煤矿安全仪器监测数据误差与监测工操作关联研究

煤矿安全仪器监测数据误差与监测工作操作关联研究摘要：煤矿安全监测数据的准确性直接关系到井下灾害预警的及时性与可靠性。监测数据误差不仅源于仪器本身的精度限制与环境干扰，更与监测人员的操作行为存在显著关联性。为此，本文针对煤矿安全监测系统中数据误差的产生机理与监测工作操作行为之间的内在关联进行系统研究，深入剖析了安全仪器操作行为对数据采集、传输、处理各环节对仪器误差的影响，并有针对性地提出改进的技术措施，包括优化操作流程、加强人员培训、改进人机交互设计等，从而为提升我国煤矿安全监测数据的可靠性和有效性提供理论支撑。关键词：监测仪器；操作行为；人因工程；数据质量；煤矿安全；关联机制引言煤矿安全监测系统是保障煤矿安全生产的重要技术手段，是通过持续采集井下环境参数，为灾害预警和应急决策提供数据支持。然而，在实际运行过程中，监测数据往往存在各种误差，严重影响系统的预警效能[1]。传统研究多从仪器精度、传输干扰等硬件角度分析数据误差成因，忽视了人为操作因素对数据质量的影响。煤矿井下监测工作作为连接仪器系统与数据应用的关键环节，其操作行为的规范性与准确性直接影响最终数据的质量[2]。监测人员在进行仪器调校、数据记录、状态检查等操作时，任何疏忽或偏差都可能引入系统性误差。这种误差往往具有隐蔽性和累积性，难以通过常规校验发现，却可能最终导致灾难性后果。因此，本研究从人因工程学和系统安全理论出发，深入探讨监测工作操作行为与数据误差之间的内在关联机制，分析操作过程中可能引入误差的关键环节，构建基于操作行为优化的数据质量控制体系，为提高煤矿安全监测数据的可靠性提供新的理论视角和方法支撑。1监测数据误差的类型与特征煤矿安全监测仪器的数据误差根据其产生机制可分为随机误差和系统误差两大类。随机误差通常由环境干扰、传输波动等偶然因素引起，具体表现为安全监测仪器数据的无规律波动；安全监测仪器的系统误差则往往由仪器漂移、校准偏差或操作不当等因素导致，从而呈现一定的规律性和持续性。从操作关联角度来看，煤矿安全监测仪器数据误差又可细分为操作引入型误差和操作放大型误差。煤矿安全监测仪器的操作引入型误差指直接由操作行为导致的误差，如校准操作不规范引起的测量偏差、数据记录错误造成的信息失真等；操作放大型误差指操作未能及时纠正仪器固有误差而导致的误差累积，如未及时发现传感器漂移、忽视环境干扰因素等。这些安全仪器操作方面带来的误差具有以下特征：一是隐蔽性，安全监测仪器的操作引入的误差往往混入正常数据中难以识别；二是传递性，安全监测仪器的单个环节操作误差会在数据处理链条中逐级放大；三是可预防性，通过规范安全监测仪器的操作，大部分操作相关误差可以得到有效控制。2监测操作行为与数据误差的关联机制2.1数据采集环节的操作影响安全监测仪器的数据采集是监测系统的基础环节，操作行为在此阶段对数据质量产生直接影响。安全监测传感器的安装定位、校准操作、维护检查等都需要人工参与，任何操作不当都可能引入系统性误差[3]。例如，安全监测仪的传感器安装位置选择不当会导致检测值不能真实反映井下瓦斯浓度分布；安全监测仪器的校准操作中标准气体使用不规范会使传感器产生基准偏差；安全监测仪器的清洁维护不及时会导致传感器灵敏度下降。安全监测仪器的操作人员的专业在面对异常数据时，需要判断是环境异常还是仪器故障，误判可能导致重要隐患被忽视，或产生大量虚假报警。2.2数据处理环节的操作影响安全监测仪器的数据处理环节包括数据记录、传输、存储等操作，每个环节都存在引入误差的风险。安全监测仪器的人工记录数据时可能发生抄写错误、单位混淆等问题；安全监测仪器的数据转录过程中可能产生信息丢失或扭曲；安全监测仪器的数据传输设置不当可能导致数据包丢失或时序混乱。