一种瓦斯自动预警管理系统的功能、构成及特点分析.pdf

收稿日期 20100908 作者简介 孙守靖 1973-, 男, 辽宁庄河人, 工程师, 从事矿井监测监控管理及机电技术研发工作。 doi 10 . 3969/.j issn. 1005- 2798. 2010. 12. 030 一种瓦斯自动预警管理系统的功能、 构成及特点分析 孙守靖 潞安矿业集团公司 技术中心 , 山西 长治 046204 摘 要 通过应用实践, 对一种瓦斯自动预警管理系统的功能、 构成及特点进行了分析总结, 揭示了该系统 广阔的推广应用前景。 关键词 瓦斯; 预报警; 异动点; 算法模型 中图分类号 TD712 文献标识码 B 文章编号 10052798 2010 12 006502 为满足企业安全生产需要, 实现瓦斯超前管理, 潞安矿业集团公司多对矿井装备了由煤科总院常州 自动化研究院研发的瓦斯自动预警管理系统。该系 统利用矿井安全监控系统的监测数据, 通过二次分 析处理, 实现对煤矿井下有毒有害气体的异常变化 情况进行预警, 使煤矿安全管理人员第一时间关注 到现场环境参数的变化, 及时采取相应措施, 避免事 故的发生, 起到了良好的效果。 1 系统的构成 瓦斯自动预警管理系统包含两部分 一是瓦斯 预 /报警模块。系统充分利用瓦斯历史数据, 通过对 数据的比较、 对比关联、 分类聚类等发现规律, 并通 过相应的核心算法建立瓦斯异动预警模型, 对数据 进行预测分析, 并通过计算机桌面浏览器进行提示, 为决策层提供科学的依据。二是短信预 /报警模块。 主要把日常重要的影响安全的超限报警故障信息、 生产经营信息和预警信息根据需要发送到相关管理 人员的手机终端上或在管理人员的计算机桌面弹出 信息提示, 使管理人员第一时间获取要关心的信息, 便于他们及时采取相应措施, 从而提高煤矿应急处 理速度。该系统可基于安全监控系统独立运行, 也 可以配套安全监测联网系统进行使用。系统构成如 图 1, 在监控系统内网增加一台计算机, 用做瓦斯预 警服务, 直接读取中心站监控数据库中的实时数据, 通过分析软件对瓦斯数据进行分析和预警。 图 1 系统构成示意 2 系统功能 1 可以根据实际需要自选预警测点, 可以是 单个测点, 也可以是一组测点, 容量不限。可以将采 区、 采煤工作面、 掘进工作面等重要区域的瓦斯测点 进行编组, 对所选组进行预警, 或直接针对比较重要 的区域的瓦斯测点进行预警。 2 可以针对单个和一组测点预设固定的预 警值并进行预警提示。根据现场实际情况设置一个 固定的预警值, 当现场监测数据达到预警值后进行 预警提示。 3 可以针对单个和一组测点的报警值设置 报警增量并进行预警提示。根据现场作业环境参数 的超限或断电报警门限, 设置一定比例的报警增量, 当现场监测数据达到预警值后进行预警提示。 4 可以针对单个和一组测点结合异动点算 法模型分析得出异动点预警参数, 当监测数据达到 预警值时进行预警提示。异动点预警参数由已接入 测点一段时间内的历史数据, 结合矿井实际通风状 况, 采用瓦斯异动算法模型计算得出该测点的预警 参考值, 并由此参考值对测点的实时值进行处理, 得 到测点的预警状态 即当测点值突然增大或曲线斜 率突然变大时, 进行预警 , 判断造成异常的原因及 可能的后果, 并进行多种方式的预警展现。 5 可以将各井下区域环境参数的预警参数 值通过曲线形式反应出来, 求得矿井不同作业区域 的瓦斯浓度波动规律, 判断瓦斯测定当前值所反映 的矿井瓦斯安全水平, 方便日常分析、 决策。 6 瓦斯预警分析结果可以以不同的警戒信 号如红、 橙、 黄、 绿进行标识, 按照分析结果, 给定该 区域的瓦斯警戒级别, 同时可以查看相应瓦斯测点 的历史平均、 最大、 最小值, 以及近期的相应参考值。 65 问题探讨总第 135期 其中历史数据指近 3个月的数据, 近期数据指近 7 d 的数据。系统还可以对这些数据的时间范围进行配 置。 