时间:2022-03-15 17:18:20
序论:在您撰写安全监控论文时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
结合我校安全工程学院江苏省实验教学中心的现状,建设煤矿安全监测监控基础实验系统及教学科研一体化的开放实验很有必要。开发一套可编程控制的教学实验系统———PLC实验教学模拟控制板及各种方便学生实验操作的监测监控组件,着重培养学生的实践能力,并给学生留有科研拓展的发挥空间,具有很好的适应性和扩展性,形成一套安全监测监控基础知识学习与科研拓展训练于一体的实验平台。实验教学系统的开发应用不仅能丰富教师的教学手段,提高学生的学习兴趣,提高教学效果,而且能够为专业老师在复杂控制系统、智能控制系统等方面的研究提供实验对象及实验设备。通过建设基于光纤通信的PLC主从式站点通信实验平台,提高学生对监控系统远程通信的硬件组合及软件编程能力;鉴于井下风电瓦斯闭锁要求,建立基于PLC自动控制的局扇瓦斯超限断电模型实验系统,提高学生对监控系统功能实现的认知和编程能力。整合调试实验室已有的KJ90型煤矿安全综合监控系统,基于PLC远程控制的煤矿井下避难硐室环境综合监控系统,通过组合功能调试,提高学生设计监测监控系统的能力。
2课堂教学演示系统的开发与应用效果分析
安全监测监控这门课程是从事工业自动化、安全管理等行业人才所应具备的基础控制技术的重要教学内容。该课程任务是使学生掌握可编程控制器的基本组成和工作原理,理解工业控制网络及现场总线技术,了解安全监测监控系统的组成,掌握可编程控制器的各种单元、规格,内部继电器及数据区,理解其通信功能,能按照可编程控制器的设计步骤去分析和设计对应的控制系统。因为该课程的理论性和实践性都很强,所以为了提高教学效果,在学习理论知识的同时,必须利用课堂教学演示系统提高教学效果,加强认知实践能力的培养,以培养适合面向生产一线的高技能人才,满足社会的需求。教学演示系统是为教学而设计,鉴于课堂教学的特殊性,其应该具有以下几个特点:1)系统结构小巧,便于携带,操作方便,且可与可编程的PC机一块置于实验台上,随时进行编程和实验。2)实验装置采用插头和插座式的连接方式,硬件导线的连接十分简易,在实验室可以实现即插即用,不用任何工具即可进行实验。3)突出教学实习、实验装置的实用性,具有模拟量和开关量多种输入方式,设计了可以实现这两种实验的实验模块,简单实用。4)具有很好的可扩展性。作为整个课堂教学演示系统的核心部分,PLC教学模拟控制板需要进行组装,组装过程中要遵循以下原则:1)接口的分布要合理,恰当。2)器件的布置要做到美观,符合人们的使用习惯。3)在焊接的过程中要避免短路,使焊点之间保持一定的距离。该模块在制作过程中,先把PLC、EM231、EM232固定在印刷板上,模块和模块之间通过电缆进行连接。在印刷板正面,通过导线将PLC及其扩展模块各接口引到前面的接线柱上面,在印刷板底部,利用烙铁将接线柱底部和排线插头底部连接起来,在这个过程中,要确保接口的合理分布以及连接可靠,避免脱落、短路的情况出现,连接后的模块示意图如图1所示。开关量输入模块作为实验系统的主要部分,在组装过程中除了要遵守一般的器件组装原则之外,还要根据实验的内容和要求,合理布置器件在印刷板上的位置和间距,由于器件比较多,板子上空间有限,所以,在组装的过程中要特别的注意。方法和PLC及其扩展模块的组装方法一样,板子正面通过接线柱连接,板子底面用烙铁把排线插头和接线柱连接起来,组装好的开关量输入模块如图2所示。课堂教学演示系统在教学过程中提高了学生的学习兴趣,课堂教学演示系统有多种输入输出方式,实验效果明显,便于观察,可以增强同学们学习的积极性,将枯燥的专业课教学转变为类似的“案例教学”。课堂教学演示系统还可以实现的实验内容丰富多样,学生可以根据不同的实验要求,利用不同的输入输出元件,编写相应的控制程序,使理论学习与实践操作紧密结合,提高学生的编程能力和创新思维能力,大幅度的提高学习效果。
3完善课程设计的各个环节及整体的拓展训练
