安全监测监控系统在矿山的应用研究-陕西耀杰建设集团有限公司

安全监测监控系统在矿山的应用研究

安全监测监控系统选型

地下金属矿山开采过程中存在各种危险因素．如高空坠落、机械车辆伤害、中毒爆炸伤害、矿井的水灾，塌方等，严重影响了井下作业人员的身心健康和生命安全。有必要选择信号覆盖面广、抗干扰能力强、安全可靠的安全监测监控系统，同时具备开放性、可扩展性的基本条件．并且满足金属矿山近期和远期的产品发展技术升级需求。在生产规模扩大的同时。预留一定的扩展空间。金属矿山的危险性因素，要求安全监测监控系统在选型时．需要无死角进行全方位监控，认为可采用视频监控、环境参数监控、关键设备监控、地压监控等方式，全盘掌控与矿山生产相关的炸药室、提升运输系统、有毒有害气体、井下地况复杂地带的岩石应力、地表沉降、风速、风压、温度、风机等。以此为依据．系统的监测监控要求具备综合性能力．譬如将井下各种传感器检测的数据．分别传送到地面监控分站和井下监控分站，经综合整理后．实时传输到地表监控中心．监控中心将信息经过整理后，以监控大屏幕、打印机、互联网远程监控的方式，实时展示出来。这种监控方式的即时性特征非常明显．而且信息的处理速度快．在目前国内外很多金属矿山开采中被广泛应用

安全监测监控系统应用方法

为了提高安全监测监控系统在金属矿山开发中的应用水平，认为有必要对相关应用方法进行捋顺．在设计好系统监测监控点之后，布置好监测监控基站。以及做好监测监控系统的安装维护工作。

监测监控点设计

结合安监总局对金属矿山监测监控系统的布置要求．以及综合考虑金属矿山在开发过程中存在的各种主客观危害因素．需要设计好系统的监测监控点：

(1)视频监测监控系统。视频监控采用网络型前端摄像机，信号传输均采用TCP／IP协议．通过千兆以太网传输至监控中心该监控系统监控对象是提升系统、关键地点、有害系统．通常安装在井口调度室、提升绞车房、井口、井底、调车场、炸药室、采场入口等，这些地点的事故发生率高．伤害程度高．其中提升系统和关键地点视频监控点设计的要求是能够确保系统性能稳定．而且不影响监控清晰度．在光线不足的情况下．能够自动启动夜视功能

(2)环境监测系统。固定式有毒有害气体的监测监控点布设要求是能够24小时不间断监测有毒有害气体的浓度．并且在达到安全浓度之前。自动发出声光报警信号．在每个生产中段和分段的进、回风巷靠近采场位置处以及在独头掘进巷道．距离回风出口5-10m回风流处设置有毒有害气体传感器：通风系统监测内容包括风速、风压及风机开停监测．在井下各开采水平的通风巷道、风机机站处设置风速传感器、风压传感器及风机开停传感器。风速传感器(.高风速为15m／s)设置在井下总回风巷、各个生产中段和分段的回风巷处，风压传感器设置在主要通风机处．风机开停传感器设置在每台风机的电机靠近风机的主回路上。

监测监控点设计

(3)关键设备监测监控，包括开关量和水位，前者主要监控风机、水泵、提升系统等设备的开关．其布设的基本原则是能够实时监控设备运行状况．并且能够在发生紧急情况之后．自动发出声光报警信号，紧急处理危险隋况，而后者主要监控对象是井下水仓的水位．通过控制水泵开关．旨在掌握水仓水位的情况．其基本参数不能够超过警戒水位。

(4)井下岩移和应力监测系统。采用液压式钻孔应力计和位移计与数据记录仪相结合的方式来监测开采过程中的矿柱及巷道应力及位移变化隋况，由数据记录仪、数据传输接口、钻孔式应力计和位移计四部分构成数据记录仪长期安装在井下．可配接4O支独立的钻孔应力计或位移计．根据预先设定的记录周期定时巡检矿(岩)体应力、巷道支架载荷、锚杆锚索受力、岩石位移等数据，并实时记录监测数据，并将数据以RS485或TcP／IP的方式送至监控主机，监控主机上的专用软件及时分析应力和岩移数据．根据监测数据变化。判断采空区顶板的相对沉降、顶板岩体开裂破坏情况以及顶板岩体的冒落情况等，并对异常情况产生报警。

监测监控点设计

(5)地表沉降监测。采用高精度全站仪和棱镜相结合的方法对采矿岩石移动界限内相关监测点的沉降进行观测．根据观测精度要求，在采空区中心按200mx200m的网格进行布设安全观测点．在重点地表构筑物附近多设置观测点。另外，在岩石移动界限范围外的安全区域设置2～3处基准观测点(其中1个用来定向)，利用高精度全站仪来观测数据并记录．再输入至监控主机进行处理分析，并对沉降趋势做预测和报警

监测监控基站的布置

结合金属矿山矿井巷道布置．以及各种需要监测监控的系统参数．采用统一调度的方式．布置好监测监控的基站，包括以下三个方面：

(1)安全监控中心基站．一般与井口综合楼采矿地表监控中心合并，需要具有高性能、高稳定性的工控机1O台，视频监控，井下有毒有害气体监测系统及通风监控、井下岩移和应力监测系统、地表沉降监测系统、关键设备监控系统主机各2台(冗余)，设不间断电源，能在停电的情况下。仍可工作2小时以上。

(2)地面分站，即在地面通风机房监控室、地面生产系统控制室等．设置地面分站．通过单元传输的接口。形成覆盖面广的矿井安全监控系统网．是金属矿井作业规模扩大之后必须设立的分站。

(3)井下分站．设置于井下各水平分段巷道内及通风机站旁，与传感器的距离保持在300m以内．而且要方便调试、检验和观察，自带备用电池，**正常电源中断后，能连续工作2小时。分站在采集传感器数据的同时也为传感器提供电源．并将检测信号转换成TCPdP协议信号后采用光纤以太网的模式由铠装光纤送至地表监控中心。