7 根据需要生成相应的瓦斯预警分析报表, 为日常安全管理提供参考依据。 3 系统特点 1 软件系统集成化, 各模块开发相对独立, 图形模块、 算法模块和业务模块可共享数据和操作。 2 采用身份认证技术、 安全加密技术、 故障 自动恢复等技术提高系统安全可靠性。 3 采用先进技术, 具有良好便捷的升级能 力, 选用的操作系统、 数据库系统、 应用软件等技术 与工具均具有先进性。 4 预警参数和算法模型自由选择, 生成结果 快速一目了然, 可反复调整预警参数及数据筛选, 使 其更符合本矿实际应用。 5 充分集成了 B /S和 C /S体系架构的优势 和特点, 在计算分析的功能模块中采用 C /S模式, 有效地利用了客户端资源, 在图形和文档管理以及 浏览监控模块中, 采用 B /S模式, 降低了维护成本, 能快速满足管理业务需求, 突破区域限制。 6 采用全新的. Net 、 Xm l 、 Web Services 、 AJAX 技术, 突破了传统软件的协作运行方式, 帮助企业更 快速地提升业务灵活性。 [责任编辑 魏晋英 ] 上接第 25页 主要取决于串车长度及挡车器的开 启时间, 这是因为车挡的开启时间决定其动作指令 的提前量。各种车挡的开启时间最好是现场实际测 定, 也可以采用设计给定值, 如果是自行设计的, 可 以根据动作形式进行理论计算, 具体方法在此不再 赘述。 设整列车进入变坡点后, 挡车器开始启动, 则它 的安装距离可用下式计算 Ld S1 v0t1 S0 1 式中 Ld为变坡点至挡车器安装地点的距离, m; S1为列车长度总和, m; v0为下放矿车的爬行速 度, m /s ; t1为挡车器的开启时间, s ; S0为富裕常量, 一般取 1. 5 2 . 5 m; 在实际计算时, v0可以取绞车 的实际爬行速度或取 1 . 5m /s 。 3 . 2 常开式挡车器安装距离的计算 常开式挡车器的动作指令是矿车的跑车速度, 这种工作状态的性质决定了其安装距离与车挡的关 闭时间的关系较大。由于常开式挡车器分为测速机 构与车挡集中安装和分别安装两种方式, 所以其车 挡的安装距离的确定方法不同, 应分别给出计算方 法。 1 当测速机构与车档集中安装时, 测速机构 的安装距离 Lc与车挡的安装距离 Ld近似相等, 车挡的关闭动作基本与测速机构的动作同时完成。 其安装距离应满足的条件是 矿车达到测速点的实 际跑车速度 vp大于或等于防跑车装置的给定动作 速度 vg, 即 vpvg。 假定列车进入变坡点后, 跑车从初速度为零开 始, 可根据下列算式计算安装距离 vp2gLd- S1 sin- cos 2 Ld Lc vg 2 /2g sin- cos S1 S0 3 式中 vp为矿车达到测速点的实际跑车速度; vg 为使挡车器动作的给定跑车速度 一般取比该点列 车正常下放速度超速 20 的速度值 ; 为倾斜井巷 此区段的倾角; g为重力加速度; 为矿车与钢轨间 的滚动摩擦系数, 一般取 0 . 01 。 2 测速机构与车挡间隔安装时, 测速机构的 间隔距离 Lc由 3式确定, 然后再由 2 式计算出 相应的 vp值, 则测速机构与车挡之间的距离 L0用下 式计算 L0 vpt2 1 2 gt2 2 sin- cos S0 4 式中 t2为车挡的关闭时间, 指从矿车达到测速 点至车挡的关闭的时间。车挡的安装距离用下式计 算 Ld L0 Lc 5 4 结 语 倾斜井巷变坡点下方第一道挡车器的安装距离 过大时, 发生跑车时车辆对挡车器的冲击力必然大。 目前煤矿倾斜井巷变坡点下方第一道挡车器的安装 距离大多能减小, 从而可以减小车挡的构件尺寸、 节 省材料, 减小设备的损坏程度, 更有利于矿井的安全 生产。在现场工作中, 只需按以上方法计算出相应 类型挡车器的安装距离, 再结合倾斜井巷的现场条 件, 即可以确定出较为理想的安装位置。 [责任编辑 魏晋英 ] 66 2010年 12月 孙守靖 一种瓦斯自动预警管理系统的功能、 构成及特点分析 第 19卷第 12期