安全监测仪器的操作人员对数据的解读和处理方式会影响最终数据的可用性。安全监测仪器在数据滤波处理中，参数设置不当可能过滤掉真实信号或保留噪声信号。2.3数据应用环节的操作影响安全监测仪器的数据应用环节的操作主要表现在对监测结果的解读和响应上。安全监测仪器的操作人员需要根据监测数据判断井下安全状态，并采取相应的措施[4]。安全监测仪器的预警阈值设置不当可能导致误报或漏报；安全监测仪器的报警响应不及时可能使小隐患演变成大事故；安全监测仪器的数据解读偏差可能导致错误的安全判断。安全监测仪器的操作人员的数据使用习惯也会影响监测系统效能的发挥，如过度依赖自动化系统而忽视人工核对、习惯于经验判断而忽视数据支持、缺乏数据质量意识而盲目使用不可靠数据等。3基于操作行为优化的数据质量控制体系3.1操作流程标准化建设建立完善的监测操作标准体系是控制安全监测仪器的操作相关误差的基础。应针对不同类型监测仪器的操作特点，制定详细的操作规程和质量标准，明确每个安全监测仪器的操作环节的技术要求和质量指标，同时建立操作质量评价体系，对监测人员的操作行为进行量化评估，通过操作过程记录、操作结果检验、操作效果评价等多维度指标，实现对操作质量的全面监控。3.2人员能力系统化提升安全监测仪器的操作人员的技术能力和专业素质是影响操作质量的关键因素。为此，应建立安全监测系统的培训体系，重点培养安全监测仪器的操作人员的仪器原理理解能力、操作技能水平、数据分析能力和问题处理能力。培训内容应覆盖仪器工作原理、操作规程、数据处理方法、故障诊断等方面，通过模拟各种工作场景和异常情况，提高操作人员的应急处理能力和复杂情况判断能力。3.3人机界面优化设计改进安全监测仪器的人机交互设计可以有效减少操作失误。安全监测仪器的界面应设计简洁明了，重要参数和状态信息突出显示，操作流程引导清晰，减少操作人员的认知负荷和操作复杂度。安全监测仪器的报警信息应分级分类显示，提供明确的处理建议，避免信息过载或误导。同时，要建立安全监测仪器的操作防错机制，通过技术手段防止安全监测仪器的常见操作失误。3.4数据质量全过程监控安全监测仪器操作失误的消除，还应当建立覆盖煤炭数据生产全过程的质量监控体系，实现对操作质量的持续改进，包括操作前准备检查、操作过程监督、操作结果校验等多个环节的质量控制，建立数据质量溯源机制，能够追踪到每个数据的生产过程和操作记录，便于安全检测仪器出现问题后进行分析和责任认定。安全监测仪器操作失误的消除，还应建立数据质量评价和反馈机制，定期对监测数据质量进行评估，及时发现和纠正操作问题，同时要加强经验交流和信息共享，推广优秀操作实践方法，不断提高安全监测仪器的整体操作水平。4结论煤矿安全监测数据误差不仅与仪器性能和环境因素相关，更与操作行为的规范性和准确性存在密切关联。为此，本研究系统分析煤矿安全监测数据误差与监测工作操作行为之间的内在关联，揭示了操作行为对数据质量的重要影响机制。研究表明，有针对性地提出了通过优化操作行为来提高数据质量的系统方法，包括操作流程标准化、人员能力提升、人机界面优化和数据质量全过程监控等方面。这些措施相互支撑、协同作用，共同构成一个完整的数据质量控制体系。本研究为煤矿安全监测数据质量管理提供了新的思路和方法，强调从单纯关注仪器性能转向同时重视人的操作因素，从被动处理误差转向主动预防误差，从事后纠正转向全过程控制，从而提高煤矿安全监测数据的可靠性和有效性，为煤矿安全生产提供更加可靠的方法指导和实践借鉴。以上作品的著作权为本作者所有，仅供参考，严禁抄袭，需要全套资料或者专业辅导请联系作者：QQ：2993571832微信：lxj1234511参考文献[1]姚军,管米利,乔帆.基于Spark的煤矿安全预警系统[J].现代电子技术,2022