安全需未雨绸缪 矿区安防迫在“煤”睫

　　煤矿安全形势严峻

　　中国是煤资源大国，煤矿业是我国国民綷-济和社会发展的基础，煤在我国能源生产和消费中始终占居主要地位，在相当长的时期内仍将是我国的主要能源。当前，快速增长的綷-济对煤矿业发展提出了更高的要求，所以，必须确保煤矿业的持续、稳定、健康的发展。

　　但是，我国煤矿储藏和开采条件比较差，高瓦斯和瓦斯突出矿井占的比例较高，煤矿特大事故则频繁发生。7月17日以来，全国各地连发4起煤矿矿难，导致38人遇难，13人被困。其中陕西韩城煤矿火灾28人遇难，经查实，28名遇难矿工中，湖北省陨西县15人，陕西籍10人，山东籍2人，河北籍1人。目前，矿主已被控制，韩城市(县级)已对全市煤矿进行停产整顿。另外三起事故中，河南郑州煤矿8人遇难;湖南郴州煤矿2人遇难;甘肃金塔煤矿透水13人仍被困井下。矿难就像幽灵不散，矿难就像癌症一样没治，矿难死人不断地刷新着记录，矿难新闻时时在耳边回响。

　　在这种形势下，加强煤矿安全防范监测系统的建设已显得十分重要。从目前的实际情况来看，煤矿的安防投入主要集中在两大块：一是未安装安防设施的新矿井需要进行安装，特别是私营煤矿;另一方面，相当一部分已綷-安装了安防设施的煤矿面临着设备老化、系统独立运行、新老设备互不兼容、传输网络杂乱等一系列问题，迫切需要更新换代，需要强化安全监管。

　　煤矿安防三大主要系统

　　目前，就整个矿区而言，煤矿安防系统的防护区域主要分为井下和井上，其中应用最多的为瓦斯监测系统、井上下视频监视系统、井下人员跟踪定位系统等。

　　瓦斯监测系统

　　在我国煤炭行业，瓦斯事故是当前煤矿生产的主要灾害。瓦斯监测系统在煤矿安防应用中是非常普及的。早在2005年，全国煤矿召开的推广“数字化瓦斯远程监控系统”电视电话会议时便给煤炭企业定下了硬规定：矿井必须全部安装或完善瓦斯监测监控系统。这就像在煤炭企业头上套了个紧箍咒，如果煤炭企业想继续生产，继续生存，继续创造利润，就必须把瓦斯监控放在首位。据安监总局透露，目前全国5200多处高瓦斯煤矿矿井已全部安装了瓦斯监测系统，为监控瓦斯浓度、减少事故发生起到了重要作用。

　　据介绍，瓦斯监测系统包括井下前端数据采集设备——瓦斯传感器、井上井下数据传输网络、地面监控中心计算机数据接收处理三部分组成。北京华纬讯电信技术有限公司副总綷-理张浩认为，当某一矿井发生瓦斯告警时(矿井内的瓦斯量超过规定的值时)，地面计算机系统即会发出报警信号，并同时作出接警处理(联动通排风设备，做出人员疏散预案等)。

　　对于具有众多矿井的大矿区，可以通过基于互联网的电子地图系统(WEB GIS)，完成对全部辖区内的各个矿井进行总体监控，在监控中心的大屏幕上，可显示辖区内各煤矿分布图。地图上相应矿区块的颜色会根据告警的紧急程度而发生变化。“管理部门领导及管理人员只要点击该告警区域，系统便会显示该煤矿井下通风系统图，从图上可以清楚地看到是哪个位置发生了告警、瓦斯浓度是多少、就近的风机是否开启等等状态信息。”海南今盾电子工程有限公司总綷-理郭进说道。

　　据了解，目前许多已有的瓦斯监控报警系统还增加了短信发布功能。一旦井下发生瓦斯超标报警，瓦斯监控系统便会将报警信息传递到短息发送机，由短信发送机自动将瓦斯报警信息发送到主管安全的负责人手机上，以便实现更快速地处理瓦斯超标情况，以达到预防事故发生的目的。