课程设计是本科实践教学的一个重要环节,以培养和提高学生创新能力和综合解决问题能力为目的,传统的课程设计方式无法与自动化信息化技术的发展及社会需求发展相适应,为了提高学生的实践能力,结合课堂教学的改革及开放实验室的建设,培养学生理论与实践相结合能力、工程设计能力、创新能力,完成工程师基本技能训练。通过分析课程的课堂教学,提出挑战性的设计题目、指导教师的主导作用及评分机制等教学内容对课程设计的作用效果,构建将多种教学元素与课程设计交汇融合的创新课程设计模式,对课程设计的各个环节进行全面改革和拓展。为了提高课程设计的教学实践效果,具体通过以下几个方面进行改革:1)加强课堂教学与课程设计的交汇融合,在课堂教学中间阶段适时地把课程设计的题目、任务、要求等告知学生,通过课堂教学引导学生的创新思维,将课堂教学与课程设计融会贯通,使学生在课程设计时就有了充分的准备和认知,更能发挥学生的创新潜能。2)提高学生的创新思维能力,鼓励学生大胆创新,在课程设计的每一个环节都要融入创新思想和意识,选题一定要具有前沿性和挑战性,设计过程中要注重创新思维。教师在指导过程中要善于启发、鼓励学生,增加网络信息资源的查阅量,切实通过课程设计提高学生的理论知识和实际工程的结合能力,为以后工作打下良好的基础。3)教师在课程设计的指导过程中要做到因材施教,充分考虑学生间的个体差异及学习的层次基础,分不同的难度系数对每一组学生安排课程设计题目,最大限度发挥每一位学生的潜能。4)改变课程设计的评分机制,打破对设计图纸和设计说明书进行综合评分确定总分的传统方法,融入答辩式评分模式,最好能融入到设计的每个阶段,激发学生的辩论思维能力,提高答辩权重,保证课程设计的创新性和应用性,培养学生解决实际问题的能力。
4结论
通过井口监控系统,操作人员在中控室中不但可以实时地监测井口的关键参数,而且能够随时调用上位机记录监测的参数,然后利用该参数自动生成的曲线进行分析,甚至可以进行远程关井操作。井口监控系统具备数据远传、视频监控、关井控制等功能,已成为高压油气井科学管理的重要工具。
系统配置
1关键数据监测
对于高压油气井,关键参数通常包括气井压力、气井温度、套管压力、管汇压力、管汇温度、地面安全阀压力、井下安全阀压力、水套炉温度等[3]。加强关键参数的实时监测,对油气井的科学管理和合理开发具有重要意义。例如:观察气井压力变化,有助于分析地层压力变化情况,判断油嘴是否刺大或出现沙堵现象;观察管汇压力的变化,有助于判断集输管道是否有堵塞或刺漏现象发生;观察地面安全阀和气井压力,当压力降低时,有助于提醒工作人员井口可能发生异常关井。
2数据采集
设备自动化系统中,PLC和RTU是应用最广泛的两种自动化控制产品。PLC功能强大、编程方便,主要用于工厂车间流水线的控制。RTU则是对传统PLC在远程和分布式应用的产品补充,更适用于现代化新兴行业的分散监控需求。在应用方面,PLC正常工作环境温度0~50℃,而RTU-40~75℃,能够在极端温度环境中正常工作。在通讯配置方面,PLC通信接口及通信协议较单一,只适用于相对固定和统一的站内控制系统,而RTU一般具备3~5个或更多的通信接口,可与其他不同种类设备相连,特别适用于SCADA系统。在存储量方面,PLC提供的数据存储空间只有几十k字节,而RTU的存储空间可达1~32M字节,远大于PLC的存储量。此外,RTU采用内嵌式流量计算程序,可代替流量计算机,直接用于计量及存储历史记录等,因此RTU更适用于井口数据采集[4]RTU在塔里木、克拉玛依、长庆等国内各大油气田已得到广泛应用。在油气田管理上,RTU充分体现了油气井自动化和生产分析设计工作有机结合的思路。其在提高信号传输可靠性、减轻主机负担、减少信号电缆用量、节省安装费用及管道的敷设等方面得到了广大用户的肯定[5]。雅克拉凝析气田目前采用的是ECHO公司的RTU产品,性能比较稳定,能够满足井口安全生产需要[6]。
