一、概述
瓦斯事故是我國當前煤礦生產(chǎn)的主要災(zāi)害,，而裝備礦井安全監(jiān)測監(jiān)控裝置又是防止瓦斯事故最重要的現(xiàn)代化手段之一,。然而近年來重、特大瓦斯爆炸事故卻多次發(fā)生在裝備有礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的國有重點煤礦中,，究其原因是多方面的,，但與監(jiān)測系統(tǒng)的使用、管理,、技術(shù)等有密切關(guān)系,，如系統(tǒng)的集成度低。由于各種系統(tǒng)建于不同時期,，使用不同的技術(shù),，各系統(tǒng)無法有效的集成，使安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控信息不能很好的整合,、利用,，安全生產(chǎn)信息及時、準確的傳送到各級相關(guān)人員手中缺乏有效的手段,，僅局限于煤礦一級,。

在人們可利用的信息中80%都與圖形有關(guān),而互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)（WebGIS）克服了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫不能處理數(shù)字圖形空間數(shù)據(jù)的弊端,能夠?qū)D形空間進行數(shù)字化描述、分析和表達以及能夠與數(shù)據(jù)庫無縫集成,因而近年來得到了廣泛應(yīng)用,。

隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日臻完善和飛速發(fā)展,，一種基于Internet和Intranet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的以遠程煤礦安全實時監(jiān)測監(jiān)控為主，集安全信息采集,、采掘位置動態(tài)跟蹤,、隱患警告、事故報警,、安全監(jiān)管,、安全調(diào)度等功能為一體的計算機信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在有關(guān)科研部門的努力下已研制成功,。由山西省晉城市陽城縣政府與中國煤炭科學(xué)研究總院撫順分院軟件中心（沈陽新元信息工程軟件公司）共同開發(fā)的“煤礦安全生產(chǎn)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)動態(tài)實時多級監(jiān)管系統(tǒng)”能夠?qū)F(xiàn)有不同時期、不同種類,、不同技術(shù)的安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)和新建的系統(tǒng)整合在統(tǒng)一的平臺上,，使從企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)到政府的監(jiān)督管理機構(gòu)都能及時得到安全生產(chǎn)的信息，協(xié)助將安全生產(chǎn)監(jiān)督管理工作落到實處,。

該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用目前最先進的B/S（瀏覽器/服務(wù)器）結(jié)構(gòu),；煤礦與上級監(jiān)管部門的數(shù)據(jù)采集通訊為光纖通訊方式；GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)采用最先進的網(wǎng)站地理信息系統(tǒng)（WebGIS） ,；對煤礦安全生產(chǎn)實行數(shù)字化監(jiān)測與監(jiān)管,，通過網(wǎng)絡(luò)對煤礦井下瓦斯?jié)舛取L(fēng)機開停狀況,、設(shè)備匱缺和斷電狀況進行全天候的高效快捷實時監(jiān)控,。

二、數(shù)字化煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在太原煤氣化集團公司中的應(yīng)用
2.1 建設(shè)的目標

太原煤氣化集團公司數(shù)字煤礦安全信息網(wǎng)的服務(wù)范圍為五個煤礦,，其中有三個煤礦已安裝了瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng):嘉樂泉煤礦監(jiān)控系統(tǒng)型號為KJ2000,；爐峪口煤礦、南山煤礦煤礦監(jiān)控系統(tǒng)型號為KJGIS,；三個煤礦的瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)全部送到集團公司信息中心,。由于東河煤礦和離石煤礦為基建礦井，暫不上瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng),，但該信息網(wǎng)為這兩個礦井留有后續(xù)擴充能力,。信息中心負責(zé)信息傳遞、數(shù)據(jù)存儲,、網(wǎng)絡(luò)運行維護,，總調(diào)度室負責(zé)各煤礦井下瓦斯監(jiān)測監(jiān)控信息的管理，安監(jiān)局負責(zé)井下瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)督,。應(yīng)用軟件要求：

1）,、采用先進的WebGIS數(shù)字煤礦網(wǎng)絡(luò)實時多級監(jiān)測與監(jiān)管技術(shù)，通過訪問集團公司W(wǎng)ebGIS網(wǎng)站,，使各級安全管理部門能夠采用直觀數(shù)字圖形化方式,，在任何時間任何地點實時監(jiān)測煤礦安全狀況，及時發(fā)現(xiàn)和處理安全隱患,，為防治瓦斯事故構(gòu)筑多道防線,，減少事故的發(fā)生。

2）,、能夠直接在數(shù)字采掘工程圖上直觀顯示傳感器及控制設(shè)備的真實位置,，實時實地顯示監(jiān)測與設(shè)備的運行及控制狀態(tài)；能夠與各生產(chǎn)系統(tǒng)集成進行數(shù)字圖形化調(diào)度管理,。

