矿山监控

矿山监控（精选8篇）

矿山监控 篇1

摘要：本文首先介绍电网监控系统建设的重要性, 针对原有的供电系统存在的不足, 提出了新型微机监控系统的方案, 对电网监控系统的各个组成部分和功能进行了介绍, 智能电网监控系统的投入运行, 极大地提高了供配电系统的可靠性、安全性和自动化水平。

关键词：电网,智能监控,保护器

随着计算机控制技术与通信技术的发展, 电网智能监控系统逐步发展成熟, 使操作人员能够远程实时了解与查询现场安全监测监控信息, 对设备进行控制, 智能电网监控系统已经成为安全、高效生产的有力保障。

1 智能电网监控系统组成

万年矿洗煤厂共有变电所共5个, 主要为原煤储、装、运, 重介洗煤、跳汰洗煤及配套设备的供电, 由于洗煤厂原有配电柜在建厂初期投入运行, 保护装置和电力监测仪表都比较落后, 已经不能满足数字化矿山的要求, 经过更新配电设备后, 具备安装电网监控系统的硬件基础。根据建设数字化矿山的要求, 需要对电动机和配电线路进行电力监控, 以保证用电的安全、高效, 减轻工作人员的劳动强度。

采用的Acrel-3000型低压智能配电监控系统, 可以对变配电系统进行数据采集和集中监控。对配电系统断路器、监测仪表等设备进行组网, 将分散的现场设备连接起来集中管理。

微机电网监控系统对高压开关柜、低压开关柜、电动机、电力变压器等的工作状态进行监控。通过实时记录电压、电流、功率、频率和电流开关状态等各项参数实现监测, 当参数值超出允许的范围时便产生预警、报警, 并对相关设备进行控制。

Acrel-3000配电监控系统主要由集中式现场监控层、通信网络层、系统管理层三部分组成 (如图1) 。

现场监控层:分别配置在各低压配电柜内的PD760Z-ZS9网络电力仪表、ARD-3型电机综合保护器以及高压开关柜ZB T-11微机综保装置、变压器温控器、通讯模块等。负责采集电力现场的各类数据和信息状态, 发送给通讯间隔层, 同时也作为执行单元, 执行通讯间隔层下发的各类指令。

通信网络层包括:现场总线通信网络和以太网通信网络这两部分。是现场监控层中设备与监控计算机或设备之间进行通信的通信网络, 常见有RS485通信接口, 支持Modbus-RTU协议的现场总线;后者是现场总线与监控计算机进行通信的通信网络, 主要设备有串口服务器和以太网交换机等设备。负责采集各类装置的数据、参数, 进行处理后集中打包传输到主站层, 同时作为中转单元, 接受主站层下发的指令, 转发给现场设备层各类装置。

系统管理层包括:位于集控室内的上位机及其外围设备、网络通信设备等。负责将通讯间隔层上传的数据解包, 进行集中管理和分析, 执行相关操作, 负责变配电系统的整体监控。智能电力监控系统提供专用的通讯功能模块, 通过专用的以太网硬件通讯接口, 以OPC方式向矿调度室传送信息。

2 电网监控系统功能

(1) 精确的过流值和时间保护, 能有效解决威胁供电安全的过流、接地、电压波动造成的越级跳闸。

(2) 实现系统的遥控、遥信、遥测、实时监测、故障录波及分析、确定故障位置等功能。

(3) 系统能够与开关综合保护器保护配合, 完成综合保护器的各项保护功能, 保证系统不出现保护越级跳闸、不出现因电压闪动而引起的全所失压跳闸现象, 并具有过载、短路、断相、漏电、绝缘监视等综合保护功能。可以远方修改分散继电保护装置的定值、控制字;以及调整各种仪表的工作状态。

(4) 实现供电系统电力参数在线监测、运行记录、超限报警。系统对所有用户操作、开关变位、参量越限及其它用户实际需求的事件均具有详细的记录功能, 包括事件发生的时间位置, 当前值班人员事件是否确认等信息, 对开关变位、参量越限等信息还具有声音报警功能, 同时自动对运动设备发送控制指令或提示值班人员迅速排除故障。

(5) 实现各变电所主要供电线路的远控操作。通过计算机屏幕选择相应的站号, 开关号, 合/分闸等信息, 并在屏幕上将选择的开关状态反馈出来, 确认后执行, 实时记录操作时间、类型合开关号等。

(6) 实现电量远程抄录、峰谷分时计量、电量分类统计分析及电量自动化考核。通过计算机实时对系统电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、超限报警、频率进行不断地采集、分析、处理、记录、显示曲线, 棒图, 自动生成报表。

(7) 实现供电系统供电状态和数据、曲线实时模拟显示。

3 结语

AC REL-3000型变配电监控系统是经过现场运行良好, 系统通讯线接点少, 画面显示直观, 及时反应现场设备的运行状况, 同时系统操作简单, 方便用户使用, 系统可靠、安全、稳定, 并降低了设备运行成本, 提高配电自动化质量。

参考文献

[1]张永健.电网监控与调度自动化[M].北京:中国电力出版社, 2004.

[2]安科瑞.Acrel-3000V6.0使用说明书[J], 2008.

矿山监控 篇2

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矿山机电设备的安全监控系统的应用发展

摘要：随着矿山机电设备自动化程度的不断提高，机电设备的安全管理变得越来越重要，没有机电设备的安全运行，就无法保证矿山的安全生产，故不断加强矿山机电设备安全管理是十分必要的。

关键词：矿山机电设备 安全监控系统

现代化管理和安全管理是按照现代化生产技术规律和生产经营管理规律的客观要求，运用现代自然科学和社会科学的新成果，实现有效管理的手段和办法。目前，科学技术日新月异，矿山生产技术装备不断更新，安全管理客观上要求用现代化安全管理方法逐步取代旧的落后的管理方法。多年来，矿山安全管理虽然已形成一定的传统管理经验，但以凭借经验、权力应用为主要特征的传统管理与调整发展的现代化技术装备越来越不适应，须进一步予以科学化、系统化并从现代化管理原理与理论上给予完善和提高。可见，矿山推行现代化管理势在必行。

一、矿山机电设备管理的意义

计算机和电子技术的迅速发展，加快了矿山工业生产技术的现代化进程，在不断提高矿山企业生产能力的同时，也对设备提出了一些新的要求，如性能要求更高，功能要求更强，精度要更准等等。这样一来，不仅可以节约几点设备的维修成本，减少安全事故的隐患，还能降低生产成本、节约能源和原材料的消耗，并极大地提高了产品质量和企业的生产效率。在我国的现代化矿山建设中值得推广。但是机电设备广泛运用的同时，矿山企业要做好后续的安全监控工作。如果

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不做好配套安全工作，机电设备出现问题后造成的损失和伤亡可能会更加严重。因此，矿山机电设备的安全监控应安排在日常的维修项目之中，以便在停机检修中处理，不至因事故造成更大的损失。

对于矿山企业，机电设备的安全管理往往容易被忽视。事实上，机电设备安全运行是矿山安全生产的重要组成部分。近年来，因机电设备造成的安全事故和人身伤害案例时有发生，给企业和个人带来巨大的经济损失和心理伤害。所以，分析查找事故原因，采取最有效的措施，最大限度减少或杜绝此类事故的发生是矿山机电设备管理人员义不容辞的责任。