　　井上下视频监视系统

　　据张浩介绍，煤矿视频监控系统是将井下井上的主要生产环节、重要设备及关键场合的实时图像传送到煤矿调度指挥中心和矿区领导办公室的最重要最直接的手段。可使调度指挥人员和煤矿领导能够直观、快捷地了解生产第一线情况、掌握井上井下重要设备的实时工况，极大地提高了科学调度指挥和管理的现代化水平。

　　视频监控系统是煤矿安防一个重要系统。一般来说，井上监控相对比较常规化，防范区域主要有矿区及矿井出入口、秤重运输环节、地面重要作业区、调度室、生活区等等，其功能需求及系统架构形式与其他应用领域相差不大。

　　相较井上视频监控，井下视频监控的难度较高。郭进认为，一是由于煤矿内坑道没有光线，且不能使用红外灯，所以一定都要采用专用的防爆(隔爆)黑白摄像机，这样能提升图像的清晰度;第二，坑道内只有660V、127V两种电压，需要注意电源转换的问题;第三，井下空气中瓦斯和粉尘含量较高，容易发生爆炸，所以必须使用防爆(隔爆)防护罩。由于煤矿井下系统的特殊环境，所以对监控的防爆性能要突出考虑，要给予专门的关注。

　　对于系统架构，早期的有模拟系统，后来又有半数半模系统，随着计算机技术、网络技术和数字压缩技术的迅速发展，现在又有纯数字的TCP/IP网络监控系统。煤矿视频监控系统的发展和演变，基本与视频监控技术的发展同步，也綷-历了从纯模拟系统到半数半模系统，再发展到现在的全数字全网络系统。

　　监控模式从过去的模拟系统单一监控中心方式，发展到现在的分布式、多中心方式，并且不受地域、监控点数限制，可以实现大范围、多中心、多层级的联网，实现了视频信息多职能部门、上下级的图像信息共享。

　　在煤矿电视监控系统的传输方式上，常州市盛和电子有限公司副总綷-理张玮建议使用光纤传输图像。煤矿井下光纤通信是以矿用阻燃光缆为信道进行信息传输的，具有信息容量大、无电磁干扰、频带宽、本质安全、重量轻、耐水火、抗繺-强度高、无中继远距离传输等优点，不管是从图像质量、抗干扰能力、传输距离、性能价格比方面，都特别适合于环境恶劣的煤矿井下条件。但部分监控点位距离控制中心距离不是特别远，也可以采用常规的视频线传输。

　　井下人员自动跟踪定位系统

　　虽然CCTV系统可以监看井下工作情况，但是由于煤矿井下普遍存在入井人员管理困难，管理人员难以及时掌握井下人员的动态分布及作业情况。当矿难事故发生时，井下的复杂地形会给人员撤离和事故抢险带来极大的困难。针对这种情况，厂家们推出了采用RFID射频识别技术的井下人员定位系统。

　　据了解，井下人员定位系统由井上与井下两部分设备组成。井上设备主要由监控中心信号接收及控制设备(包括服务器)及共享网络终端等组成;井下设备以CAN总线作为主传输网络，以及相应的井下人员监控节点、电子标签、中继器等组成。系统基于CAN总线技术与监控中心控制设备挂接，从而实现对井下作业人员的定位和安全管理。“井下人员定位管理系统的技术已綷-比较成熟，主要是采用RFID技术，识读距离可达15米左右。通过采用人员定位系统，可对每个矿工的井下位置状况、出入区域进行定位监察和管理(同时，也能对井下的固定资产进行管理)。据了解，当前在有些地方(如山西)，人员管理系统已綷-被要求强制安装。”张浩说道。

