一、前言
目前矿井安全已成为煤矿行业的重中之重，目前国内的煤炭生产安全事故不断，特别是不断发生的重大瓦斯爆炸事故造成了严重的损失，更引起了社会各界人士对矿井安全的关注，也成为各级部门领导最关心和坚决解决的一个问题。因此如何做到及时的预防和减少此类安全生产事故也成了矿井安全最重要的一个环节。
随着企业信息化的不断深入，安全生产信息化成为企业信息化首当其冲的重要内容。利用现代化的信息技术手段，建设安全生产监督管理信息网络系统，才能将安全生产监督管理工作做好。
目前国内煤矿行业中，多数企业都已经或正在进行生产调度、监测监控等系统的建设，这些系统的建立在实现安全生产的过程中起到了重要的作用；但是由于各种系统建于不同时期，使用不同的技术，各系统无法有效的集成，使安全生产监测监控信息不能很好的整合、利用。将安全生产监测监控信息及时、准确的传送到各级相关人员手中，缺乏有效的手段。
系统需要在地面的中央控制室可对全矿井生产过程及设备实现自动化监测和无人职守控制，并能把信息通过网络传送给矿级领导，使领导在办公室即可随时了解生产、安全等信息，实现全矿井的统一调度和统一管理。需要系统的信息由下而上逐级集中，可与矿务局、焦煤公司的局域网内的计算机联网，实现实时远程查看。而控制既可集中于监控层操作，也可分散于设备控制层实施。各个子系统均可独立自成体系，可以按照矿井要求分步配置，进而实现最佳方案。
针对这些问题，厦门蓝斯通信有限公司设计出了矿井安全GPRS无线远程监测系统，可以对煤矿生产进行有效监管，预防和减少安全生产事故的发生。该系统具有可靠运行，数据采集实时性强，有效的解决了其他通信方式存在的各种问题。在保证数据传输的及时、准确的前提下，将系统运行费用也降低到了最低；同时，网络通讯链路由专业的网络运营商（中国移动）来维护，避免了用户在使用监测系统的同时，还需要耗费很大精力去维护通信线路等问题；节约了用户的初期建设投资和运行维护费用。
二、系统简介
1．矿井安全GPRS无线远程监测系统简介
矿井安全GPRS无线远程监测系统，依托稳定、可靠的中国移动GPRS 网络，采用先进成熟的GPRS 无线数据终端为远程传输设备，基于标准的TCP/IP协议，实现了监测系统无线数据采集功能，为不具备有线传输条件的煤矿生产点，提供了成本低、见效快、高效率的数据传输平台，为煤炭企业安全生产提供强有力的监察手段。
2．GPRS系统简介
GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称，是在现有GSM系统上发展出来的一种新的承载业务。
GPRS是目前解决移动通信信息服务的一种较完美的业务，它是以数据流量计费、覆盖范围广泛、数据传输速度更快。GPRS的推出，为行业和企业用户开展无线办公提供了基础设施平台，为推动移动办公的应用和发展创造了有利条件。与有线网络相比，GPRS网络具有租用费用低、移动办公，不受地域制约等优点。GPRS的出现为企业和行业用户开展无线办公提供了一种新的选择。
随着新一代GPRS移动通讯业务的产生和全面投入，无线移动数据通讯的应用也越来越广泛。高速的数据传输和永远在线特点，配合按流量收费的资费方式，使GPRS通讯在监控监测应用具有无可比拟的性价比优势。采用GPRS无线通讯网络的移动IP通讯，既可独立作为数传通道，也可作为已经架设光纤、数传电台等方式的辅助手段。
三、监控系统组成
1.系统组成
a．安全数据采集
矿井原始数据采集（使用RS485、RS232等接口直接采集瓦斯、一氧化碳以及硫化氢等有害气体的浓度以及挖掘深度等数据）；
告警阀值数据设定（设定有害气体的告警阀值，用以进行告警判断）；
将实时数据通过远程无线网络传输到上一级单位；
上级单位接收下属各矿上报的实时数据，并存入本地实时数据库；
b．安全信息告警
告警信息生成（将矿井的原始数据和告警阀值进行比较，如果超过值则产生告警）；
告警数据上报上级单位（将告警数据上报给上级单位）；
逐级通知安全责任人（根据告警策略将告警信息逐级发送到安全责任人的手机上，督促其尽快处理）。在通知安全责任人时，可以根据告警策略的设置，分级分时通知安全责任人。当同时发生几种告警时，根据系统的设定可以自动选择发送优先级，例如同时发生瓦斯和硫化氢告警时优先发送瓦斯告警）。
c．安全信息分析统计
系统定期将安全信息进行汇总、统计，并可输出各种报表。
d．基本管理
信息源管理（对原始数据和告警阀值数据进行配置和管理）；
告警策略管理（配置安全数据的告警策略，例如通知安全责任人的顺序和时间等）；
数据管理（数据库备份、恢复等功能）；
2.系统特点