3通讯方式数传电台是较经济的无线通讯设备,但其通讯能力有限,最高传输速率19200bps,不能满足大数据量传输需求[7]。无线网桥可达300M带宽,可满足常规数据传输量需求,但受外界因素影响较大,高山、磁场、沙尘天气等均能对其造成影响,信号不够稳定。雅克拉凝析气田开始使用的是数传电台,采用一主多从,轮询方式与从站通讯,电台型号为美国MDS2710,其最高传输速率19200bps,数据传输转换时间7ms,接收灵敏度-111dBm。但随着信息传输量的增大,特别是视频信号的加入,数传电台已完全不能满足数据传输需求,逐渐被淘汰。目前雅克拉凝析气田各井口均已实现电网和光纤覆盖,采用ADSS光缆和先进的光端机,其带宽可达千兆,能够满足各种信号的传输需求。
4液压控制
柜液压控制柜的设计需要与现场工况相符,雅克拉凝析气田地处戈壁荒漠,冬寒夏热,昼夜温差大,因此对控制柜的各种性能和元器件的质量提出了较为苛刻的要求。(1)高/低压自动关井。当管道发生刺漏、爆裂、憋压等情况时,管汇压力超常变化,高/低压关井功能可以自动切断井口气源,防止事态扩大。高/低压自动关井功能一般由高低压先导阀来实现[8-9],通常安装于井口汇管或液压控制柜内。根据现场实际应用情况,采用高/低压先导阀完成自动关井存在3方面问题:①先导阀引压管通常采用6.35mm或9.53mmtube管沿地沟敷设,管内来自井口的气液介质在冬季冻堵后容易造成意外关井,需要对其进行伴热保温,然而在井口无交流电的情况下,伴热较难实现。②先导阀是机械原理式结构,若长期不动作,其内部油干涩后容易卡死,当压力异常时,可能造成关井失败。③先导阀高、低压力值不易修改,只有返厂才能准确设定,不方便使用。为此,雅克拉高压油气井已普遍采用报警设定器代替高/低压先导阀来实现自动关井功能。K1、K2是报警设定器的两个内部继电器,将两个常闭点串联接入回路,分别设置为管汇压力高和低的关井值,当K1、K2任何一点断开时,电磁阀均会失电关井。(2)自动补压。液压控制柜系统压力降低时,必须及时为系统补充压力,才能确保井口正常生产,否则会造成意外关井。系统补压可由气动泵或电动泵完成。雅克拉气田井口开始采用的是气动泵,气源是影响装置正常运行的关键因素。现场存在以下两方面问题:①采用气瓶为气动泵供气,耗气量较高,更换气瓶频率高,工人劳动强度大。②利用小型分离器对井口天然气进行处理后为气动泵供气,但气液分离不彻底,气体含沙,控制柜内元器件密封磨损严重,同时调压阀节流后积液,冬季容易冻堵,使用效果不理想。为此,在各控制柜各气动泵附近增加空压机为气动泵提供气源,该方法安全可靠、易实现、投资少。小型空压机功耗低、体积小、维护量少,能直接将空气压缩至3MPa。为减少控制柜的二次改动,雅克拉凝析气田新增的液压控制柜统一采用了电动泵作为系统动力源,进一步增强了系统可靠性。(3)远程关井。这是高压油气井井控安全的一项必要措施[2,10],由于井口距离遥远,当下游天然气处理厂出现事故或者集输管道爆裂需要紧急切断井口气源时,采用远程关井能在最短时间内关闭井口。(4)火灾关井。将液压控制柜逻辑控制信号管道延伸到采气树上方,在末端安装易熔塞。当发生火灾时,易熔塞受高温熔化快速泄压,从而自动关井[9]。(5)就地关断和现场复位。液压控制柜必须具备就地关断和现场复位功能,当执行远程关井后,操作人员必须到现场进行手动复位,方能开井,否则不利于安全生产,容易引发二次事故。(6)蓄能和溢流。雅克拉气田地处南疆戈壁,昼夜温差大,液控柜系统压力随气温升降变化明显,在系统管路上安装蓄能器和溢流阀能减弱气温对系统压力造成的影响,同时能降低泵的启动频次,延长使用寿命。
5视频监视
采用视频监控技术能直观地观察到井口生产状况,监控井场进出的人员和车辆,利于保护油田物资,更重要的是能及时发现井口出现的刺漏、爆炸等事故。
6辅助设施
液压控制柜和RTU设备露天放置,液压控制柜内各类精密控制阀密封件受气温影响,冬冷夏热,极易损坏。系统压力随早晚温差升降幅度大,一旦自动补压系统失效,容易造成意外关井。RTU装置受沙尘和雨雪侵袭,寿命严重缩短。考虑到恶劣气候对监控系统造成的诸多影响,雅克拉气田各井口为监控装置增建了仪表间,并配备电暖气和空调,达到了密闭和恒温效果。不但提高了装置运行的稳定性,也延长了设备的使用寿命,极大降低了监控装置的维修维护工作量。
【关键词】电力信息安全;监控;安全隐患;电网