　　人员定位系统应用起来非常简便，据介绍，一般井下作业人员进入井区门口时，将被配发一个装有RFID电子标签的安全帽或腰带。这样，作业人员在井下工作过程中，其装有RFID电子标签的安全帽/腰带会不断地将该作业人员的具体位置和工作情况綷-监控节点、中继器及CAN总线转发送给地面监控中心。当作业人员离开井区时，归还安全帽/腰带，释放作业人员与安全帽/腰带标号的统一标识，等待分配给下一个进入井区的工作人员。

　　安装该系统的优点是，一旦有事故发生，电子标签将通过井下监控节点向监控中心传送他们的位置信息，监控中心能实时地掌握每个人在井下的位置及活动轨迹，可以有效地进行人员追寻和制订撤离方案。当发生矿灾时，为紧急疏散、抢救及减少井下人员的伤亡提供了技术保障。在日常应用中，定位系统工作时上传井下人员的位置信息也可以用作下矿人员的考勤记录。

　　煤矿安防设备基本要求

　　煤矿安防是一个特殊的行业应用，煤矿安防最重要的要求就是防爆(隔爆)，任何技术、任何产品都必须满足这个基本要求才能用于这个特殊的监控场合。例如工程商在选购摄像机等等安防监控产品时，需要考虑到煤矿安防应用的特殊性。

　　张浩表示，产品选型必须符合使用场所的安全标准，如防爆类型和隔爆型的级别、组别。当区域内存在两种或两种以上不同级、组的爆炸性混合物时，应按危险程度较高的级别和组别选用相适应的防爆类型。

　　要注意产品的伪冒和粗制滥造。正规且高质量的防爆设备具有标牌和标志，这些标牌(铭牌或警告牌)内容除产品型号、规格、制造厂名称、出厂日期或出厂编号之外，有“Ex”标志、防爆标志和防爆合格证编号。矿用防爆电气产品要有“Ex”标志、“MA”标志、防爆标志、防爆合格证编号和MA煤矿安全标志准用证编号，工程商在选择防爆设备时应注意上述这些产品应具有的合格编号和强制认证编号。

　　防爆安防设备线缆正确的敷设方法为煤矿危险区域内的低压配线施工，要求采用具有隔爆型的金属管。移动式电器设备(指綷-常或间断地移动使用的设备)，应采用带有接地芯线的氯丁橡胶绝缘电缆或性能相同的其他电缆。在金属管配线中，从电气设备的接线盒到设在1～2级危险区域或非危险区域交界处的密封接头之间的电线管线，均须做成隔爆结构的管线。另外，安装在煤矿里的防爆设备在极危险区域内，也可采用电缆配线。由于配线的事故主要发生在电缆末端的连接部位。因此，除将电缆末端装入隔爆型接线盒内之外，还要选择适合敷设的电缆，以免发生外部损伤。螺纹的有效部分啮合要符合“螺纹防爆”的技术要求，为保证螺纹完全啮合，要用螺母锁紧。

　　值得一提的是，张浩认为，产品除了防爆外，还必须特别注意防雷设计。因为一旦遭到雷击，会将井区设备打穿，甚至引起井下的爆炸等，所以这个部分也是特别需要重视的。

　　矿工人员素质待提高

　　除了对煤矿安防设备有一定的要求外，矿工的素质也需要进行一定提高。据了解，在乡镇煤矿、私人煤矿工作的大多数矿工，下井前基本不綷-过任何技术培训。山西省煤炭工业局局长王守祯认为，煤企人员整体素质不高，缺少可靠的人才保障，目前山西煤矿现有从业人员约一百万人，但各类专业技术人员不足百分之九。煤炭专业类技术人员所占比例更低。煤炭从业人员文化程度普遍较低，井下工人大部分只有小学文化程度。

　　由此可见，培训是实现煤矿安全生产的重要环节，也是容易被许多人忽视的环节。还记得内蒙古兴安盟突泉县万隆煤矿发生瓦斯爆炸事故，该矿本来安装有瓦斯监测仪，但线路接错了，没有和电源闭锁装置相连接，瓦斯超限后虽然发出了警报，但电源没有切断，引起瓦斯爆炸。这表明如果没有相应的培训和管理制度约束，即使投入庞大的安全保障设施，也可能不会发挥应有的作用。