二、矿山机电设备管理的方法

为了提高矿山机电设备安全管理的效率，矿山企业应该顺应时代潮流，广泛地应用计算机等现代工具，并逐渐建立和完善以计算机为在地的安全管理信息系统。现代化大规模的生产方式要求矿山企业重视对井下工作环境的实时监控，并且采取各种措施保证井上井下安全信息的交流，以保证随时作出正确的决策进行安全管理。因此，必须重视安全管理工作中的信息交流工作，采用现代化的安全管理方式和方法，大力推广计算机技术在矿山机电设备安全管理中的开发和应用，将其作为安全信息管理不可或缺的技术手段。从目前情况来看，我国从大部分矿井安全信息中心站反映出来的情况中，比较突出的问题是信息中心站每天收集到反映安全状况的大量信息，靠人工方法在短时间内进行全面的信息登记、分析和处理是比较困难的，并且在这个过程中还容易出现差错，这就需要借助于现代化的信息处理工具来

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实现，而计算机就是最适合参与并完成这项工作的辅助设备。因此，开发出一套具有安全管理功能的计算机应用软件，是矿山机电设备实现安全管理手段现代化的一个非常有必要和有意义的项目。现代化的安全管理系统是一个综合性的项目，这其中涉及到矿山生产中的方方面面，比如矿山企业的人、机、料等诸多的环境因素。矿山企业要想真正做到现代化的安全管理，实现安全管理方法的科学化是举足轻重的一环。第一要建立健全包括全体员工、各个方位、全部过程的安全信息网络管理系统，并制定和健全科学的行之有效的安全信息管理工作程序，使安全工作检查经常化。其次要形成制度化的安全教育和培训工作，应该建立专门的安全监督检查部门，主管安全教育培训，宁转原来安全培训多头管理的现象。政出多门的制度造成的结果结果是培训内容与生产实际脱节，造成指令抽工人培训，而且特殊工程考核、发证也把关不严。由安监部门统一安全培训管理就是要实现有针对性地培训职工，重点严格特殊工种的培训、考核、发证等工作，做好安全教育工作，建设现代化矿井是矿山发展的总趋势，实现安全管理现代化是矿山管理的总要求。矿山推行现代化安全管理要牢固树立起现代化的管理思想。

随着新的经济时代的到来，我国矿山设备的研究和开发面临这巨大的机遇和严峻的挑战。这一状况对于从事矿山几点设备研究开发的工程技术人员来说，是一个考验的过程。技术人员应该跟得上时代发展的步伐，树立新的理念，在矿山机电设备的安全监控过程当中，广泛的运用新技术，建立现代化的安全信息管理系统，保证矿山企业的矿山机电论坛 矿山机电论坛 矿山机电论文

正常运营，提高矿山企业的生产效率，增强企业竞争力，在激烈的市场竞争中牢牢掌握主动。

参考文献：

[1]单国军、谢振华、金龙哲：《非煤矿山安全信息管理系统的开发》，《工业安全与环保》，2005.(05)。

浅议矿山供电的数字化监控 篇3

作为一种广为接受的技术体系, “数字化供电系统”的内涵包括:数字化电网、信息化管理和企业应用集成。从本质上说, “数字化供电系统”是企业适应内外部变化, 提升管理能力、提高服务水平、增强核心竞争力的一种技术手段。它不是一个刚性的系统, 而是有生命力的系统工程。随着IT技术的发展, 数据传输技术、数据转换技术、接口整合技术、商业流程支持技术在电力企业信息化建设中得到了深入的应用, “数字化供电系统”的技术实现体系正在逐步完善中。下面本文将结合某矿井供电管理中的数字化监控技术实际应用情况, 简要说明该技术的运行管理模式。

1 数字化技术应用的基础和技术条件

电力监控技术已经过了长期的积累。矿井坚强电网是分布式智能、宽带通信和自动控制技术的集成。DSP (数字信号处理) 技术和嵌入式软件技术的发展, 为开发高端智能终端设备提供了物质基础;宽带的工业以太网技术已普遍应用于工业控制领域;自动控制技术在电力系统的应用已十分成熟。应用于数字化变电站的相关技术和标准已逐步实用化作为实现数字化变电站的重要基础设备, 如互感器、开关等智能一次设备, 技术发展与数字化变电站基本同步。截止2002年, 应用于数字化变电站的电子式互感器标准IEC60044-7、IEC60044-8颁布。2008年, 国内颁布了国家标准。应用于数字化变电站的智能开关, 其规范性技术文件正在制定中。良好的技术和物资条件, 为矿井数字化电网的研究和应用打下了良好的理论和实践基础。运用智能化、数字化、自动化技术, 建成一个国际先进、国内领先的矿井数字化电网, 提高矿井电网的可靠性和运行效率。构建地面和井下电网统一的集成监控环境, 逐步将矿井电网的智能终端设备接入监控系统, 实现矿井电网统一监控和调度, 提高矿井电网的智能化、数字化和自动化技术水平, 提高矿井电网自动化水平、运行效率和经济效益, 为矿井电网的安全运行提供决策支持。

2 工程概况

某矿井供电系统由2条来自不同电厂的线路组成, 变压器容量50000k VA。整个矿井供电系统按“无人值班、少人值守”的原则进行设计。

3 数字化监控技术

3.1 功能要求

网络是数字化监控技术的实现基础, 采用数字化监控技术的目标是为了保证矿井供电能在安全、经济的状态下运行。数字化监控技术通过融合控制、信息与仿真三大技术来实现对矿井供电系统的运行控制和管理。

矿井供电系统的数字化监控技术一般要求具备以下功能:监控运行, 网络资源共享, 电力调度管理, 生产运行管理, 公文流转。

3.2 实现过程

数字化监控技术的实现过程是:通过计算机网络将数字化监控信息传送到网络上, 并将其与已有的信息融为整体, 从而实现在每一台多媒体计算机上对监控信息进行管理和调用, 提高供电系统的管理效率。

4 数字化监控技术的应用

该矿井供电管理采用的数字化监控系统是目前最为常用的MIS管理信息系统, 该系统是由人、计算机及其外围设备三方组成的一个, 能够对信息进行收集、存贮、加工、传递、维护和使用的系统。其中人与计算机组成的供电中央控制中心是负责对收集到的信息进行显示、加工及传递, 并给使用者作出相应的反馈。而监控系统外围设备主要负责对供电系统的开停机流程控制及站内辅助系统的控制及相应数据的采集。

4.1 数字化监控系统的建设目标、范围及功能

4.1.1 数字化监控系统的建设目标

建立具有安全性、可靠性、开放性的信息化平台, 实现各部门对供电监测实时信息与数据的高度共享;给决策层提供有效地参考信息。

4.1.2 数字化监控系统的组成

该数字化监控系统的组成主要包括:软件开发体系;网络平台体系 (包括主机系统、系统软件、网络设备) ;布线系统;安全体系;培训用户体系。

4.2 数字化监控系统的建设框架设计

管理是矿井供电实现数字化监控技术的核心部分, 具体包括系统的运行管理, 设备管理, 安全管理, 生产技术管理、项目管理、人力资源管理。数字化监控系统使得管理具有一个健全、完善的信息资源管理系统, 并保证信息采集渠道具有集中性、可靠性、稳定性, 同时使得资源具有唯一性、及时性, 从而有效的提高矿井的供电管理效率。