該安全信息網(wǎng)絡(luò)是一個以遠程煤礦安全信息實時監(jiān)控為主,，由省,、公司、礦三級信息平臺與相應(yīng)的傳輸通道組成,，能夠及時,、準確、可靠地進行數(shù)據(jù)及多媒體信息傳輸,，并可在網(wǎng)上進行各種與企業(yè)安全生產(chǎn)相關(guān)的信息查詢,。

2.2 總體建設(shè)方案

2.2.1 硬件系統(tǒng)設(shè)計

集團公司使用專用服務(wù)器、專用通訊線路,、專用網(wǎng)絡(luò)對其所屬三個煤礦兩種類型瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng),；使用通用數(shù)據(jù)通訊協(xié)議將煤礦監(jiān)測數(shù)據(jù)通過光纖來實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的及時傳輸。

網(wǎng)站建設(shè)模式采用集中模式,，即煤礦建局域網(wǎng)但不建網(wǎng)站,，在集團公司建一個中心站，所有煤礦與集團公司直接聯(lián)網(wǎng),，監(jiān)測數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)郊瘓F公司中心站,，煤礦基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集中存儲在集團公司網(wǎng)站。

井下采用傳統(tǒng)的樹形結(jié)構(gòu)：總站—分站—傳感器,，集團公司中心站設(shè)三層網(wǎng)絡(luò)交換機1臺，服務(wù)器3臺,，其中1臺Web服務(wù)器,，1臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，1臺數(shù)據(jù)采集服務(wù)器,，服務(wù)器為雙CPU,；各礦設(shè)網(wǎng)絡(luò)交換機，建立煤礦局域網(wǎng),，通過訪問集團公司的網(wǎng)站實現(xiàn)信息查詢和網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)測監(jiān)督,。在公司董事長、總經(jīng)理,、總工程師,、調(diào)度室、礦長,、通風(fēng)區(qū)等有關(guān)部門設(shè)置授權(quán)終端,。其余用戶采用B/S（瀏覽器與服務(wù)器）模式，通過集團公司網(wǎng)站進行授權(quán)訪問,。

2.2.2 軟件系統(tǒng)設(shè)計

軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)軟件,、開發(fā)與運行平臺軟件和應(yīng)用軟件三層組成。

a,、系統(tǒng)軟件 網(wǎng)站服務(wù)器操作系統(tǒng)采用Windows 2000 Adance Server ,，客戶端采用Windows 2000

b,、平臺軟件 采用目前先進的美國MapInfo的MapXtreme地圖應(yīng)用軟件作為WebGIS網(wǎng)站建設(shè)的基礎(chǔ)平臺軟件，在其基礎(chǔ)上運行開發(fā)的應(yīng)用軟件,。

c,、應(yīng)用軟件 應(yīng)用軟件系統(tǒng)由煤礦工作站、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器數(shù)據(jù)通訊及采集處理,、集團公司網(wǎng)站服務(wù)器應(yīng)用三級應(yīng)用軟件共十個應(yīng)用子系統(tǒng)組成,。

2.2.3 應(yīng)用軟件主要特性

（1）、先進的信息化平臺,，能夠全面管理和充分利用各種信息資源,。

（2）、基于Intranet WebGIS網(wǎng)站,，實現(xiàn)信息高度共享,。

Intranet是局域化的Internet，以TCP/IP基礎(chǔ),，以Web為核心應(yīng)用,，構(gòu)成統(tǒng)一的信息共享與交換平臺，用戶無需操作培訓(xùn),，通過瀏覽器就能發(fā)布信息,、進行各種空間檢索和空間分析。各級管理人員能夠共享礦井數(shù)字地圖和開采設(shè)計等各種信息資源,，便于各部門的技術(shù)交流與協(xié)同工作,。

（3）、獨特的信息圖形可視化顯示,，直觀的圖形化信息查詢

該系統(tǒng)以圖形元素點,、線、面的方式儲存圖形空間信息,，因此可以對圖形進行編輯,、任意放大、縮小,、漫游和按任意比例尺寸打印輸出而不失真,，能夠在圖上直觀地進行信息查詢和進行各種空間分析與決策支持。如可隨意查看采掘工程圖,、各種設(shè)備布置圖等,；對于工況信息如通風(fēng)系統(tǒng)、風(fēng)機,、風(fēng)門狀態(tài)和監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測數(shù)據(jù),，可在采掘工程圖的實際地點醒目顯示；對于各種督察信息，可直接在各種作業(yè)點上標注,，一目了然看到整改情況,。

（4）、易于操作,，系統(tǒng)維護費用低,。

該系統(tǒng)采用瀏覽器頁面取代通常繁雜的專業(yè)應(yīng)用操作界面，使操作界面極為簡單易用,，并且用戶無需安裝應(yīng)用軟件系統(tǒng),，大大降低了系統(tǒng)的維護費用。