数字化时代的到来,对电力信息系统服务服务功能的不断完善产生了深远的影响,一定程度上扩大了电力企业的产业规模。与此同时,随着电力信息系统运行中所承载信息量的不断加大,电力信息安全能否得到有效的保障,影响着电力系统的稳定运行。因此,需要采取科学的监控方法,实现电力信息系统长期运行中的实时监控,确保所有电力信息安全性。
1电力信息安全基本组成架构分析
电力信息安全所关注的是所有电力信息的安全有效性,并严格遵循信息保密性、可用性、完整性及可控性原则,确保电力系统的稳定、高效运行。实现这样的发展目标,需要明确电力信息安全基本组成架构,最大限度地满足电力系统安全运行的多样化需求。当前电力信息安全基本组成架构包括:①电力信息流结构。该结构的存在是为了确保各项电力业务的顺利开展,确保了电力信息的安全传递;②性能可靠的电力信息网络结构。通过专用网络与公用网络配合使用电力信息网络结构的合理设置,可以保障电力信息安全,确保了电力网络结构与互联网的有效结合;③完善的电力信息安全预防与保护体系结构。该结构的设置与不断完善,实现了电力信息系统组成结构的科学划分,为电力信息安全策略的制定提供了重要的参考依据,也为电力信息系统的安全运行打下了坚实的基础。
2电力信息安全监控系统构建要点分析
电力信息安全监控水平的提升,依赖于安全监控系统构建,从而实现电力信息系统运行及电力信息传递的实时监控。同时,随着电力企业业务量的不断加大,对电力信息安全管理提出了更高的要求,需要注重电力信息安全监控系统构建,明确系统的主要功能及相关的支撑技术。
2.1安全监控系统的主要功能
电力信息安全监控系统的主要功能包括:确保所有信息化设备的完好性;实时监控信息化监控系统运行,了解其安全状况。通过在线监视的方式,有利于提升电力信息化设备的安全管理水平,促使信息化系统长期处于稳定的运行状态,优化资源配置的同时保持系统良好的安全性。具体表现在:①对所有电力信息化设备进行安全管理。在这种管理方式的作用下,可以实时地监视信息设备的运行状态,合理配置各种信息设备,并对设备进行维护与升级;②对系统运行进行实时安全管理。通过对信息系统运行状况了解,可以有效的应对各类突发事件,促使系统中存在的问题能够得到及时处理。在这种安全管理模式中,系统运行信息采集中是以网络节点为单位,能够对各类安全事件进行实时响应,可以显示出系统的运行状态;③离线状态下进行安全性分析,促使其中的安全数据能够得到分析与处理,逐渐形成完善的安全机制,并获得安全评估报告;④对用户、系统日志、安全制度等进行日常管理,并通过安全监控中心对下级电力信息安全进行检查与评估。
2.2安全监控系统的主要支撑技术
电力信息安全监控系统服务功能的不断完善及服务范围的扩大,对各类技术有着较强的依赖性。因此,需要了解该监控系统的主要支撑技术。这些技术包括:①面向对象的高效管理组织技术。通过对电力信息系统中各对象特征的深入分析,可以进行高效管理;②适用范围广的数据统一管理技术。在该技术在支持下,可以提高电力信息安全监控系统运行效率;③电力信息化设备管理技术。将设备内部或者外部与计算机相连,能够在标准协议支持下确保各设备的安全使用;④确保各厂商产品信息共享的安全管理适配器技术。
3电力信息安全分析
为了提高对电力信息安全的正确认识,需要构建相关的模型对电力系统安全事件可能造成的影响进行分析,从而为电力信息安全控制提供保障。构建模型进行电力信息安全分析时,需要从这些方面入手:①确定所有信息安全事件可能影响电力系统安全的集合;②对电力信息安全隐患相关性进行分析,大致确定各类安全事件可能发生的概率;③通过信息安全事件结合及安全隐患相关性分析,确定信息安全事件权重。
4结束语
综上所述,合理设置电力信息安全基本架构,构建可靠的电力信息安全监控系统,可以确保电力信息安全,增强电力系统运行稳定性。因此,未来电力信息系统构建中应充分地考虑电力系统正常工作的具体要求,注重电力信息安全分析,灵活运用信息技术及专业技术手段保持电力信息安全监控系统运行良好性,促使其中存在的问题能够得到高效处理。
作者:林康 单位:首都医科大学附属北京世纪坛医院
参考文献
[1]余勇,林为民.基于等级保护的电力信息安全监控系统的设计[J].计算机科学,2012(13).
