我国煤矿的安全生产正在稳定中呈现好转态势，但形势依然严峻。我国煤炭产量占世界的31% ,但煤矿死亡人数却占世界煤矿死亡人数的79% ,2023年我国的百吨死亡率为3. 1,是美国的100倍，波兰和南非的10倍[ 1 ] 煤矿没有安装安全监控设备，设备严重老化，可靠性差，井下工人的违章作业不能有效监控，是酿成安全事故的主要原因[ 2 ] 煤矿安全监控系统的好坏直接影响煤矿安全生产及矿区经济的发展。
2 煤矿安全监控系统的发展[ 3～5 ]自20世纪60年代以来，随着信号传输技术的发展，煤矿安全监控技术已经历了四个发展阶段。第一阶段，煤矿安全监控系统主要采用空分制信号传输方式，典型系统有法国的ctt63 /40 煤矿监测系统、波兰的cmm - 20、cmc - 1 系统和中国的au1系统。第二阶段，煤矿安全监控系统主要采用频率区分信道的频分制信号传输方式，大大减少了信号传输电缆的芯数，典型系统有西德的tf200系统。
第三阶段，煤矿安全监控系统主要采用分时区分信道的时分制信号传输方式，其通信规程比较严格、抗干扰能力强、传输电缆与测试点数无关、结构简单、配置灵活。典型系统有英国的m inos系统、美国的dan6400系统和中国的kj4。第四阶段，煤矿安全监控系统采用分布式微处理器技术为基础，以开发性、集成性和网络化为特征，信号的传输方式还是属于时分制范畴，典型系统有加拿大参透里昂600 型系统、中国的kj66 和kj90等系统。
3 3 煤矿安全监控系统的现状[ 5～9 ](1) 国外煤矿安全监控系统的现状20世纪末以来，随着计算机技术、通信技术和微电子技术的发展，先进采煤国家应用机电一体化和自动化技术，实现了煤矿生产过程自动化和集约化生产，开发了全矿井综合自动化监控系统，集语言、数据、图像于一体，融监测、控制、通信功能、无线接入技术于一网，兼容各种专用监控系统功能，覆盖全矿井各生产和生产辅助环节，实现了对综采工作面和矿井运输、通风、排水、供电等设备工况参数以及矿井瓦斯浓度等环境参数的自动化监测和控制。
4 全矿井综合监测控制系统有代表性的产品有美国msa公司生产的dan6400系统，德国bebro公司的promos系统等。(2) 我国煤矿安全监控系统的现状2023年～2023年，我国煤矿从欧美国家先后引进了数十套不同型号的煤矿安全监控系统。2023年以后， 通过消化吸收， 先后研制出kj4、kj66、kj70、kj75、kj80、kj90、kj92等不同型号的监控系统，目前装备的安全监控系统大约有30多种，存在着通用性差、兼容性差、智能程度低等问题。
1) 现有煤矿安全监控系统大多针对某一监控对象(如环境安全、提升运输、设备开停等)开发，各设备生产厂家缺乏统一标准，从而造成设备、配件互不通用，系统扩展和升级能力差。2) 现有煤矿安全监控系统的通信协议和传输设备物理层协议缺乏统一的标准。应用于煤矿安全监控系统中的现场总线有：
德国的profibus、intel公司的b itbus、德国bosch公司的can、瑞士佳乐公司的dup line等和串行通信总线(rs232、rs485 ) 我国绝大部分监控系统采用rs485串行通信总线传输方式。监控系统以主从结构传输方式，无法构建多主冗余系统；现有的各种现场分站采用各自现场总线的专用通信协议，很难相互兼容；系统可靠性低、实用性差，难以满足实时监控的要求。3) 现有监控软件均为某一监控目的而开发，用户难以通过简单的操作实现多方面监控的目的，只停留在对被监测量的实时采集、存储、超限报警及断电和以曲线、图形和报表形式输出的水平，只实现了对数据的最基本处理和利用。
多数监控系统局限于参数的监测，缺少监控能力，更无监管功能，很难实现煤矿安全集中监控和全矿区的监管。4) 系统缺少远程智能故障诊断和远程维护功能，虽然系统可以对被监控对象进行实时的监测，并在出现监测参数超标或异常时，对被监控对象进行控制，但是对所产生的故障不能进行实时的诊断，需要靠人工进行分析、判断，常常由于维护滞后使系统不能正常工作。5) 现有监控系统不具备煤矿事故决策支持系统的功能，无法对煤矿事故进行预报、预警及向用户提供避免事故的对策和方案。
矿井终端监控设备缺乏黑匣子功能，因而也不能对事故起因分析提供有效依据。
5 4 煤矿安全监控系统的发展趋势[ 10～15 ]随着计算机技术、网络技术、通信技术、微电子技术的进一步发展，矿井设备自动化水平不断提高，现代化的生产和管理在煤矿行业中不断推广。为了满足现代煤矿安全生产和信息管理的要求，煤矿监控系统朝着网络化、标准化、智能化的方向发展，并从单一监控功能向性能可靠、功能强大的全矿井综合监控信息系统发展。(1) 网络化随着煤矿规模化生产程度和监控要求的不断提高，矿井范围越来越大，由单纯的参数数据监控发展到数据、语音、图像混合监控，要___求通讯网络具有良好的开发性、较大的传输带宽和距离以及多种数据传输方式(数据通信、**语音通讯等) 。
现场总线技术在煤矿监控系统中广泛应用，扩展了监控系统的功能，信号传输为时分制或调频信号，由于受现场恶劣环境和电缆带宽的限制，只能传输数字语音信号，通信速率偏低，难于满足现场图像**多**信息的实时传输要求，目前图像监视采用单独的工业电视系统。随着工业以太网技术的迅速发展，它不仅应用于监控系统的监控级，而且已经开始用于现场设备网络。通过基于嵌入式的网络协议转换器将现场总线(与现场设备相连的支路网络)和工业以太网(与管理层相连的主干网络)有机结合应用于监控系统中，充分利用两者的优势，建立基于现场总线和工业以太网的煤矿实时监控综合信息系统，将现场监控层、信息传输层和信息管理层连成一个完善的监控网络，融合各种信息(参数数据、语音信号、图像**等) ,共享系统资源和信息，实现整个煤矿矿区或更大范围的监测、控制、管理，这是煤矿监控技术发展的必然趋势。
(2) 标准化信息传输系统的兼容性直接影响着各矿井进一步扩展系统功能。通信协议不规范(即没有统一的标准)造成设备重复购置、系统补套受制于人和不能随意进行软硬件升级改造等后果。为了改变标准不统一的局面，国家出台了很多规范性规程和标准对监控系统及信息传输协议等进行规范，如《煤矿安全规程》、《mt/t89922005 煤矿用信息传输装置》、《矿井安全监控新标准、新规程汇编及矿井安全监控系统设计与选型手册》等。
标准化和通用性是煤矿监控系统的发展趋势之一。
6 (3) 智能化突发灾害、生产设备故障是影响煤矿安全与生产的两个主要因素。如何对突发灾害进行**与预报以及对生产设备故障进行诊断是煤矿监控系统研究难题和方向。在监测灾害的同时，将现代的**理论(灰色理论、混沌理论等)与专家决策智能模块引入监控系统，使之形成状态监测、灾害预报与处理决策支持功能智能系统，更加有效地防止灾害的发生。
煤矿安全监控系统的现状和发展
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