对矿井而言, 数字化监控技术可以将采集的数据广泛的应用于计算机的监控系统, 各管理部门均可通过数字化监控技术实时地了解通风、排水、采掘等设备的实际运行情况, 同时实现管理者对矿井的安全生产更为全面、及时、准确的认知。数字化监控系统能够对矿井供电过程中的设备运行进行全过程的控制与跟踪, 了解掌握机械设备的运行状况及健康状况, 一旦设备出现事故, 可为设备的检修提供依据及参考, 从而降低检修成本, 节省处理故障时间, 避免了影响整个供电系统的正常运行和造成的较为严重的经济损失。

4.3 数字化监控系统运作的硬件设施保障

数字化控制系统的硬件设施主要有数据库服务器、电源、网络等。其中数据库服务器是该系统的核心, 数据库是系统的运作载体和核心, 不间断的电源是上述设备保持良好运转状态的前提, 网络是整个系统有效、高速运行的基础及保障, 四者缺一不可, 相互协调, 共同运行。

4.3.1 数据库服务器

数据库服务器是通过在局域网中的一台 (多台) 计算机运行数据库管理系统软件而构建成的服务器, 它可以为为用户提供各种服务 (包括数据的更新、查询、索引、事务管理、查询优化、高速缓存等) 。

矿井供电管理系统对于数据库服务器的要求一般是该数据库服务器具备高效地运行性能、扩展性能, 且具有较高的稳定性。同时要求该服务器具有良好的处理能力, 在系统运行管理过程中实现对数据信息的快速查询过程, 且数据库服务器还可根据实际管理人员的需求进行有效地查询, 然后将结果反馈给管理人员。该供电控制中心选用的数据库服务器为:微软SQL, 它是一个数据库管理操作系统, 它具备对信息数据地搜索工作、查询工作、报告工作等的功能, 并在不占用数据存储位置地前提下, 将数据存储在各种设备上。

4.3.2 电源

控制中心的电源系统在采用了双回路交流的供电方式的前提下, 实现电源自动切换。并且由一个不间断电源UPS为服务器直接供电, 当电压过高或过低时, UPS都能保证服务器在不受干扰的状态下实现设备地高效运转, 在断电后仍能正常运行一段时间。

4.3.3 网络

网络是数字化监控技术在矿井供电管理中得以应用实施的基础, 网络的稳定性、高效性直接影响该系统的运作。该系统的局域网采用快速以太网 (Ethernet) , 利用CSMA/CD (载波监听多路访问及冲突检测技术) 技术, 并以速率为10Mb/S在在各类型电缆上高速运行, 从而满足了全矿井供电部门及个人对网络的需求, 实现了工作人员对资源的快捷共享。

5 结束语

矿井供电系统数字化监控技术的应用使得该矿在供电管理模式上走向了信息现代化, 信息资源管理和组织的技术上突破了传统的管理模式, 将一些核心的信息收集加以分析, 为决策层做出正确、合理的决策提供了重要的参考依据, 使得矿井供电管理效率得到大幅度提高。

数字化供电技术将是未来供电技术的发展方向, 更是矿山供电系统的发展方向。虽然目前我国数字化矿山建设已经取得了一些阶段性成果, 但是我们还应该清楚地看到, 跟发达国家相比, 仍然有很大的差距, 我国的矿山数字化供电系统建设还面临着诸多困难, 依然任重而道远, 需要每一个矿山供电工作者为此努力奋斗!

摘要：数字化供电技术将是未来供电技术的发展方向, 更是矿山供电系统的发展方向, 本文以某矿井供电管理中的数字化监控技术实际应用情况为例, 简要说明该技术的运行管理模式。

关键词：矿山供电,数字化,监控

参考文献

[1]张俊蔚.供电管理计算机监控自动化系统的开发与应用[J].甘肃水利水电技术, 2008, 44 (1) .

[2]周胜, 赵凯.电机系统节能实用指南[M].机械工业出版社, 2009.

矿山监控 篇4

随着现代机械的发展, 许多先进的矿山机电设备取代了以往的采矿方式, 逐渐在矿山现代化改革中形成了新的采矿模式。矿山机电设备的应用大大提高了采矿效率和质量, 但也带来了诸多问题。目前国内由于安全生产问题而引发的事故屡见不鲜, 矿山机电设备的安全监控已成为改善矿山生产环境过程中的一个迫切需要解决的实际问题。

1 国内矿山机电设备安全监控系统研究和应用现状

虽然近几年国内采矿业的发展十分迅速, 但是安全问题一直是影响采矿人员生命安全和制约企业发展的重要因素。国内矿山企业矿山机电设备的安全监控系统使用率较低, 未能大面积普及, 一些使用矿山机电设备安全监控系统的企业也存在许多问题, 不能适应当前的安全生产需要。我国矿山机电设备安全监控系统的研究起步较晚, 曾先后从工业发达国家引入较为成熟的矿山机电设备安全监控系统在采矿业中应用[1]。但是由于国内实际情况与发达国家不同, 这些安全监控系统也就难以发挥应有的作用。20世纪80年代末, 我国已经开始研制自己的矿山机电设备安全监控系统, 通过借鉴国外系统的成功经验, 已经取得了一些成绩, 尤其是随着国内科技的发展和通信技术的进步, 已经制造出较为成熟的矿山机电设备安全监控系统, 开始大范围推广[2]。目前, 国内已经应用的矿山机电设备安全监控系统有很多种, 但是在使用和维护过程中都需要较高的技术支持, 消耗的资源也较大。一般的矿山机电设备安全监控系统的主机和井下的监控站都需要24 h不停运转, 需要有足够的工作人员进行操作, 还需有至少1名专业技术人员维护和校正, 就算是小型的矿山机电设备安全监控系统也需要数名专职人员进行操控, 每天消耗的资源许多小型企业根本无法承受, 而且专业技术人员培养也较为困难, 这也就导致了矿山机电设备安全监控系统普及比较困难[3]。因此, 研发成本低、消耗少、对技术要求不高、维护方便简单、性能可靠的矿井矿山机电设备安全监控系统势在必行。

2 矿山机电设备安全监控系统的设备选型

矿山机电设备安全监控系统的性能是决定生产环境安全性的一个重要因素, 因此在设备的选型上需要进行缜密的考虑。近几年, 计算机技术发展迅速, 计算机和总线在矿山机电设备安全监控系统中的应用使得矿山机电设备安全监控系统的性能大大提高。其中, 最常见的主要有2种形式:一种是以计算机为地面主机核心, 使用公共线连接到井下分站, 由分站通过专用电缆连接每个传感器 (图1) 。该方法缺点很明显, 就是线路铺设繁复, 给日常维护带来了不便;另一种是以计算机为地面主机核心, 直接通过总线连接各个传感器, 线路铺设十分方便, 传感器分布能随总线的延伸而扩展, 安装和维护都十分方便 (图2) 。但这种形式也有缺点, 就是在传感器较为集中的区域, 难以形成有效的集中控制, 需要增加分站, 才能实现这一功能。

3 矿山机电设备安全监控系统的系统选型

矿山机电设备安全监控系统的地面主机选择最为简单, 只要配置功能较为全面以计算机为核心的现代化工控机即可。而在选择井下分站的过程中需要按照相关的“矿井安全规程”要求结合井下实际情况进行选择。井下分站需要在瓦斯超限时正常工作的同时要隔断其他矿山机电设备电源, 防止运转时产生火花导致爆炸。因此, 可以选择适用范围较广的本安型分站, 不仅能够在瓦斯超限的情况下正常监控, 相比于隔爆型分站成本更低。另外, 通信方式的选择也尤为重要。目前大多数矿井采用的都是总线型系统, 因此, 可以采用不同的传输介质进行不同传感器区域的双向信息传递。当然, 现场总线常采用统一的协议标准, 能够同时接入不同厂家的矿山机电设备, 能够使不同的设备相互访问, 最大限度地实现自动化。