关键词:风险分析;风险监控;安全管理;风险预警
随着现代化科技和工业的发展,无论是机械智能还是人工流水作业线,都面临着诸多的潜在安全风险。一旦发生安全事故,将造成不同程度的经济损失,甚至造成人员伤亡[1]。企业成于安全,败于事故。任何一起事故的发生对企业而言都是不可挽回的损失。
1典型事故案例
例如自2016年以来发生的安全事故,1月16日美国休斯敦一家化工厂发生化学品储存罐爆炸事故,造成1名工人当场死亡,3人因手臂骨折和暴露在化学物质中受伤。1月27日凌晨,绍兴市袍江经济开发区马山镇一家印染企业发生火灾,绍兴消防支队第一时间调集多方力量,成功扑灭大火,将损失降到了最低。1月29日,位于山东潍坊市滨海经济技术开发区的山东海化集团有限公司纯碱厂渣场北渣池护坡发生溃泄,大量液体碱渣泄漏。2月18日,眉县金渠镇教坊村四组一化工厂内一辆拉运燃料油的油罐车装油过程中突然发生闪爆,并引发大火,导致一死两伤。2月28日,青岛安装建设股份有限公司2名工人,在对青岛双桃精细化工(集团)有限公司平度分公司苯胺黑车间更换氮气缓冲罐内的密封垫时,发生窒息事故,致一名工人死亡,一名受伤。仅2016年以来化工行业发生的大大小小的安全事故,达到了数十起,造成了极大的经济损失[2]。诸多血泪的实例沉痛的告诫了我们,为了有效的降低事故的发生,甚至预防事故的发生,必须对各类风险源进行明确的识别,不管是作业人员还是管理人员,都必须以安全责任为重中之重[3]。在基于以为的研究成果,利用计算机网络计算手段,使得化工企业的风险监控和管理有了更进一步的发展。使得安全生产实现以“预防为主,安全第一”的根本方针,对企业安全管理提供良好的指导。
2化工企业风险分析
2.1风险与风险率风险是人类从事生产劳动行为过程潜在的不安全状态,在这种状态下势必存在的或大或小的风险,一旦出现突发事件,风险失控,将直接产生安全事故,造成财产和人员生命损失[4]。风险的定义具有广义和狭义之分,广义的风险指的是任何风险的发生都具有一定的概率,且造成的损失都是不确定的,狭义的风险指的是出现事故造成的损失的期望值[5]。可以由式1表达。=(,,LPHR)(1)式中,R为风险,H为危险,P为危险发生的概率,L为危险发生导致的损失。风险率是反应风险大小的指标,可以对风险进行量化评价,表示风险的严重程度。可以由式2表达。有了风险率的概念,可以更直观的表述安全性。⋅=CPN(2)式中,N为风险率,P为事故发生的概率,C为事故的严重程度。2.2风险源识别。风险识别就是识别、发现生产劳动过程中的危险源,通过调查分析,判定出哪些作业过程、作业区域存在危险性,并分析危险性质和危险程度,从而有效的进行监控和管理,使得危险源在一定的范围内不至于转化为事故。分析过程和方法如下:(1)生产作业过程的相关资料的整理分析,设备装置说明书、工艺参数、操作手册等等;(2)设备装置的资料,以及参与工艺过程的各类物料所发生的物理和化学反应,以及其产生的次类风险;(3)预估各类风险所造成的故事情况,分析其事故出现的可能性;(4)降低或减少风险的措施方案。
3风险管理与控制
3.1风险分类。按照风险产生原因区分为物理因素、化学因素、人为因素和潜在二次危害。3.2管理与控制。基于计算机网络的应用模式下,以C/S(客户端/服务器)系统,建立风险分析、风险评价、风险监控、风险管理和预警的构架系统。能实现如下功能:(1)风险信息采集;(2)风险识别判断;(3)风险等级划分;(4)安全指令的;(5)风险预警图标打印;(6)管理对策措及实施情况反馈;(7)其它安全服务。基于以上系统建立了风险监控与安全管理预警系统平台,在提高管控水平、使得管控达到目视化管理的水平,能良好的生成图标,对各类风险进行实时的分析,对整个系统设备都具有更良好的整体化评价分析。同时使得风险控制与安全管理有机结合起来,使得网络系统更加贴近于实际应用。
4结语
通过对近年来化工企业实际的重大事故分析后发现化工企业安全情况不容忽视。对化工企业的风险和风险率分析,建立了相应的评价公式,更为直接量化的评价风险。基于C/S建立网络化的风险分析管控平台,应用于实践效果良好。
作者:王雄 单位:新疆圣雄氯碱有限公司
参考文献:
[1]张婧肄.国内化工企业安全评价方法的选择[J].化工管理,2016(19):147-148.