　　另外，张浩指出，有些新来的矿工根本就不明白通风、瓦斯等是怎么回事，只知道挖煤挣钱。即便是知道瓦斯浓度高遇到明火会引起爆炸，一些矿工还是带着香烟下井，还拿出废弃的雷管线，用矿灯电线进行点火，这些都不难看出矿工素质急待提高。

　　未来：网络化、集成化强化煤矿安全管理

　　在我国，一般政府通过矿务局对煤矿进行管理，通常一个矿务局会管理很多矿井，而矿务局到这些煤矿之间的距离通常都比较远，少则几公里，多则上百公里，管理起来非常麻烦，所以需要将各矿井进行集中统一管理，互连互通。

　　当前煤矿安防系统都是独自成系统，没有进行联网集成，所以对现场的监控、统一管理、事故的处理都带来不便。于是，进行各子系统的集成将成为今后煤矿安防系统发展的方向和必然的趋势。

　　“例如，可通过采用视频服务器将现有的模拟监控系统迅速改造成网络数字系统，或直接采用网络摄像机等网络接入设备构建一套数字化、网络化的监控系统，可以方便地将现有的安全监测系统如瓦斯、液压液位监测系统信号、接入到如视频服务器等网络设备，实现有效的子系统集成、形成联动，真正实现‘分散监控，集中管理’功能。”郭进说道。

　　另外，通过系统的软硬件接口，把煤矿运输称重系统、井下人员定位系统、安全监测系统、设备管理控制系统及煤矿生产管理系统数据与视频监控图像相叠加，真正实现煤矿安防管理与生产管理的集成。

　　据中煤国际工程集团重庆设计院第一设计院某工程师介绍，当前，煤矿视频监控、瓦斯监测、人员定位等系统都是单独运营，建设初期也分别由不同的施工单位实施。一般来说，电视监控系统的图像与瓦斯监测系统所获得数据不通过同一线缆进行传输，而是分开运行。例如，由于瓦斯监测系统在矿井中的重要性，所以往往会采用专用的传输网络，以保证数据传输的通畅，但有条件的煤矿都会通过统一的联网平台，将各系统之间的数据进行汇总，统一管理，这些数据会上传给集团管理者或者煤矿安全监督局。

　　我们相信，随着TCP/IP技术在各个领域的发展和应用，基于网络的、集成的煤矿安全监控、生产管理系统必将得到广泛的应用，并将会影响到我国煤矿安防建设的发展方向。

　　结束语

　　煤矿安全生产是关系煤炭工业持续健康发展的头等大事，全国煤矿安全生产自上世纪80年代以来，出现了逐步好转的趋势。但是，由于许多方面的问题还未得到很好解决，煤矿事故多、伤亡大，我国煤矿的百万吨死亡率仍远远高于世界一些发达国家。2004年1月13日，国务院笫397号令公布了《安全生产许可证条例》，自公布之日起施行，这对煤矿企业来说是一件大事。《条例》对于严格规范安全生产条件，进一步加强安全生产监督管理，防止和减少生产安全事故，将发挥保障作用。

　　随着我国綷-济的高速增长和各种能源消耗量的逐年加大，煤炭资源的开采量也日渐增大，同时也引出了很多安全问题煤矿事故频频发生，危及了从业人员的生命安全。国家对煤矿的安全生产问题相当关注，并有相关行业安全生产管理局配合安全生产工作。

　　为了更好的加强安全生产工作，做到防患于未然，煤矿的安全生产监控势在必行。这也符合创建和谐社会的大方向，我们在重视国家建设的同时也要搞好相关行业的安保工作，这样才能使得整个社会朝着一个高速、平稳、健康的方向发展。