在选择传感器的过程中需要从经济和性能2方面加以考虑。目前, 国内矿井使用最多的是催化燃烧型传感器。该传感器价格十分便宜, 使用时可节约大量成本, 适合小型矿井选择。但是该传感器使用寿命较短, 校正周期也较短, 每1~2周都需要进行校正, 而且传感的范围也较小。同时, 这种传感器需要激活, 而且若空气中硫化氢含量较高时容易受损, 面对瓦斯浓度骤然升高的情况难以作出准确的预警, 可靠性较差, 使用的范围较小。而另一种红外传感器优点很多, 不仅使用寿命较长, 第一次校正后无需再次校正, 而且检测范围也较广, 预警精确可靠, 在矿井中具有较高的应用价值。但是红外传感器价格要高一些, 而且探头也容易被矿井中灰尘影响, 需定期清理或更换探头的过滤器。一般的大中型矿井需要考虑这种传感器。

对于矿山机电设备的断电方式推荐选择智能型传感器断电与井下中心分站控制断电相结合的断电方式。一方面, 能够通过智能型传感器及时感应矿井中瓦斯含量, 只能控制矿山机电设备电路断开, 检测数据准确, 反映速度快, 安全性高。然后通过井下中心分站控制整个井下断电, 防止意外情况发生。这样就实现了安全断电的效果。

4 矿山机电设备安全监控系统的应用发展

为了提高矿山正常工作环境的安全性, 矿山企业必须适应现代化发展的需求, 采用矿山机电设备的安全监控系统, 对现有的工作环境进行改善。现代化的矿山生产模式已经逐渐趋向于大型化和自动化, 对矿山机电设备的安全监控也就逐渐成为了井上井下信息沟通和安全管理的一个重要途径。通过使用现代化通信设施, 构建科学合理的矿山机电设备的安全监控系统, 通过重视矿山机电设备的安全监控, 减少由于机电设备安全隐患造成的不必要损失。在矿山企业设计、安装和维护矿山机电设备安全监控系统的过程中, 需要大规模应用现代科技手段, 使用先进的技术来实现矿山机电设备的安全监控以及降低成本的良好效果, 这也是矿山机电设备安全监控系统应用的必然发展趋势。从目前矿山机电设备安全监控系统的应用现状来看, 国内矿山企业需要对矿山机电设备的安全监控系统中的信息交流工作加以重视。目前, 许多矿山企业的矿山机电设备的安全监控系统信息处理仍旧使用大量人工进行, 这种方式不仅效率低, 而且容易出现错误, 每天矿山机电设备的安全监控系统采集的大量信息难以得到有效处理, 这就需要在现有的矿山机电设备的安全监控系统中大力推进计算机技术的应用, 研究计算机智能在矿山机电设备安全监控系统中的使用, 开发出使用较为方便的软件系统进行矿山机电设备的安全监控。这也是改善国内矿山机电设备安全监控系统应用现状的重要发展方向。当然, 矿山机电设备的安全监控系统的相关管理人员和技术人员的定期培训也是必不可少的。技术人员是矿山机电设备安全监控系统的实际操控者和维护者, 能够对矿山机电设备安全监控系统发挥正常的功能产生影响。而相关管理人员是对矿山机电设备的安全监控信息作出决策的领导, 只有对矿山机电设备的安全监控系统有较为深入的了解才能正确指导矿山企业的矿山机电设备的安全监控工作顺利进行。树立现代化的管理机制, 是矿山机电设备安全监控系统在矿山企业安全工作中发挥重要作用的基础。

5 结语

总之, 针对于矿山机电设备安全监控系统的研究和应用需要结合企业实际情况, 经过缜密的分析和选择, 设计和采用成本较低、维护和操控过程中消耗较少、对操作和维护人员技术要求不高、安装和维护都方便简单、性能可靠的矿井矿山机电设备安全监控系统不仅能够为采矿工作提供一个安全的生产环境, 还能节约成本, 减少资源浪费, 最终形成良性循环。相信不久的将来, 矿山机电设备安全监控系统将会不断的成熟和完善, 在改善矿井安全环境方面将会发挥更大的效果。

摘要：概述了国内矿山机电设备安全监控系统研究和应用现状, 对矿山机电设备安全监控系统的设备选型进行了优劣分析, 并就系统选型进行了详细阐述, 最后对矿山机电设备安全监控系统的应用发展进行了探讨, 为矿山机电设备安全监控系统的设计、安装和管理提供了重要的理论依据。

关键词：矿山机电设备,安全监控系统,研究,应用

参考文献

[1]董哲, 李冰.关于矿山机电设备安全监控系统的研究.商业文化:下半月刊, 2012, 5 (25)

[2]靳松魁.矿山井下安全监控系统的研究与实现.湖南大学, 2009

视频监控系统在矿山生产中的应用 篇5

关键词：视频监控,矿山生产

随着计算机应用及互联网在各行各业的普及, 矿山重要生产环节、关键场所安装数字视频监控系统, 可以方便矿山技术人员管理, 实时了解现场设备运转情况及安全情况, 可及时发现并避免可能发生的突发性事件。

1 视频监控系统的构架

视频监控系统由以下几部分组成:摄像头、硬盘录像机、视频监控服务器和集中管理服务器等。摄像头是本系统中最底层的设备, 是系统的原始信号源, 负责视频图像的采集, 摄像部分的好坏以及它产生的图像信号的质量将影响着整个系统的质量;硬盘录像机和摄像头之间用标准的BNC视频接口连接, 把摄像头采集来的视频数据进行数字化处理、压缩, 并把处理过的数据发布到网络上, 同时存储在本地硬盘, 以便提供历史回放功能;视频监控服务器承担视频中转的任务, 一方面与硬盘录像机通信, 获取视频数据;另一方面向用户提供在浏览器中直接浏览视频的功能;集中管理服务器是整个系统的最上层, 可以位于本地局域网, 也可以在远程通过Internet连接到本地网络。视频基带传输中大型系统如图1所示。

1.1 前端设备之摄像机

摄像机有以下几类, 按照成像色彩:彩色摄像机、黑白摄像机、彩转黑摄像机;按照机身外形:枪式摄像机、一体化摄像机、半球摄像机、高速智能球机, 现在矿山最常用的摄像机是红外线枪式摄像机;按照特殊功能:高清摄像机、低照度摄像机、宽动态摄像机、强光抑制摄像机、防暴摄像机;按照信号类型:模拟摄像机、数字摄像机。CCD是摄像机的一个重要参数, 是Charge Coupled Device (电荷耦合传感器) 的缩写, 它是一种半导体成像器件, 具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上, C C D根据光的强弱积累相应比例的电荷, 各个像素积累的电荷在视频时序的控制下, 逐点外移, 经滤波、放大处理后, 形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。 (如图1)