[2]焦文雅.化工企业安全事故原因分析及预防措施探讨[J/OL].科技展望,2015(27):72.
[3]李继宾.化工企业安全管理的重要性[J].化工管理,2015(22):115.
1.1频率干扰与信号失真
变频器产生的高次谐波会对电源及邻近用电设备产生谐波污染,且与其他无线电电磁干扰一样,谐波污染的方式包括传导、电磁辐射及感应耦合等。其中传导会对并联的电气设备产生干扰,而感应耦合则会与变频器输出线平行敷设的导线产生电磁耦合而形成感应干扰,电磁辐射则会干扰邻近的矿井安全监控系统设备。
1.2漏电流干扰
矿井安全监控系统的工作环境体现出潮湿、煤尘大、空气中含有腐蚀性气体的特点,接线盒中或传感器电子线路内部包含大量的元件支架、接线柱、印刷电路板、电容内部介质等,任何一处发生绝缘不良,即会导致漏电,尤其是传感器的应用环境湿度较大,绝缘体绝缘电阻下降,漏电电流增加则会引起干扰。传感器的主要作用是把被测物理量转换成电信号输出,其包括敏感元件、转换电路、测量电路、辅助电源等部分,而传感器在进行非电量向电量的转换过程中,测量电路本身会成为一个放大器,实际检测时,漏电流会对检测精度产生影响,特别是漏电流进入测量电路的输入级时,影响会更加严重。
2煤矿安全监控系统干扰防治策略
2.1提高选型的合理性
在进行煤矿安全监控系统建的设过程中,由于相关技术标准中未明确抗干扰性能检测的相关要求,也未取消快速断电性能要求,所以一些厂家会把传感器数据采集方法改成脉宽计时方法,以实现2s快速断电,而改用脉宽计数法仅捕捉传感器输出信号的一个脉宽可能会带来严重后果。为避免这一问题,一些监控系统分站采用双CUP设计,或者传感器采用数字式串行码传输方式,将实际应用过程中将频率传输所致的各种不稳定因素降至最低,因此在安全监控系统选型过程中,抗干扰能力是一项重要考虑因素,以保证安全监控系统运行的稳定性与可靠性。
2.2严格按照标准施工
线路间干扰可以通过屏蔽电缆的方法来消除或抑制,施工过程中严格按照相关标准要求执行。井筒与巷道内的通信、信号电缆要与电力电缆分开,分别挂在井巷两侧;如果井筒内条件不允许,则通信与信号电缆必须与电力电缆保持0.3m以上距离;如敷设于巷道内,则要与电力电缆保持至少0.1m以上距离,且敷设于上方。如果高低压电力电缆必须敷设于巷道同一侧,则电缆之间的距离至少保持0.1m;且高压电缆与低压电缆之间至少保持50mm以上的距离。吊挂缆线或者加大平行吊挂的缆线间距可有效降低干扰。此外,还可以合理运用信号屏蔽电缆,以消除线路间的干扰,全面改造主传输电缆,防止长距离信号在传输过程中受到干扰;如果巷道中使用变频调速设备或者电磁干扰比较严重,也可以使用屏蔽电缆,不过需要注意屏蔽层的有效联接与接地。
2.3合理设置分站位置
供电距离越长,供电能力就更弱,线缆间分布电容及分布电感也会随之增加,从而对信号的传输产生直接影响。因此,传感器与执行器至分站之间的传输距离尽量控制在2km以内;分站至传输接口、分站至分站之间的最大传输距离也要控制在10km以内,但在实际系统建设中,往往存在传感器至分站间距离大于采煤工作面顺槽或掘进巷道长度的现实,无法满足2km的规定值,并且分站之间、分站与接口之间的距离大于10km的情况也比较常见;此外,根据目前国内安全监控系统所用的移频键控模式的主信号传输模式的特点,多数厂家在进行安全监控系统设计时,其中分站间或分站到传输接口间的距离均在20km以上。针对上述情况,在煤矿安全监控系统建设过程中,要尽量缩短传感器到分站的距离,以有效对抗干扰;并保证系统设计供电电压的稳定性,缆线截面积要与相关标准相符,以提高信号传输的准确性。
3结束语
1.1监测监控系统人员安全意识单薄