（5）,、便捷的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測功能

在得到安全認證和許可權(quán)限之后,，可在網(wǎng)絡(luò)的任一節(jié)點訪問該系統(tǒng)，實現(xiàn)實時監(jiān)測和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管以及信息查詢,。

（6）,、良好的功能擴展性，構(gòu)建“數(shù)字煤礦”企業(yè)信息化建設(shè)平臺

由于基于Internet網(wǎng)絡(luò)和WebGIS技術(shù),，為系統(tǒng)的擴展提供了極大的空間,，可增加各種生產(chǎn)信息系統(tǒng)，同上述各子系統(tǒng),，一起構(gòu)建整個集團公司的“數(shù)字煤礦”信息化系統(tǒng),。

三、運行保障措施

3.1,、要抓好組織機構(gòu)的落實,。為加強對數(shù)學(xué)化煤礦安全網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管系統(tǒng)的統(tǒng)一管理、維護,，應(yīng)成立專門的管理機構(gòu)，負責(zé)該安全網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和運行管理工作,。

3.2,、健全制度，明確責(zé)任,。應(yīng)制定綜合信息網(wǎng)絡(luò)管理辦法,、礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)安裝使用管理規(guī)定、綜合信息網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管異常情況處理程序等方面的規(guī)章制度,。

3.3,、強化網(wǎng)絡(luò)管理人員素質(zhì)的提高。為了確保監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行,，要求系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中心必須配備中專以上學(xué)歷,、熟悉計算機網(wǎng)絡(luò)操作、懂煤礦安全管理、工作認真,、責(zé)任心強的管理人員,。

凡從事監(jiān)測工作的人員既要懂安全監(jiān)測儀表的使用，又要懂礦井通風(fēng)方面的基本知識,，還要會安裝,、調(diào)試和排除故障。監(jiān)測人員必須進行系統(tǒng)的專業(yè)培訓(xùn),，如安全監(jiān)測,、通訊技術(shù)和通風(fēng)安全等方面的專業(yè)培訓(xùn)，并經(jīng)有關(guān)部門考核合格,，方可獨立工作,。

3.4、要做好傳感器的日常維護,、調(diào)校工作,，保證其工作正常。

四,、系統(tǒng)使用效果

該系統(tǒng)投入使用以來,，所有聯(lián)網(wǎng)煤礦均未發(fā)生過瓦斯事故，對于避免瓦斯事故起到了十分明顯的作用,，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益,。

4.1、 能夠及時并且非常直觀地得到煤礦安全與生產(chǎn)情況信息,，便于進行監(jiān)察管理,，起到了避免事故發(fā)生的“守門員”作用。

該系統(tǒng)能夠在數(shù)字化采掘工程圖上透明疊加工作面生產(chǎn)信息圖層,、通風(fēng)系統(tǒng)與設(shè)施圖層,、與瓦斯檢查和瓦斯實時監(jiān)測數(shù)據(jù)圖層、安全監(jiān)察和隱患分布圖層等各種信息圖層,，可直接在圖上查詢和分析各種信息,，整個生產(chǎn)與安全狀況一目了然，十分直觀,，能夠及時發(fā)現(xiàn)安全問題,，容易跟蹤整改過程和進行監(jiān)察督辦。

4.2,、 可以在中心控制室遠程實時實地監(jiān)測任意聯(lián)網(wǎng)煤礦的瓦斯情況,，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，起到了事故查處的“千里眼”的作用,。

系統(tǒng)能夠?qū)λ醒b備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的煤礦實現(xiàn)地面聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)測功能,，每個煤礦實時將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳到中心服務(wù)器中，提供網(wǎng)上實時在線遠程監(jiān)測。所有監(jiān)測信息和設(shè)備開?？刂茽顟B(tài)在數(shù)字采掘工程圖上實地顯示,，非常直觀，同時具有較強歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能,。

4.3,、成為煤礦安全數(shù)據(jù)收集的“黑匣子”，提高了煤礦自身的安全意識

該系統(tǒng)結(jié)合了安監(jiān)部門的行政命令,，彌補了井下現(xiàn)場因安監(jiān)人員少,，無法及時到位跟蹤檢查所造成的事故隱患，成為煤礦管理人員看不到的監(jiān)督員,，提高了礦井的安全系數(shù),，減少了事故的發(fā)生。

由于該系統(tǒng)具有“省,、公司,、煤礦”三道監(jiān)管防線，能夠及時發(fā)現(xiàn)問題,，防止遺漏安全隱患,，同時由于各級監(jiān)管部門能夠及時監(jiān)督煤礦監(jiān)測設(shè)備的運行情況，大大提高了設(shè)備的使用率和完好率,，因此它對改善煤礦安全狀況和促進煤礦行業(yè)技術(shù)進步有著重要的意義,。目前該系統(tǒng)已在山西省各地、市,、縣,、礦得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。