1.2 监控中心

监控中心是整个系统的核心, 汇接各类监控资源, 并进行相应的管理、存储、调用与显示, 它主要由视频综合处理平台NVR、流媒体及设备管理服务器、WEB服务器、机柜等组成。N V R作为整个系统的核心, 集成了服务器的计算功能、磁盘阵列的存储功能和视频监控平台的管理、存储、回放、报警、扩展功能等多项服务模块。技术人员可以通过PC、笔记本、手机等客户端或WEB服务器访问, 只要有分配的IP地址, 均可在工业网内的任何一台计算机上视频预览、查询等。

1.3 终端系统

由于数字化视频监控采用目前先进的B/S结构。终端部分将由技术人员自选分配出一台视频监控专用的客户机来, 在上面将会安装专业监控软件或者通过通用的IE浏览器, 用以实时接收来自网络的视频信号以及报警信号, 并可以对前端进行实时的方向控制以及录像的回放操作等功能。

2 目前三山岛金矿视频监控状况

2.1 三山岛金矿视频监控系统特点

三山岛金矿视频监控数字网络规划设计, 在行业内处于领先地位, 主要有以下特点:

(1) 全网集中统一管理, 方便快捷; (2) 前端设备采用国际知名品牌, 清晰度高; (3) 分布式存储, 录像保存时间长、全; (4) 统筹规划, 分步实施:首先进行系统平台搭建, 在平台建立起来的基础上, 分别对各单位监控进行改造、升级、整合, 先后完成了110报警指挥平台整合接入、西山选矿车间、西山矿区、新立矿8000吨项目的视频监控系统整合改造。

2.2 三山岛金矿N V R安装地点及属性

图2

2.3 三山岛金矿视频监控系统拓扑图

如图2所示。

3 实施效果

随着计算机技术和网络技术的飞速发展, 利用矿区网络环境和技术条件, 三山岛金矿工业视频监控系统已经建设成为“前端一体化、视频数字化、监控网络化、系统集成化”的高效可靠的大型远程网络视频监控系统。

参考文献

[1]刘舒, 沈军辉.流媒体技术及其在视频监控系统中的应用[J].中国人民公安大学学报, 2007, 51 (1) :81-831.

[2]司士军.井下数字网络视频监控系统的建立与应用[Z].2007.

矿山监控 篇6

由于矿山地质构造比较复杂,随着矿井延深,矿井瓦斯涌出量增大,突出频繁,容易产生瓦斯爆炸、瓦斯突出以及瓦斯中毒窒息事故。因此,使得企业在安全生产方面的难度越来越大。为了防止和避免事故发生,检测有害气体的仪器以及监控系统应运而生。对于生产规模小的矿场,常用便携式瓦斯检测仪来检测瓦斯浓度,它可以随身携带,当空气中的甲烷含量超过预警值时,可发出声光报警。对于生产规模比较大的矿场来说,常常有一套监控系统来实现整个企业的管控一体化。然而一些检测仪器和监测系统在功能和性能方面各有千秋,有的功能比较单一,有的监测数据不能在企业内部达到共享。

本文设计的有害气体检测终端能实时采集矿山瓦斯和一氧化碳气体浓度,同时还采集温度和巷道风速,并记录数据采集时的时间。当瓦斯和一氧化碳气体浓度达到预设报警值时,自动发出相应报警,提醒井下人员做出相应反应并立刻撤出;同时,企业的管理和技术人员也能第一时间得到此信息,便于启动相关的安全应急预案。

2 检测终端总体结构

检测终端由气体传感器、风速传感器、信号调理和A/D转换电路、温度和时间采集电路、微控制器、LCD显示、声光报警、数据通信等几部分组成。其中,三种传感器输出的三路模拟信号经调理后送到A/D转换电路,A/D转换结果送到微控制器。由数字温度传感器和时钟芯片分别采集的温度和时间直接送往微控制器。该终端以微控制器为核心,负责瓦斯、CO、风速、温度和时间的实时采集和LCD本地显示,并对采集的气体浓度进行处理和预警判断,并把采集数据通过串口发送到CAN节点,然后CAN节点上的数据上传至监控系统内部网络,便于远程监控和数据共享。终端总体框图如图1所示。

3 硬件电路设计

检测终端以单片机STC89C52?为核心处理芯片,整个硬件电路由数据采集电路,信号处理和转换电路、数据处理和转发几个部分组成。终端选用STC89C52单片机,利用串口即可对它进行编程,性价比较高。一氧化碳传感器选用C O/C F A-1 0 0 0 0,测量范围为0～10000ppm,输出信号15±4nA/ppm,分辨率5ppm,工作寿命3年[4]。利用100欧姆电流采样电阻,将一氧化碳传感器输出的小电流信号转换为电压信号。风速传感器采用TSI8455,它运用热风力测定技术来测量风速,测量范围宽,最高可达50m/s,传感器输出信号在0～5V之间。LCD显示采用1602液晶显示屏,实时显示采集的数据。数据通信部分利用串口传输数据。下面将对瓦斯检测、信号调理、A/D转换、时间和温度采集、声光报警这几部分电路进行详细说明。

3.1 瓦斯检测电路

目前,检测气体的方法一般有电化学法、光学法、电气方法以及气体色谱法等[1]。瓦斯的主要成分是甲烷,相应地,矿用甲烷传感器有红外型、热催化燃烧型、气敏型、生物型等几类传感器。催化燃烧方法是检测瓦斯最有效、最经济的方法。但是,载体催化元件有个致命的缺陷,就是只能测量4%浓度以下的甲烷气体,当空气中的瓦斯浓度值超过4%后,元件就会发生“激活”现象造成永久损坏。而甲烷在空气里的爆炸极限是5.3～14.0%(体积比),所以催化燃烧方法不能宽范围地检测甲烷浓度,达不到瓦斯爆炸提前预警的目的。

如果采用气敏传感器来检测瓦斯气体浓度,采集值受到温度和湿度的影响程度很大。本设计曾经使用过MQ-5半导体气敏传感器,通过简单的驱动电路即可将传感器的电导率变化转换为对应气体浓度的输出信号[3],其具体检测电路如图2所示:

由图2可以看出,MQ-5是通过负载电阻R5获得输出信号。但是,通过调节负载电阻来标定传感器难度较大。根据MQ-5传感器的工作原理,传感器通电后存在一个初始动作。同时,使用MQ-5传感器时应考虑温度和湿度的影响。因此,为了保证传感器的稳定性和可靠性,需要增加延时和温度补偿电路。这样,传感器的灵敏度就受到了很多方面的制约和影响,导致可靠性较差,并且测量范围较窄,不易校准。

根据系统的性能指标要求,本文选用了GJG40H(A)型红外甲烷传感器,它采用红外吸收测量原理、扩散式采样和数字式温度补偿等技术,检测精度高,环境适应能力强。调校周期大于一年,输出信号4～20mA,测量范围0～40.0%(体积比)。利用1欧姆电流采样电阻,将甲烷传感器输出的小电流信号转换为电压信号,便于A/D转换。

3.2 信号调理电路

对于传感器输出的微弱信号,使用仪用放大器能有效抑制传感器电路产生的共模电压干扰,并具有高输入阻抗,低输出阻抗、高增益和低噪声等特点。AD620是一种低功耗、高精度的仪用放大器,内部经典的三级运放结构有效的减小了共模输入的干扰。设置增益时只需接一个外部电阻,增益范围在1至1000之间[5]。AD620使用+5v和-5V供电,采用L7805电压稳压器提供+5v电压,L7905电压稳压器提供-5v电压。