一方面,煤矿企业内部的管理体制不健全,思想教育宣传工作不到位,对职工的物质和精神生活关心程度低,尤其是对于公职人员思想政治工作放松等等。企业和家庭没有营造有关安全生产的氛围以及政府对安全教育的监管和投入有待加强;另一方面,煤矿工作人员安全意识薄弱,没有将“安全第一”这根细弦绷紧,在实际的工作中总是存在侥幸心理、投机取巧的心理,图省事,不想麻烦,贪近利,而且有些老员工认为自己已工作多年,有着丰富的经验,居功自傲,不将企业的管理放在眼里,习惯对待新问题,不按照严格的操作流程办事,无视全部知识和操作技能,这是造成事故发生的一个重要因素。
1.2安全监测监控系统的设备落后
系统的主要传感器,如甲烷传感器,在经过多年的技术完善,稳定性和实用性已有了大的改善,,但是在实际的应用中还是出现了许多问题。如:在井下瓦斯涌出量大的情况下黑白元件反复被有害气体冲击,造成了零点漂移并使其催化性能降低,黑白原件加速衰老,抗高能冲击冲击性变差造成了原件使用寿命低、稳定性差、误差率较高等现象:抗中毒性能差;载体催化元件制作工艺较低。例如:前几年对福州煤矿监测系统的排查中发现,其使用的是我国第一批KJ系列监控系统,由多家科研单位开发,其数字化监控系统,也是有不同企业和机构完成的,设备比较落后。
1.3安全监测监控系统的针对性较弱
监测系统的安全性问题,虽然在理论上是一回事,但在实际的操作过程中会受到许多条件的限制,如地理环境、开采的条件、岩力学性质、开采的工艺等因素的影响,因而对煤矿安全监控检测的分析要实现地域、地质的针对性研究,难以实现对于监测监控的准确度,难以实现安全保证。例如山西煤田的地址结构较为复杂,地质结构为倾斜的薄煤层,稳定性极差,使得山西煤田的开采量较低的情况,生产力只能打到5万、6万,但是按照相关产业的规定,每个矿井只能布置“一采两掘”。为了应付上级的检查,监控点就设置在这个地方。在实际的操作过程中,由于开采条件较为恶劣,因而多个采矿工作面被隐蔽起来,但矿井恰恰在井下工作人员密集的地方因不符合相关规定而不布置监控探头,这使监测系统的针对性没有得到体现。
2煤矿安全监测监控系统的解决措施
2.1加强监测监控人员的安全意识
针对监测监控人员的自身素质方面的缺陷,由于他自身原因和外部原因的存在,在实际的企业管理中,应对监控方面进行严格的规定,明确职责,使每个工作人员树立“安全大于天”的观念,加强工作人员的岗前培训,使他们掌握正确的操作规范,确保他们严格遵守这些规则,当然实际的培训不仅包括理论培训,还包括现实中的技能培训,将理论结合实际,使监测监控人员提升安全意识。如:开展每周的思想教育课,宣传安全思想;组织队伍到工作者的家里了解他们的物质和精神追求,使他们在实际的工作中不再担心家里的一切,安心工作,免后顾之忧。
2.2建立监控系统
由于我们的监测监控设备有其自身的弊端,因而我们运用现代技术,相应地建立一套监控系统。派遣工作人员轮流值班,可以有效的提高工作效率,另外,我们要做好煤矿检测设备及档案的相关管理,时时关注设备的使用情况以便进行必要维护。设置专业的维修人员,定期对设备进行维修,确保监控系统的正常运转并对煤矿的瓦斯监测数据进行记录,绘制图表,确保工作人员的生命安全。
2.3提高监测监控系统的设备性能
设备既然落后,那安全性能就无法保证。科研机构需研制高性能的瓦斯传感器,寻找一种解决系统兼容性的途径或指定相关的准有技术标准,对检测系统的推广意义重大;甲烷传感器的安装地点的环境湿度较大,建议每个矿井备用一个甲烷传感器,而且必须定时检测维修,进行干燥处理;岩巷破爆以后,传感器应及时撤回,并且距离也有一定的规定,即不小于50米,避免爆破震动损坏传感器;要定期擦拭风速传感器横杆,确保测量值的准确性。例如煤矿在用的监控设备的原制作单位取得MA标志后,与矿长积极协商,制定方案,对系统进行改造,重点在于;一是统一采用显示格式的系统软件,二是如果配置稳定性在15天以上的传感元件或传感器等关联设备,严禁使用未经国家授权的安全生产监测机构进行安全性的监测。其工作在2016年之前完成,如果还有未取得新的MA标志的,就应该淘汰掉,在此之前,用系统的制造厂家继续为煤矿厂提供备件因而设备的性能对其监测监控系统十分关键,我们要提高创新精神,努力研发新的技术,生产新的产品和软件,使这些更好的应用到煤矿的监控工作中去,将那些落后的设备淘汰,新设备做好定期的监测和维修工作,为安全监测监控工作提供保障。
