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1、安全监测监控技术 煤矿安全智能监测监控系统的特点 煤矿井下是一个特殊的工作环境，矿井监控系统不同于一般工业监控系统，矿井监控系统同一般工业监控系统相比具有如下特点：（1 1）电气防爆）电气防爆 一般工业监控系统均工作在非爆炸性环境中，而矿井监控系统工作在有瓦斯和煤尘爆炸危险的煤矿井下。因此，矿井监控系统的设备必须是防爆型电气设备，并且不同于化工、石油等爆炸性环境中的工厂用防爆型电气设备。（2 2）传输距离远）传输距离远 一般工业监控对系统的传输距离要求不高，仅为几千米，甚至几百米，而矿井监控系统的传输距离至少要达到10 km。（3 3）网络结构宜采用树形结构）网络结构宜采用树形结构 一般工业监
2、控系统电缆敷设的自由度较大，可根据设备、电缆沟、电杆的位置选择星形、环形树形、总线形等结构。而矿井监控系统的传输电缆必须沿巷道敷设，挂在巷道壁上。由于巷道为分支结构，并且分支长度可达数千米，因此，为便于系统安装维护、节约传输电缆、降低系统成本，宜采用树形结构。（4 4）监控对象变化缓慢）监控对象变化缓慢 矿井监控系统的监控对象主要为缓变量，因此，在同样监控容量下，对系统的传输速率要求不高。（5 5）电网电压波动大，）电网电压波动大，电磁干扰严重。电磁干扰严重。由于煤矿井下空间小，采煤机、运输机等大型设备启停和架线电机车火花等造成电磁干扰严重。（6 6）工作环境恶劣）工作环境恶劣 煤矿井下除有甲
3、烷、一氧化碳等易燃易爆气体外，还有硫化氢等腐蚀性气体，矿尘大、潮湿、有淋水、空间狭小。因此，矿井监控设备要有防尘、防潮、防腐、防霉、抗机械冲击等措施。（7 7）传感器（或执行机构）宜采用远程供电）传感器（或执行机构）宜采用远程供电 一般工业监控系统的电源 供给比较容易，不受电气防爆要求的限制。矿井监控系统的电源供给受电气防爆要求的限制。由于传感器及执行机构往往设置在工作面等恶劣环境，因此，不宜就地供电，现有矿井监控系统多采用分站远距离供电。（8 8）不宜采用中继器）不宜采用中继器 煤矿井下工作环境恶劣，监控距离远，维护困难，若采用中继器延长系统传输距离，由于中继器是有源设备，故障率较无中继器系
4、统高，并且在煤矿井下电源的供给受电气防爆的限制，在中继器处不一定好取电源，若采用远距离供电还需要增加供电芯线。因此，不宜采用中继器。通过上面对矿井监控系统的分析，可以看出，矿井监控系统不同于一般工业监控系统。因此，直接用一般工业监控的理论和技术解决矿井监控的问题是行不通的。不是不符合电气防爆要求，就是传输距离太近，或网络结构不适合用于矿井监控系统，或不能进行总线供电，或节点容量太小等。因此，现代化的矿井智能监测监控系统的研发和应用显得非常重要。煤矿安全监控系统智能化发展方向 物联网的引入物联网的引入1.系统框架设计基于物联网的智能化安全监控系统框架分为采集层、传输层、持久层和应用层四部分。(1
5、)采集层负责对矿下环境、设备的实时状态信息进行采集。结合矿用无线传感器，实现对异常信号位置的自动化识别.采集层中融入自我调节、自我校正技术，可有效保证传感器在井下运行的可靠性，同时还可对自身故障、异常展开自动诊断。煤矿安全监控系统智能化发展方向 物联网的引入物联网的引入(2)传输层包括有线传输和无线传输。有线传输依靠以太网，主要用于地上数据信息的传递和通信，无线网则服务于矿下，通过ZigBee技术，实现矿下信息的精准传递。(3)应用层主要负责大数据分析、信息检测、协调控制、远程监控、专家分析、安全预警等。煤矿安全监控系统智能化发展方向 物联网的引入物联网的引入(4)持久层引入云计算技术，可对采
6、集到的各类煤矿信息进行整理、分类和分析，实现数据资源的合理化利用，持久层通过逻辑判断，将不同数据准确划分到相应的模块，以实现整个系统中各个模块之间的联动反应，提高业务部署时效性，同时节约安全监控系统的运行成本。煤矿安全监控系统智能化发展方向 物联网的引入物联网的引入2.系统软件的设计基于物联网的智能化安全监控系统软件主要包括WebAccess、视频监控软件和SQL SERVER数据库。依托以上软件，可实现安全监控系统对煤矿生产的全过程监管，并进行风险预警、报表输出、在线监控等.无线传感器采集矿下作业信息，在监控中心对数据进行筛选、整理和分析，评估生产环境安全性，并实现数据的传输、共享和安全存储
