网络技术在煤矿安全监测中的应用

摘要：煤矿安全生产关系到人民群众的生命和财产安全。通过利用计算机、网络通讯等一些现代科技手段，建立起煤矿安全管理系统，联网矿区内的监测监控系统，并真实、实时地将煤矿的生产状况及时有效的通过网络传输到煤矿安全管理中心的服务器端，以供决策分析。本文在论述了煤矿安全监测系统的研究现状基础上，探析了网络监控系统的组成、数据传输介质。

关键词：煤矿安全；网络通讯；监测系统

中图分类号：TD76 文献标识码：A 文章编号：1007—9599 （2012） 14—0000—02

一、引言

随着现代科技不断进步和社会的不断进步，安全生产的理念逐渐深入人心。安全生产不仅关系是人民群众的生命财产安全的重要保障，更是我国改革开放和社会稳定的坚实基础。我国历来是煤炭生产大国，我国各级政府和管理部门都高度重视煤矿的安全生产问题。尤其是近几年来，国家煤矿安全监察局和国家安全监督管理局对煤矿安全工作进行了多次专项治理，加大了监察力度，使煤矿的整体安全状况发生了极大的好转。然而，近几年来，由于部分私营煤矿主过度追求经济效益，经常无视煤矿的安全稳定运营，煤矿安全问题依然是当前存在的一个重大挑战。

采用电缆、信号光缆和电力线等有线传输信号方式是目前绝大多数煤矿安全监控系统的主要信号传输方式。虽然其技术已经很成熟，但这些传统的有线布设方式仍不可避免地存在以下几个方面问题：（1）传输线安装维护成本大，布线繁杂。在复杂地形的矿区地下环境中布设线路需要消耗大量的时间、人力和物力，且监控系统所需要的光缆和电缆价格较高。（2）信号覆盖范围较为有限。由于矿区地形环境复杂多变，且有很多地区难以布线，矿井的各个地区是有线监控系统难以遍布的，因而无法实现对井下进行全方位的跟踪监测。（3）布线有着较强的依赖性。由于有线网络的自我修复性能差，当其局部线路遭到破坏时，很可能导致整个监控系统的瘫痪[1]。

网络技术作为现代信息技术发展的最新研究成果，可以帮助煤矿建立检测监控的煤矿安全管理信息系统，利用现代通信技术、智能控制技术和高性能计算机等现代高科技手段，可以将煤矿生产中的瓦斯、CH4、CO2、CO等有害气体的含量检测数据真实高效的发送到服务器端，并由服务器对数据进行处理，如若超过警戒标准，将会自动报警，提示煤矿此时应该停止工作，认真核查所存在的安全隐患并进行排解[2]。除了对矿区环境要进行必要的监控之外，现代化的煤矿安全监控系统还需要对矿区设备和工作人员进行监控，通过对井下工作人员和设备的管理和调度，从而提高煤矿生产效率和安全性。使用无线通信技术，建立以无线传感网络为基础的煤矿安全监控系统有着现实应用意义。

二、煤矿安全网络监控系统的组成

煤矿安全网络监控系统主要由网络中心和安装在矿井现场的终端组成。而网络中心又包括系统服务器、以太网交换机、防火墙、路由器、监控机、通告机及WEB服务器组成。

（一）网络中心

1.路由器。路由器（Router）是将煤矿安全网络监控系统中各分站和系统服务器连接起来的设备，路由器可以根据传输信道的拥堵情况自动进行路径选择，以最佳路径，按前后顺序发送信号。路由器是煤矿安全检测网络监控系统的枢纽，实现监控中心服务器与各分站的服务器之间的相连，确保煤矿检测各项数据的准确传输。

2.防火墙。防火墙是指确保煤矿安全网络监控系统安全性的重要工具，是一项协助确保信息安全的设备，会依照设定的规则，允许或是限制传输的数据通过。防火墙既可以是一台专属的硬件，也可以是架设在硬件上的一套软件。煤矿安全网络检测系统中所有流入流出的网络通信和数据包均要经过防火墙。

3.系统服务器。系统服务器是煤矿安全网络监控系统的核心。系统服务器中应安装煤矿安全网络监控软件。各分站检测到的煤矿矿井中的实时数据如风机开机信息，瓦斯、CH4、CO2、CO等有毒气体浓度等信息。并将信息传输到系统服务器，煤矿安全网络监控软件对数据进行分析，并根据分析结果评估矿井中的安全状况。

4.WEB服务器。WEB服务器主要为监控系统进行远程访问。当煤矿安全监控工作人员若出差在外时，可以通过本监察网络管理人员的授权，通过互连网访问系统，了解煤矿监测情况。

5.交换机。煤矿安全网络监控系统内部的计算机局域网是通过以太网交换机相互连接而成的。煤矿安全网络监控系统根据需求划分为监控子网、内部办公子网等几个业务子网，这样可以保证各业务系统互不干扰、安全高效的运行[3]。

6.通告机。通告机又名信息处理机，煤矿安全网络监控系统中需要高度智能化的专用通告机。通告机将所采集到的各项数据进行处理、分析，评估煤矿矿井的安全生产问题。当检测结果出现异常时，可以通过SMS方式来发出警告，为了避免事故，将及时告之相关的矿井安全责任人。

（二）终端

终端是并分散安装在矿井之中，并与煤矿安全网络监控系统借助通信设备相连，终端不但可以直接监察监控系统自身的运行状况，还能够取得主站的实时监测数据。终端在得到自身的运行状况和实时监测数据后，可以即时发送到监察网络中心。终端是高度智能化的，具有较强的抗干扰、防病毒能力，能在较为恶劣的环境下正常工作，并具有一定的诊断和自我修复功能，可以跟踪显示自身工作状态[4]。

（三）数据传输介质

数据传输介质可以采用以下方案：

1.电话线和ADSL。煤矿安全网络监控系统的硬件投资少，对传输速率要求较高。所需传输的信息传输容量相对较小。因此，可以使用电话线和ADSL来作为数据传输介质，并在中小型煤矿中得到采用。

2.光纤。光纤又名光导纤维，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具，具有低损耗、低误码率、高速度、高速度、安全保密性能好等诸多优势。光纤的通信软件开发相对简单，但光纤的建设成本高，而且维护费用高，其建设周期相对较长。因而这种传输介质适用于有实力的大型煤矿，以便于实行视频监控[5]。