3结语
煤矿安全监控系统在我国具有广泛的应用空间,尤其是随着我国政府部门对煤矿安全生产的监管力度不断增加为煤矿安全生产提供了良好的发展契机,一是我国的政策环境不断优化。比如2010年国务院了《关于进一步加强企业安全生产工作的通知》(国发[2010]223号),要求煤矿企业安装监测监控系统;二是国内煤矿数量比较多,对监控系统的需求量比较大。截止到2013年我国对安全监控系统的市场需求量将会达到15000套,市场总值约为35亿,庞大的市场需求为煤矿安全监控系统制造企业提供了良好的发展契机;三是我国煤矿安全监控系统的产品种类越老越多,技术越来越先进。
2新时期煤矿安全监控系统存在的问题
虽然经过近20多年的发展,我国煤矿监控系统技术在不断地完善,但是仍然存在不少问题:
2.1安全监控系统的通信传输速率比较低,系统响应时间过长
煤矿井下作业由于其环境恶劣、工作线路过长,导致安全监控系统的布线距离过长,过长的线路影响了信号的传输速率,结果导致一旦发生危险信号,因为不能及时的反馈相应的信息而导致错失最佳的补救时机。因此为保障信号的技术传输,一般我们普遍采取2400bps或者4800bps传输速率,一旦超过15千米的传输距离后,需要增加中继器,但是这种方式无形之中会增加煤矿企业的经济费用支出,而且其运行效果也不明显。
2.2传感器的质量不高
传感器是监控系统的核心部位,随着近些年监控产品的生产商增强了对监控产品使用性能的研发力度,但是在传感器的设计与应用方面仍然存在不少的问题,比如甲烷传感器的寿命比较短、在使用性能上也存在过多的限制等。而且传感器的生产质量也不合格,其不能抵抗过高的冲击力,煤矿安全监控产品的传感器主要是应用于井下作业,其在井下作业时经常要受到各种岩石降落的冲击,因此常常会发生因为冲击力而导致传感器损坏的现象。同时传感器在复电之后的数字瞬间冲高的问题。
2.3监控系统的狂干扰能力有待提高
由于煤矿井下作业常常会应用到大功率的设备,而这些设备所产生的电流磁场是非常大的,因此为保证监控系统所呈现出数据的准确性,需要监控系统具有稳定的抗干扰系统,但是在具体的实践中,监控系统的狂干扰系统非常的弱,常常会发生因为受到强大磁场的影响而导致传输数据的准确性不高。
3提高煤矿安全监控系统安全运行的对策
3.1提高煤矿安全监控系统的质量
首先要提高安全监控系统的硬件系统质量。一是要积极研制具有高可靠性的分站、传感器。以此提高监控系统数据传输的稳定性。二是要大力推广半导体气敏甲烷传感器。该类型的传感器能够提高系统的响应时间,并且能够对抗高浓度的气体冲击,提高监控系统的使用寿命,为煤矿企业节省大量的经济费用。三是要实现数字信号传输功能。实现监控系统的数字化传输功能,提高监控系统的对信号的捕获的灵敏度;其次增强监控系统产品的软件系统。一是要制定统一的系统框架,规范通讯协议。当前我国监控系统仍然存在着通信不兼容的问题,导致煤矿企业不能实现对各个分矿监控系统的集中化管理,因此需要我国相关的研发部门以及政府部门尽快出台相应的规范制度,构建具有统一标准的通信协议。二是发展具有全面监测监控功能的系统。目前煤矿企业使用的监控产品主要是监测环境安全参数,以此进行报警或者停电控制,但是其与煤矿安全监测的要求还有很大的差距,比如在发现存在安全隐患时,没有相应的做出最佳的救灾指示等,因此要大力发展具有综合型、全面型的监控系统。
3.2提高监控系统整体反应速度
AQ6201标准中对煤矿安全监控系统的响应时间要求是小于30s,在实验室环境下测试或许都能达到标准要求,但在现场实际应用中,由于受到信号传输干扰,响应时间可能会远超出30s。有的产品通过以太网网桥方式传输数据,表面上看链路数据达到百兆甚至千兆,但串口网桥的低速瓶颈制约了传输速度,而且以太网的非实时特性还可能造成比直接传输更加延时的后果。因此有必要对系统的传输模式做深入的研究,提高系统整体反应速度。
3.3加强对安全监控人员的培训