本文采用AD620对甲烷、一氧化碳两路传感器信号进行调理。由于采集得到的甲烷和一氧化碳浓度信号都是毫伏级电压,为了进行A/D转换,需要把电压放大到0～5V之间。对于甲烷浓度信号而言,需要放大150倍,AD620外接330欧的电阻。对于CO浓度信号,需要放大300倍,AD620外接160欧的电阻。对于风速信号,该信号直接接电压跟随器,起到隔离的作用,输出阻抗较低。具体信号调理电路如图3。

3.3 A/D转换电路

常用的A/D转换器种类很多,积分型A/D转换器用简单电路就能获得高分辨率,但转换速率极低。逐次比较型A/D转换器速度较高、功耗低,但在高精度应用领域中性价比不高。并行比较型A/D转换器比较适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。因此,在矿山应用场合,需要高精度测量气体浓度时,传统的积分型和逐次比较型A/D转换器实现起来难度较大,且成本很高。

本文选用AD7706∑-Δ型A/D转换器,它具有高分辨率、宽动态范围、自校准,低功耗及优良的抗噪声性能,非常适用于仪表测量和工业控制等领域[1]。它是16位A/D转换芯片,具有三个模拟量输入通道,可以同时采集CO、CH4和风速。AD780为AD7706提供2.5V精密基准电压,提高模数转换的精度。A/D转换电路如图4所示[6]。

3.4 温度和时间采集电路

为了采集矿场环境温度,该设计采用DALLAS公司的DS18B20型单总线数字温度传感器,能直接输出串行数字信号,减少了A/D转换的环节。该传感器温度测量范围为-55℃～+125℃,分辨率为0.5℃,转换时间200ms。DS18B20采用外接电源方式,DQ引脚要接4.7K?的上拉电阻[7]。为了记录数据采集的时间,以便历史数据的分析与利用,本文利用实时时钟芯片DS1302实现时间的准确采集。DS1302是DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路,它可以对年、月、日、时、分、秒进行计时,采用三线接口与单片机进行通信,三根信号线都需接4.7K?的上拉电阻。为了让系统断电后时钟芯片能继续计时,使用3V的纽扣电池作为后备电源[8]。温度和时间采集电路如图5所示。

3.5 声光报警

当浓度超过报警限后,可以通过单片机把ALARM信号置为低电平,三极管导通,通过蜂鸣器和红色发光二极管产生声光报警。声光报警电路如图6所示[2]。

4 程序设计

系统的软件设计部分有数据采集、数据处理和数据发送三部分。其中数据采集部分包括A/D转换、时间和温度数据采集。数据处理部分包括滤波、浓度补偿和声光报警等。其中,对采集的温度数据进行中值滤波[9],有效克服因偶然因素引起的波动干扰。数据发送部分完成串口通信功能。软件设计流程如图7所示。?由此软件结构图可知,系统采用等时间间隔循环进行数据采集,使得采集的数据能及时上传至CAN节点。AD7706芯片初始化工作主要是对A/D转换器的时钟和设置寄存器进行设置,使其启动A/D转换。DS1302芯片初始化工作主要是给时钟芯片设置初始时间,启动计时。

5 检测终端测试

在传感器数据的标定阶段,利用甲烷和一氧化碳标准气体来测试传感器的检测精度和稳定性。表1和表2分别给出了甲烷和一氧化碳终端检测数据与对应标准气体的比较结果,测试数据的相对误差在要求的范围以内。同时,从检测终端试用的情况来看,温度、风速和时间的数据采集都很准确,瓦斯和一氧化碳气体检测可靠性高,达到了系统性能指标的要求。

6 结束语

综上所述,该终端设计以矿山有害气体监测为主线,利用监测得到的瓦斯、一氧化碳、风速和温度数据综合分析判断有害气体的浓度和通风情况,并及时做出报警动作,为矿山的应急指挥和安全预案提供了技术上的支持。

参考文献

[1]周严主编.测控系统电子技术[M].北京:科技出版社,2007.[2]杜伟主编.80C51单片机及接口技术[M].北京:化学工业出版社,2008.2.

[3]TECHNICAL DATA MQ-5 GAS SENSOR.2006,8.

[4]SPECIFICATION SHEET FOR CO SENSOR[R].TYPE CO/CF-1000,2004,6.

[5]ow Cost Low Power Instrumentation Amplifier-AD620.DATA,SHEET[R].2004.

[6]V/5V,1mW,2-/3-Channel 16-Bit,Sigma-DeltaADCs-D7705/AD7706.2005,9.

[7]DS18B20 Programmable Resolution 1-Wire DigitalThermometer.2004,8.

[8]DS1302 Trickle Charge Timekeeping Chip.2005,7.

矿山监控 篇7

我国是一个矿产大国, 由于以往对矿床和矿山开发引起的环境效应没有引起足够的重视, 突发性和延缓型地质灾害时有发生, 且有增长的趋势。由于大规模的采矿工程活动, 以及采矿产生的废石和尾矿多处原地长期堆放, 引起各种各样的地质灾害问题, 如水土流失、滑坡、崩塌、地面沉降塌陷、诱发地震、污染水体和空气等。因此建立矿山地质灾害的监控与预警, 确保资源开发过程中及开发后的环境安全, 已是当务之急, 虽然已意识到矿业开发活动导致环境的负面影响, 由于许多客观因素的制约, 对矿山地质灾害监控目前仍处于起步的阶段, 因此急需开展矿山地质灾害监控技术研究。

前人对排石场的研究大多数是从排石场排石工艺、排石场岩土力学性质和排石场滑坡机制方面着手研究, 而采用工程地球物理方法对排石场稳定性进行分析是较为科学的勘查方法。高密度电阻率法和工程地震法是工程地球物理勘探主要方法, 作为轻便、快捷、经济有效的工程地质勘探与地下工程质量检测手段已被国内外工程界所共识。本文根据这两种工程物探技术的理论方法, 将其应用于实际矿山排石场的稳定性调查中, 通过排石场雨季前后不同的地球物理特征, 推断排石场内部存在影响稳定性的隐患, 从而达到对矿山地质灾害监控及预警的目的。

2 排石场地球物理条件

湖南某矿区排石场的岩石松散体是由采矿场剥离的辉长岩、含矿辉长岩、大理岩以及昔格达土、亚粘土、亚砂土等第四纪表土组成。在工区调查了松散堆积体各物性参数值并随机选定多个具有代表性的岩矿标本和雨水进行了物性测定, 其结果如表1。

由表1可见, 该排石场松散体在波阻抗、电性方面都存在明显的差异, 具备进行高密度电阻率法、工程地震反射法勘探的地球物理条件。

3 综合物探数据采集

3.1 高密度电阻率法的数据采集

根据水文、工程及环境地质调查的实际需要而研制的高密度电阻率法, 是以岩、矿石之间电阻率差异为基础, 通过观测和研究与这些差异有关的电场在空间上的分布特点和变化规律, 来查明地下地质构造和寻找地下电性不均匀体 (岩溶、风化层、滑坡体等) 的一类勘查地球物理方法。高密度电法相对于传统电法而言采集数据量大, 数据观测精度高, 在电性不均匀体的探测中具有良好的地质效果。

