煤矿安全监控系统常见误报警原因分析及防治措施研究
时间：2023-03-03 16:15:06 来源：千叶帆 本文已影响人
邓 芳
（晋能控股煤业集团云岗矿，山西 大同 037000）
由于煤矿的特殊性，其设置的安全监控系统变得相对较多，同时也相对分散。以及所处工况条件相对复杂，从而给监控系统带来一定的误报问题，从而大大影响了设备的正常运行。
1.1 传输线缆
为了后期更好地更换传感器，通常可以采用频率的方式输出信号。借助航空连接头将电缆与传感器进行连接，同时借助连接盒可以有效地延长传输电缆。充分结合煤矿的开采实际，在工作面位置多设置传感器，一般两个传感器设置至少一根电缆。由于在传输频率信号的过程中并不稳定，并且在接线盒、线缆以及传感器位置往往产生耦合现象，从而导致出现误报现象。一般频率信号电平需要设定在标准的范围内，通常将低电平设定为不大于0.5V，而高电平设定为不小于3V。通常情况下，信号在进行传输时，电容往往对传输效果产生一定的影响，能够引起耦合现象，从而对低频率信号产生影响，从而在出现瞬间大信号时，将会出现误报现象[1]。在线缆接线盒中设置两路频率信号。假如在对接线盒进行密封时并未做好，那么将导致水汽进入接线盒，那么直接对线路产生影响，可能出现短路以及信号叠加的现象，从而导致出现误报问题。
1.2 供电电源
在井下进行开采的过程中往往需要借助各种大型设备，其中包括如下几种：第一，带式输送机；
第二，机车；
第三，风机；
第四，绞车等等。为了能够有效地提高用电效果，通常可以将监控设备设置为变频。假如负载共同使用相同的一个电源，那么在启动设备的瞬间极易产生浪涌干扰，从而导致传感器与分站出现死机的现象，以及设备不能正常运转以及误报现象。井下照明电源也会受到外界电源的影响，往往出现无故停电的现象，从而影响断电设备出现来回切换的现象，从而导致电池寿命大大缩短[2]。
1.3 环境干扰
由于煤矿井下工况条件相对潮湿，因此大量的水汽降低会导致传感器与感应头出现灵敏度下降的现象，这样就会给设备的运行产生不可控的现象，从而出现了误报的现象。此外，由于挖掘机、运输机以及采煤机在工作的过程中，往往出现了静电问题，从而能吸引空气中的煤尘与粉尘等，从而给设备的运行带来一定的安全问题，最终出现误报的现象。
1.4 中心站定义不当
经过调查发现，煤矿开采设备并不合理，往往出现地面控制中心不能较好地接收信号，因此会产生误报的现象。一般频率值以及软件定义量往往需要在中心站实现，这样可以更好地计算检测参数。假如传感器量程不能满足检测需要，那么将会引起误报问题。假如对于低浓度的传感器，其量程在0～4m/s的范围内，而相应的中心站并不能正常定义时，那么将会引发瓦斯误报现象[3]。
2.1 报警信号判断
（1）假如安全监控系统处于正常的运行过程中，那么相应的监测点位置的数据处于缓慢增加中。那么当出现干扰引发的误报现象，监测数据将会出现垂直上升的现象，以及频率也会呈现倍速增加的趋势。通常工作人员可以对比当前倍速以及传感器运行的频率，这样可以发现是否因干扰引起的误报。当倍增传感器的频率增加时，假如相应的检测数值不在标准范围内时，那么将会导致系统处于异常工作状态。为了能够更好地判断系统是否处于合理的监控状态时，工作人员可以对传感器校验情况进行判断，假如并不是非校验问题，那么需要对传感器进行长期的观察。
（2）持续时间状态，假如煤矿安全监测系统处于正常的状态时，可是并不出现报警的现象，那么工作人员需要对传感通道进行巡检。通常依据实际情况对分站进行定期巡检，一般巡检次数与分站数量成正比。假如监测数值发生异常时，那么还必须增加工作人员巡检分站的周期[4]。
2.2 防治误报警的措施
2.2.1 信号传输
通常光纤网络平台可以实现交换机以及以太网通讯之间的连接，并不受到外界因素的影响。分站可以与总线通讯连接交换机进行连接，以数字通信方法进行数据的校验，从而可以有效地避免产生信息的干扰，这样可以避免出现误报现象。分站与传感器之间进行信息反馈时往往发生监测系统误报的现象，因此需要保证两者之间的信息交互情况，主要从如下几个方面：第一，可以将传输的信号以数据的形式进行传输，对元件的工作状态进行监测，不断优化传感器校正，从而可以最大限度地避免误报。第二，将传感器与分站接地，数据之间的交互可以使用屏幕电缆，这样可以大大降低空间因素的影响。
2.2.2 设备使用维护
为了能够有效地降低系统误报次数，通常相关人员还必须高度重视设备的后期维护工作。通常分站与大型设备应该独立电源进行供电，同时照明电源必须可靠，以及可以在分站电源位置设置浪涌抑制器。由于煤矿井下环境相对潮湿，因此必须给传感器航空插头设置防水接头，并且内部的元件必须选用胶封。封胶处理接线盒内部，这样可以避免因内部进水而产生误报的现象。为了能够最大限度地避免水汽对信号的影响，一般可以设置平行敷设线路，这样可以最大限度地减少线盒的使用量。为了能够充分保证传感器安全性，可以通过定期升井的方式进行防潮处理，一般设定15d为一个升井周期，将传感器升井到地面工作一周后，然后在降到井下工作。经过实践发现，瓦斯传感器、热导元件、电化学元件的使用年限分别为：1、3、1年。当元件达到使用年限后，必须对其进行更换，这样可以最大限度地避免出现因元件问题而出现误报问题。
2.2.3 设备抗干扰
设备处于井下时不可避免受到干扰信号的影响，因此为了能够有效地提高监控系统运行的稳定性，必须从如下几个方面入手：第一，由于集成电路板往往因受潮而出现电路短路的问题，因此在选择监测设备时，必须保证其处于淋水状态下正常工作。第二，一般电源浪涌打雷位置将会出现浪涌信号，这样将会影响监控设备的正常运行。为了能够最大限度地减轻对设备的影响，通常可以在输入与输出端口设置大功率TVS安装至输入与输出端口中，其可以有效地抑制端口信号，从而保证设备的专长运行。第三，处理好输入与输出信号，通常情况下端口往往受到外界干扰，应该在端口设置保护装置。比如传感器启动过程中，往往受到电磁信号的干扰，这时可以借助数字信号处理技术，不断提高采样速度，增大滤波，进而可以避免误报现象[5]。
云岗矿选用老矿井进行开采，由于在井下安装了大量的传感器，因此线路相对复杂，存在较强的干扰信号，从而不利于安全监控系统的工作。为此将该系统应用到工程实践过程中，优化自身的监控系统，这样可以有效地提升瓦斯突变识别系统、调教系统的灵敏度。这样可以有效地保证系统能高效稳定的运行，有效地避免误报现象。
由于井下工况条件复杂多变，同时安全监控系统受到各种有因素的干扰，从而大大降低了自身的灵敏度。因此本文以井下干扰信号产生的原因为出发点，并运用科学的方法制定管理方案，制定行之有效的方法，从而可以最大限度地避免误报现象，最终可以提高安全监控系统的作用。
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