，一旦矿井监控系统出现瓦斯报警现象，能够立即向他们发送报警信号，使他们第一时间作出反应，及时查明原因进行处理，消除了因延误时机，造成的隐患。二是建立了两套安全监控中心，两个人同时监测，减少了报警发现不了的可能，同时我们还建立了预报警制度，一旦瓦斯浓度达到或超过0.6%（正常报警值1％），自动进行语音报警，赢得了处理时间，可提前采取措施。实施了防尘自动化改造电磁阀可自动接通或切断水源，从而对液动控制膜头液路进行切换。它由阀体、阀罩、电磁组件、弹簧及密封结构等部件组成，动铁芯底部的密封块借助弹簧的压力将阀体进水口关闭。通电后，电磁铁吸合，动铁芯上部带弹簧的密封块把排水口关闭，水流从进水口进入膜头，起到控制作用。当失电时，电磁力消失，动铁芯在弹簧力作用下离开固定铁芯，向下移动，将排水口打开，堵住进水口，膜头水流经排水口排出，膜片恢复原来位置。利用电磁阀这一工作原理，将电磁阀的控制电路利用监控中心分站控制，自动接受地面监控中心的指令，随时控制水幕的开关，实现自动控制。4、“一通三防”信息化建设取得的效果矿井进行“一通三防”信息化创新实践以来，先后完成了无线监测传输、局部通风机在线监测、监测系统保护、防尘自动化改造、“四位一体”瓦斯抽放监控、监测结构改变等7个自主创新课题的研制和开发推广应用了泄漏通讯系统、多屏显示、报警短信息发送等新的工艺。通过创新实践，一是建立了立体化的监测网络，实现了井下、地面、空中相结合的覆盖式监测网络。二是建立了全方位的监测网络。能够对瓦斯、风速、负压、设备开停、水压、温度、局部通风机在线运行状态等等进行实时监控。三是建立了安全可靠的监测系统。系统稳定型大大提高、故障率大大降低，为安全生产提供准确的决策依据。四是经济效益明显，提高煤炭生产效率，并有力提高了“一通三防”安全保障水平。5结论1）针对监测内容单一，采用多屏显示系统多个屏幕上显示各自不同的画面，并可显示拼接的组合大画面，使矿井监控系统的作用得到了充分的发挥，各种监测数据做到了一幕了然。（2）通过监测系统的自主革新，有针对性的解决监测过程中各类故障的产生，使监测数据更加准确。（3）实施防尘自动化改造，自动接受地面监控中心的指令，随时控制水幕的开关，实现自动控制，解决了防尘自动化管理困难的难题。参考文献