7、，将高清摄像与视频监控软件相结合，对采集到的视频信息进行编码、压缩和传输.视频信号被传输至监控中心后，结合安全监控需求对其进行处理、提取和分析，并结根据分析结果做出安全管理决策。煤矿安全监控系统智能化发展方向 物联网的引入物联网的引入煤矿安全监控系统智能化发展方向 物联网的引入物联网的引入3.系统功能的创新(1)监控界面优化。考虑到安全管理人员在使用智能化安全监管系统时的便捷性，监控界面利用组态软件，呈现由传感器传输回的矿下监控画面，并清晰显示各项监测参数的实时数据，界面中涵盖报表输出、曲线生成、预警信息查询等功能按键，为人机交互提供便利。煤矿安全监控系统智能化发展方向 物联网的引入物联网的引
8、入 (2)数据库优化。为使智能化安全监控系统不断适应煤矿生产安全管理需求，将系统原本的数据库升级为SQLServer数据库，该数据库可通过odbc接口，实现与原数据库的高速数据传输，将多个数据库联合使用。煤矿安全监控系统智能化发展方向 物联网的引入物联网的引入 (3)实时动态监控。通过视频嵌入技术，在矿下安装多台云摄像设备，全面采集矿下动态画面，并通过无线网络将信号传输至地面。(4)瓦斯泄漏报警。在煤矿生产过程中，瓦斯泄漏、瓦斯爆炸是引发安全事故的主要原因。在智能化安全监控系统中提前设置矿下瓦斯安全警示值，当无线传感器检测到的瓦斯浓度达到这一警示值后，系统自动进行报警，并对井下环境的安全系数进
9、行评估，迅速做出处理反馈，提示井下人员进行检查或选择疏散。煤矿安全监控系统智能化发展方向 物联网的引入物联网的引入 (5)远程控制功能。远程控制功能能够在智能化安全监控中心，直接对平台接收到的数据进行远程分析和处理。对比实时环境数据及系统中存储的历史数据，判断是否存在安全异常，进而准确下达安全指令，确保井下作业安全。煤矿安全监控系统智能化发展方向矿用无线传感器的引入矿用无线传感器的引入 矿用无线传感器存在多种类型，以采集矿井内甲烷、二氧化碳、-氧化碳、水位、温度、湿度、风压、巷道压力的实时数据，将采集到的信息安全、迅速传输回地面监控中心，通过对矿下各类环境参数变动趋势的析及异常参数的挖掘，评价
10、煤矿生产安全系数，并对安全风险进行监控。煤矿智能化安全监控系统中引入的矿用无线传感器，主要对瓦斯、温度、风速等参数数值进行检测，可适应多种矿下运行环境，且通过无线网络进行数据传输，使得以往数据传输缓慢的问题得到极大改善，几乎可实现对矿下情况的实时在线监控。煤矿安全监控系统智能化发展方向矿用无线传感器的引入矿用无线传感器的引入1.网络选型 煤矿安全监控系统智能化建设矿下网络选用物联网，地上部分则依托因特网。为使无线传感器采集数据传输达到足够的安全性和高效性，建议使用ZigBee物联网技术，该技术的稳定性极高，可适应多种复杂、恶劣的运行条件，且其可扩展空间大、布施简便、应用成本较低，因此非常适合将
11、其弓|入到煤矿生产的安全控制工作当中。而地上监控中心的环境条件要明显优于矿下，因特网已经可充分满足其对网络传输、通信的要求。地面数据传输以有线方式进行，数据通过以太网被发送至具备存储功能的任务管理器，准备开展数据分析、检测等工作。煤矿安全监控系统智能化发展方向矿用无线传感器的引入矿用无线传感器的引入2.硬件设计。以ZigBee技术为依托的矿用无线传感器网络硬件系统包括任务管理器、网关、数据汇集模块和采集终端四个部分。其中，采集终端涵盖负责检测各类环境安全信号的无线传感器，可对井下数据进行实时采集和传输。终端传感器的布置分为移动监测和固定监测两部分,移动监测由井下作业人员随身携带，用于采集其活动范围内的环境信号;固定监测则被分别布置在井下各个监测点位置。数据汇集模块能够进行数据的汇总和转发，其通信模式为有线与无线相结合的方式，作为整个系统中的连接、协调环节。谢谢观看！