高密度电阻率法的探测深度随着供电电极距的增大而增大, 当隔离系数n逐次增大时电极距也逐次增大, 对地下深部介质的反映能力亦逐步增加。由于测线的测点总数是固定的, 因此, 当极距扩大时, 反映不同勘探深度的测点数将依次减少。通常把高密度电阻率法的测量结果记录在观测电极的中点、深度为的点位上, 整条剖面的测量结果就表示成为一种倒三角梯形的电性分布及工作剖面。

当电极排列间距为△x时, 测量电极距a=n×△x, 依次取n=1, 2, …, 每个极距依固定的装置形式逐点由左至右移动来完成该极距的数据采集。对某一极距而言, 其结果相当于电阻率剖面法, 而对同一记录点处不同极距的观测又相当于一个电测深点。高密度电阻率法实际上就是电阻率剖面法和电阻率测深法的组合。

高密度电阻率法有多种电极排列方式, 如温纳四极排列、偶极排列、联合三极排列、微分排列等装置。在本次工作中, 根据现场实验, 采用温纳四极排列 (a装置, 图1) , 其参数为:

3.2 浅层地震勘探的数据采集

本次工程物探工作采用工程地震纵波反射法, 反射波法是根据地震波在弹性介质中的传播理论, 通过人工在地面激发地震波向地下深处传播, 遇弹性分界面, 就会产生波的反射;通过检波器和地震仪接收返回的反射波, 进行时频特征和振幅特征分析, 便能了解到地下地质体的特征信息, 从而达到勘查的目的。

野外数据采集时, 需对各种干扰予以识别和压制。获得分辨率和信噪比合格的记录是工程地震反射法成功的关键。数据采集质量的好坏将直接关系到勘探成果的精度, 而数据采集又取决于野外观测系统和仪器参数的准确选择。在工区选择具有代表性的地段进行了试验, 对干扰波 (面波、声波及其他不规则波) 进行了频率和速度分析后, 设计工作参数为:偏移距15m, 道间距2.5m, 排列长度为115m, 以模拟滤波全通方式进行记录, 记录长度为200ms, 此时工区内的干扰波在频率、速度和分布空间上与有效反射波有比较明显的差异。同时, 为了压抑干扰波和获取频带宽、高频成分丰富的反射波, 激发方式采用小炸药量 (30～50g) 爆炸激发, 确保了达到和超过需要的探测深度以及必要的分辨率。正式施工时测线观测方式按覆盖观测系统进行。

4 勘探资料分析处理

4.1 高密度电阻率法的资料处理

高密度电阻率法的数据处理是把所测得的视电阻率, 经数据格式转换、数据预处理、地形校正、正演和反演计算, 最后得到视电阻率成像色谱图并对其进行地质解释。

把格式转换好的视电阻率, 经数据预处理消除坏点, 保留数据较一致的数据点。并根据现场实验和与其他资料对比分析, 选择正演、反演计算参数。把经预处理后的数据经地形校正, 绘成原始测试数据的视电阻率成像色谱图。

反演计算是由所测得的高密度电阻率法原始数据色谱图, 反演计算该剖面下的地电断面, 确定地下岩石的真电阻率分布。反演采用最佳拟合法, 给定一个初始地电断面, 在初始断面上计算视电阻率的理论曲线, 将理论曲线与实测曲线作对比 (拟合) , 通过修改参数获得最佳拟合效果, 即高密度电法反演成像色谱图。

用反演得到地电断面图, 采用最小二乘法进行正演计算, 从而得到高密度电阻率法正演成像色谱图。当正演结果色谱图与原始数据色谱图结果一致性较高时, 说明反演地质剖面结果正确。

4.2 浅层地震资料的数据处理

工区地震原始记录质量良好, 其主要干扰波为面波和声波。对全道记录作频谱分析后, 客观地反映了记录的频谱。对各记录频谱进行分析的过程中, 分别选取低通、高通和宽带通进行了数字滤波, 经多次试验和对比后, 对记录进行一维滤波和FK二维扇形滤波。滤波后消除了面波, 并用相干加强的方式, 对其他干扰波进行了消除。在叠后的时间剖面上做了滤波和中值滤波, 以提高最终输出的反射水平叠加时间剖面的信噪比。

5 勘查效果评价

通过对某矿区排石场进行了高密度电法和工程地震法综合勘探, 采用多种方法提取各种信息参数, 对比了雨季前后同一位置高密度电法资料结果, 研究方法多样, 获取的信息量大。如何有效利用获得各种资料信息, 结合前人资料, 进行全面、综合解释成为勘查的关键。

5.1 高密度电阻率法的勘查效果

工区旱季雨季较为分明, 一般3～8月份为雨季, 9月份至次年2月份为旱季。雨季降雨量占全年降雨量的90%。利用该区的这一特点, 高密度电阻率法野外数据采集分两次进行, 雨季前后各一次。旱季时气候干燥, 气温很高, 蒸发量很大, 引起地表浅部异常干燥;而下部深处含有水分以及潜水作用造成地表浅部呈高阻, 深部呈低阻。雨季时, 孔隙含水量剧增, 矿物质大量溶解, 整个排土场的电阻率将会比旱季时降低。但在裂隙、洞穴等不良地质体的地方, 水的含量相对较高, 电阻率变化较大。通过对比雨季前后资料, 分析视电阻率的变化规律, 能有效地查明地下洞穴、渗漏通道和隐伏裂缝的位置、埋深及空间形态。

图2为在排石场同一位置雨季前后得到的高密度电阻率法剖面。由图2可见, 整条剖面视电阻率雨季后比雨季前均有所降低, 在异常处视电阻率变化较大, 比旱季电阻率值约低1000～3000Ω·m左右。雨季前在测线约108～152m处, 埋深约为10～26m处, 为雨季前异常区, 电阻率值约为300～3150Ω·m;而雨季后在测线约104～152m, 埋深约为6～26m处, 变为一低阻异常区, 电阻率约为100～300Ω·m, 较雨季前电阻率值有明显下降。分析认为, 电阻率下降是该区域雨季时充水所致, 因此推断该区域为相对独立的空洞或裂缝, 是潜在含水区域, 为不能储存雨水的裂缝或者空洞。

5.2 浅层地震反射波法的勘查效果

为了与高密度电阻率法勘探结果进行综合对比, 采用偏移距15m, 道间距2.5m的工程地震反射波法对同一E测线进行勘查, 并将时间剖面转换为深度剖面。如图3所示, 在剖面约102～152m处, 深度约10～28m, 出现反射波不连续的区域。反射波在该区域时而出现时而消失, 顶部反射波能量微弱, 而左右两边反射波同相轴连续完好。同时在该剖面所测得工程地震反射波的速度图谱上出现低速异常区 (见图4) , 所以推测该区域内有被雨季水充填的空洞、裂缝。而该空洞、裂缝可能是由于堆放时未压实而引起, 与高密度电法推测结果一致, 为潜在含水区域。利用两种地球物理方法所获取的丰富资料, 运用不同方法的异常特征对比分析, 相互验证, 减少单一方法的多解性;结合地质资料, 提高解释精度。综合对比分析可知, 在视电阻率剖面上雨季前呈现高阻异常 (图2) , 而在雨后表现为低阻异常区;在地震速度谱图上存在低速异常区 (图4) , 为潜在含水区域。该区域不能长期储存雨水的裂缝或者空洞, 由于水的作用, 将是产生地质灾害的危险地段, 应引起足够的重视。经钻孔验证, 此区域为由第四纪的粘土包围的较大块未压实的辉长岩。

