煤矿瓦斯监测系统研究

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1、煤矿瓦斯监测系统研究摘要：随着煤炭工业的发展和信息技术的进步，出现了两个与煤矿安全生产密切相关且值得注意的倾向:一是矿井生产规模不断扩大，安金监测（控）系统更加复杂，并常常聚集巨大的能量;二是对矿井生产环境的监测越来越依靠在计算机平台上的自动化和信息化的监测系统。监测技术进步在促进住产的同时也给安全牛产带來新的挑战，以计算机为平台的安全监控系统一旦出现故障，将给整个煤矿生产过程带来灾难性影响。最近几年，由于安全监控系统故障而导致的重特大事故已屡见不鲜，本文对煤矿瓦斯监测系统进行研究。关键词：煤矿乩斯监测系统

2、据国家煤炭安全生产管理局统计，金国有矿井安全监测系统860套，在籍瓦斯传感器15604头，风速传感器2935头，CO传感器1268头。在籍瓦斯遥测、断电仪17123头。在籍瓦斯氧气两用检测仪12578台，瓦斯报警矿灯27176台，光学瓦斯检测仪85142台，这些瓦斯检（监）测装置在预防瓦斯事故中发挥了重要作用。然而，近年来，瓦斯事故特别是重、特大瓦斯爆炸事故却多次发生在装备冇矿井安全系统的国冇重点煤矿中，伤亡多人，造成重大损失。究其原因是多方面的，但与矿井安全监测系统及设备“带病”工作冇密切关系。在矿井安全

3、监测系统运行中，常发生瓦斯传感器等设备故障，不能发现或发现滞后、不能及时维修更换，对测定的数据不显示、显示为负值或显示不稳定。有的系统屮分站及或分站电源故障，使监测数据丢失或系统失去断电功能。例如，淮南某矿安全监测装置，从1997的11B9U中班至11刀13日中班4天中失灵19次，失灵最长时间达166分钟，没冇及时发现故障，导致“11.13”特大瓦斯事故发生，死亡88人。抚顺龙凤矿1997年5M28S发生特大瓦斯爆炸事故。事后查明，在爆炸发牛丽两小时，爆炸地点区域故障停电，瓦斯监测探头因没有备用电源而停止工

4、作，恢复送电后，还需耍人工给监测探头复电。结果直到发生爆炸，监测探头也未能恢复工作。平顶山十一矿、阜新王营矿及淮南谢一矿发生的特人乩斯爆炸事故也暴露了此类问题。我国是一个煤炭大国，而矿井安全监测系统又是煤矿生产中最重要系统被称为是煤矿生产的一条生命线，在现代化的煤矿生产中占冇极其重要的地位。对其进行故障诊断研究，形成卻能化故障诊断系统，提高瓦斯监测系统安全可靠性有极具重要的意义。智能故障诊断是煤矿安全枯术的重要课题。1煤矿安全监测系统可靠性分析煤矿安全监测（控）系统由主站、转换器、信号传输设备、井下分站、传

5、感器、执行机构及配套电源等组成。主站便件设备及外围设备是商品化程度较高的产品，只要选型合理，对整个系统质虽不会产生很人的彩响;主站软件的完善程度对系统质量有一定的影响，尤其是较深层次的缺陷,会引起系统的偶发故障;分站和传感器是系统原始数据采集、预处理的关键设备，这些产品的质量直接影响到系统的质量好坏。1佃分站电源的参数、性能及能否长期稳定工作，又直接影响到分站、传感器的正常工作。煤矿安全临测系统是由多个子系统组成的大系统，所以，系统能否正常运行，可靠度是多少，取决于组成系统的元件设备和子系统的可靠度。首先分

6、析它们失效的町能性。2瓦斯监测系统故障诊断存在的问题由上述分析可知，在瓦斯监测系统故障诊断方面的全面、系统的研究较少，国内外学者针対监控软件、瓦斯传感器自校正、通信、电源等部件，利用神经网络等人工智能技术开展了一些工作，开发了一系列监测设备运行参数的安全监护系统。但这些系统只能进行报警,缺乏故障诊断功能，系统不能正确地预报故障原因、部位和程度，没有形成一套科学的智能诊断体系。且目前国内外的研究人都集中在监测系统单一设备诊断方面，对瓦斯监测系统这类集机、电、微机于一体的复杂系统的故障智能诊断研究非常匾乏，现有

7、的单i故障诊断也不够成熟。其主要表现为：(1)目前，国内外对瓦斯监测系统的研究主要集中在工况监视上，没有构成系统，人部分只限于单一设备诊断；(2)监测参数的数据处理比较粗糙，对监测设备运行工况和故障诊断功能很弱，智能化程度较低。(3)已开发的智能诊断专家系统只是基于知识的，知识表示单一，存在明显的局限性。如:白适应能力差，学习能力差，实时性差。(4)对监测系统故障机理、特征参数的提取缺乏系统性的研究，不能有效地利用专家的知识和经验，智能性差。(5)目前，人多数故障诊断都是利用诊断对象所表现出的特定信号(特征

8、信号)来诊断特定类型的故障，未能有效地考虑多故障及同时发生的各故障之间可能存在的相互联系及影响。(6)大多数故障诊断系统只是种类繁多的检测手段和多种具体的诊断方法在某种程度上的“堆积”。(7)现冇的故障诊断系统利用信息处理技术和计算机技术，仅仅在一定程度上称补了人类在数据处理上的不足。而且一旦系统研制完成，他们的诊断能力在很大程度上也就确定了,其功能难以扩充或修改，并且人机接口“柔性”很差。(8)瓦斯监测系统的设