煤矿瓦斯监测系统

1、文献综述

参考文献：

目前我国各大煤矿的瓦斯监测大致分为便携式瓦斯监测仪器和瓦斯监测系统。便携式瓦斯监测仪,结构简单,携带方便,但是只有携带者能随时知道该处的瓦斯浓度,未配备以及在矿井上的工作人员不能了解矿井的瓦斯浓度情况;另一类是以PC机为主体的瓦斯浓度监测系统,在矿井下固定的地方安装瓦斯监测传感器,再通过很长的电缆把测试到的浓度等数据传到煤矿上面的控制室,缺点是它只能测固定地方的瓦斯浓度。

矿用瓦斯监测系统多为有线布置监测，存在2个方面的缺陷:一方面由于采用有线传输方式,在矿内某些地方布线困难,整个传输通信过程对于线路的依赖性强,成本较高;另一方面当监测系统中的个别传感器节点发生故障时,会导致整片监测区域失去监测能力,维护困难。无线传感器网络系统可以解决有线传输方式的瓦斯浓度监测系统。

1）基于市场上还几乎没有能实现移动测量,无缝覆盖并且将瓦斯浓度数据传输到地面控制室的瓦斯监测系统。采用ZigBee的无线传感器网络是解决煤矿瓦斯全方位、实时监测的一种可行方法。ZigBee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术,利用其作为无线通信平台构建瓦斯监测传感器网络。通信和感知节点可以移动,无须铺设线路,操作简单,容易维护,组网成本低。

2）基于无线传感器网络的煤矿瓦斯监测系统,解决了矿用瓦斯监测系统有线布置的监测存在的缺陷问题，解决了矿井内瓦斯气体浓度监测和瓦斯突出的问题。该系统的实现,将大大地提高瓦斯浓度监测的水平。无线传感器网络系统的目的实现两大功能:一是对于矿井内的瓦斯气体浓度实现实时监测;二是解决在开采过程中可能出现的瓦斯突出问题。

数字矿山技术在煤矿瓦斯监测监控系统中的成功应用，给瓦斯监测监控分析与表示带来了重大变革，主要体现在：

1）准确传递瓦斯等超标位置及危险发生地，煤矿瓦斯监测监控系统监测

的就是在地下深处瓦斯浓度是否超标，是否有火!自燃等安全隐患，提供的信息必须快速、准确、全面。采用 GIS 技术，可以迅速地将危机管理所涉及的信息

2）实现了系统的集成利用地理

信息系统（GIS）、工程数据库技术、网络技术，使原来各自独立的瓦斯监测系统、环境监测系统、工业电视系统及其他地质测量!生产管理等信息系统连为一体，联网后的各种模拟量和开关量参数、光纤工业电视网的视频信息、井上下资源环境与采掘信息可以集中在监测室、生产调度室和网络终端上实时显示，局、矿领导、生产管理人员可随时调阅，有利于科学指挥生产，及时排除故障，确保安全有序的生产。

3）实现了煤矿安全的实时远程监测监控

通过数据通信接口，进行筛选和过滤处理，并确定传输的目的地；利用无线移动通信技术，将数据采集系统传来的相关信息通过移动通信平台实时传输到移动监控中心，使煤矿领

导、煤矿安全监察部门获得实时的煤矿安全信息；移动监控台实时接收煤矿传来的实时数据，当瓦斯浓度超限等安全信息报警时采用声光提示。

几点思考

1.通常情况下传感器节点被放置在没有基础设施的地方？

方便感知器节点故障失效后的维修作业，方便新节点的加入。

2.通常来说行业对传感器节点要满足什么基本需求？

传感器节点坚固不易损坏,适应恶劣环境条件且有良好的可靠性。

3.矿山安全系统包括哪些功能模块？

矿山安全实时监测系统、通风瓦斯管理管理、采掘跟踪系统、隐患监查系统等模块。

参考文献：

[1]覃磊,张杰. 基于ZigBee技术的煤矿瓦斯监测系统[J]. 计量与测试技术,2007,(01):18-20.

[2]赵俊. 基于无线传感器网络的煤矿瓦斯监测系统[J]. 工矿自动化,2007,(05):49-51.

[3]汪云甲,杨敏,张克. 数字矿山与煤矿瓦斯监测及预警[J]. 地理信息世界,2008,(05):26-32.