6 结论

⑴在某排石场采用了高密度电法、工程地震法的工程物探技术, 并对比了雨季前后高密度电法资料, 查明了排石场内部存在的空洞或裂缝, 以及它们的产状、大小、空间位置。

⑵高密度电阻率法依据电阻率的差异进行解释, 所以当圈定空洞异常时能区分高阻与低阻异常, 是否充水;而工程地震是利用地震波在勘探对象中传播的速度差异对其进行解释, 空洞或裂缝的反射波不连续, 含水层在速度谱图上形成低速异常区。所以这两种物探方法相结合, 相互补充, 消除了单一方法的多解性, 得到的勘探结果更加准确可靠。

⑶采用地球物理研究排石场地质灾害监控是一种创新和尝试。用物探方法进行工区的扫面, 先查明该区空洞、裂隙等不良地质体的纵、横向发育及分布规律, 再进行有目的布钻, 以精确地控制空洞、裂隙的深度、走向及规模, 并对物探资料进行验证。物探与钻探相结合, 能使排石场工程勘察取得事半功倍效果。

⑷建立排石场监控预警机制, 重点地段重点监控, 在雨季时加强监控力度, 暴雨过后危险地段应减慢或停止作业, 避免地质灾害的发生。

参考文献

[1]祝卫东, 钱勇峰, 李建华;高密度电阻率法在采空区及岩溶探测中的应用研究[J].工程勘察, 2006, 4

[2]雷宛, 肖宏跃, 邓一谦.工程与环境物探[M].北京:地质出版社, 2006

矿山监控 篇8

近年来, 随着国家对矿山企业安全生产要求的不断提高和企业自身发展的需要, 我国各矿山企业陆续在装备视频安防监控系统。系统的装备大大提高了矿山安全生产水平和安全生产管理效率, 同时也为该技术的正确选择、使用、维护和企业安全生产信息化管理提出了更高的要求。

1 系统概述

为确保安全生产, 各矿山企业加大了安全设施投入, 逐步要实现各厂矿对所属矿井和厂区的实时监视, 避免违规作业;同时也能把各厂矿监视到的信息实时送到局机关, 便于局机关工作监督、图像数字化、图像存档。矿山重要生产环节、关键场所安装数字视频监控系统, 可以方便矿山技术人员管理, 实时了解现场设备运转情况及安全情况, 可及时发现并避免可能发生的突发行事件[1], 而且能及时发现事故苗子, 防患于未然, 也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料。

2 系统架构及设计

视频安防监控系统采用纯网络模式, 系统架构主要分为三个部分:前端监控采集部分、传输部分、管理中心部分。

2.1 前端采集部分

它是整个视频安防监控系统的原始信号源, 负责各个监控点现场视频信号的采集, 并将其传输给视频处理设备。监控前端的设计需结合矿山企业实际监控需要选择合适的产品和技术方法, 保障视频监控的效果, 视频安防监控系统才能真正地发挥安全防范作用。

矿山企业视频监控区域覆盖面积大、类型多, 包括周界、道路出入口及大楼通道重要场所及生产现场区域等, 且部分区域照度不足, 环境复杂, 室外监控设备需抗高温、低温、抗潮湿、抗雷击等, 具备夜间辅助红外照明功能;对周界, 道路口, 出入口等场地需要进行实时监控和录像;系统设备全天24 小时工作, 系统设备必须性能稳定, 无故障工作时间长。根据监控点的具体位置、光照等情况, 选用不同类型的摄像机, 办公楼大厅、大门出入口位置选用宽动态全高清红外型枪式摄像机或半球型摄像机;库房、供应站位置红外型枪式摄像机和室内智能快球摄像机;室外主要道路、矿区出入口位置选用宽动态红外枪式摄像机和室外智能快球摄像机;矿区周界选用宽动态室外红外智能跟踪快球摄像机。

2.2 传输部分

包括图像和控制信号传输、供电线路和IP网络传输。所有前端通过IP网络传输系统和监控中心相连, 实现各种信息的传递。

水平部分采用五类或六类线缆就近接入通信网络系统设备箱, 部分监控点距最近配线箱超过90 米的采用光纤连接至就近设备箱。室外监控点位需采用室外铠装光纤连接至监控中心。室内监控设备电源采用UPS电源就近供电, 每个建筑物单独配置UPS电源并安装UPS配电箱, 再由UPS电源给设备箱内电源供电, 最后由开关电源输出引至各监控摄像机。室外监控设备电源传输线采用交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆, 用监控中心UPS电源集中供电, 将UPS电源引至各室外设备箱, 给设备箱内电源供电, 最后由开关电源输出引至室外各监控摄像机。

在整个传输网络中, 交换机的选择至关重要, 随着安防行业监控设备不断地更新换代, 高清化、智能化已经逐步覆盖了市场, 因此对交换机的要求也比较高。为了保证视频数据高质量、稳定地实时传输, 应选用工业级的千兆交换机。

2.3 管理中心部分

(1) 控制子系统。它主要包括管理服务器、流媒体服务器、存储服务器、视频质量诊断服务器、智能分析服务器、报警服务器以及平台软件等。控制子系统中的硬件设备主要用于实现对视频数据的管理、转发、分析等功能。它是整个视频监控系统的核心, 系统内任何的操作、配置、管理都必须在管理平台或软件客户端完成。软件具备C/S、B/S两种架构。

(2) 显示控制子系统。它可以实现管理中心对矿山企业现场视频监控的统一调用、控制及显示、对数字视频的远程访问、解码显示、视频流接收、大屏幕视频显示控制等功能。显示控制子系统一般采用LCD监视器和DID液晶拼接屏。

(3) 存储子系统。为视频数据提供存储空间和存储服务的系统, 并为用户提供录像检索与点播。存储的图像数据采用标清或高清格式, 录像数据一般应保存30 天以上。存储的图像数据可通过网络接口以时间、通道等方式进行检索, 允许多用户同时检索、调用录像。录制下来的视频资料可以作为意外事件中的分析资料等等。

3 视频安防监控系统在矿山企业的应用

目前, 矿山企业的视频安防监控系统应用还仅仅处在视频的实时浏览、回放查看等简单功能的使用阶段, 也都是事后查询分析视频资料。而智能视频分析功能已在各个行业得到充分的应用。

比如在重要出入口采用人脸识别和车牌号识别, 防止非矿企人员或车辆随意出入;在周界区域采用绊线检测和智能跟踪, 有非法入侵者系统及时报警;在生产车间禁入区域采用虚拟警戒或者区域检测, 有误入者系统及时报警;在车间皮带下料口位置采用区域稠密度统计, 下料口有堵料情况系统及时报警;在车间易燃易爆区域采用热成像识别温度检测, 温度过高时系统及时报警。上述智能分析功能可为矿企视频安防系统实现在事前、灾前进行报警, 提前预知告知, 为矿企管理者和使用者提供更高靠的安全防范措施。

另外, 视频安防系统可与周界、门禁、灯光、火灾等系统进行集成, 方便管理者对整个矿企的安全生产和安全管理的实时了解。

4 结束语

随着行业产品的不断升级各矿企对安全生产和管理的越发高度重视, 适用于矿企的视频安防设备以及设备功能都会得到广泛的应用。视频的智能分析是未来安防行业发展的大方向, 视频安防监控系统对矿企是重要的, 视频的智能分析对矿企未来也是必要的, 更是矿企未来视频安防监控系统的应用趋势。

参考文献