a．永远在线： GPRS无线数据终端开机后即自动附着到GPRS 网络上，并与您的数据中心建立通信链路，随时收发用户数据设备的数据，具有很高的实时性；
b．按流量计费：GPRS无线数据终端，按照接收和发送数据包的数量来收取费用，没有数据流量的传递时不收费用；
c．高速传输： GPRS网络的传输速度最快将达到160Kbps，速率的高低取决于移动运营商的网络设置，根据中国移动的网络情况，目前可提供20~40Kbps 的稳定数据传输；
d．组网简单、迅速、灵活：GPRS无线数据终端系统可以通过Internet网络随时随地的构建覆盖全中国的虚拟移动数据通信专用网络，为广大中小用户提供接入便利，节省接入投资；
e．通信链路由专业运营商维护：由于采用中国移动的GPRS 数据业务，因此链路维护也由中国移动负责，免除通信链路维护的麻烦；
f．防雷击与静电：由于采用中国移动的GPRS 数据业务，所以在不影响上网的前提下，GPRS无线数据终端的发射功率非常小，天线非常短，而且无需高架，克服了有线传输和无线电台传输容易引雷击坏设备与产生静电导致危险的缺点。
3.系统功能
（1）系统具备的功能有：监测瓦斯、风速、负压、温度、一氧化碳、馈电及风门开关等环境参数，还可以监测煤仓煤位、水仓的水位及主要机电设备开停等生产参数；监测电压、电流、功率等电力参数；机电设备运行保护参数。
（2）配接更大的面积上显示更多的工艺流程模拟图、监测曲线、表格和文字。
① 系统生成及操作；
② 测点生成及操作；
③ 工艺流程模拟图形显示；
④ 各测点数据表格显示；
⑤ 井上、井下各类模拟量参数的实时表格、拄状图、变化曲线显示；
⑥ 井上、井下主要设备开停等开关量的实时值和开/停时间显示；
⑦ 原煤产量等累计量的实时值和累计值显示；
⑧ 各类报警除表格显示外，还有声讯信号；
⑨ 时钟和日期显示；
⑩ 系统相关设备及软件操作说明跟踪显示。
（3）系统可配置显示屏，可以显示动、静态模拟图形、数据表格、历史曲线、分层显示采掘平面图、测点配置，实时数据显示等。也可通过显示屏控制主机编制矿井实时矿井安全信息或提示。
（4）系统的人机界面十分友好，所有显示和打印有操作人员只要用鼠标进行简单的点击即可，任何人都可方便使用，即使偶尔有错误的操作也不会影响系统的正常工作。为了确保系统配置等信息不被破坏，专门为系统管理人员、普通操作人员定义了操作权限并配置相应的口令密码，只有口令密码正确才能进入系统进行操作权限范围内的操作。
（5）系统所有被检测的参数、开/停信息及累计量累计、存储，并可连续保持一年（系统软件每三分钟存盘一次），如有特殊情况可保存更长时间，这些数据可随时用表格、二维曲线等形式显示出来，可以打印保存。对重要设备用户能够调整模拟量或设备开停信息和存储时间。
（6）系统有简便的绘图工具。所有动态、静态图都可由矿上一般操作人员绘制（绘图时不影响主机实时监测功能）。
（7）系统具有列表显示功能。模拟图及相关显示内容包括地点、名称、单位、报警门限、断电门限、监测值、最大值、平均值、最小值、断电命令、馈电状态、超限报警、断电逻辑不符报警、传感器故障、封锁与解锁等。开关量显示内容包括地点、名称、开/停时刻、状态、工作时间、开停次数、传感器状态、闭锁与解锁等。累计量显示内容包括地点、名称、单位、累计量值等。
（8）系统具有模拟量实时曲线和历史曲线显示功能。在同一坐标上用不同颜色显示最大值、平均值最小值曲线。在一屏上，同时显示6个模拟量曲线，并设时间标尺，可显示出对应时间标尺的模拟量。
（9）系统具有柱状图显示功能。能直观地反映开机率、开/停次数、传感器状态、闭锁与解锁等，并设时间标尺。
（10）系统具有模拟动画显示功能。能形象、直观、全面地反映安全生产状况。点击设备图标即可显示该设备的有关内容，包括工艺流程模拟图、相应设备开停、相应模拟量数值和曲线等。
（11）方便地由用户自行生成各类表格，打印所要求的各类数据表格、图形及曲线。
（12）对各类报警信息进行处理，并实时进行存储和报警。传感器数值超限时声光报警提示，并在监控主机的相应的条目以变换背景颜色和闪烁的方式提醒用户发出报警信号的具体设备及安装地点。
（13）系统具有防雷电功能，再加上接口和分站的光电隔离；为了确保万无一失，专门在主传输电缆联接监测主机端配置了法国生产的避雷器。
4．系统设计原则
● 根据用户的使用要求；
● 根据煤炭行业标准GB3836-2000和新版《煤矿安全规程》规定的要求来选型；
● 技术先进、成熟，功能实用性强，确保可靠；
● 组合方便，扩展性能好。能为以后系统扩展留有充分的余地，为系统升级提供便利；
● 开放性与兼容性良好，能实现系统的软、硬件连接；系统之间充分开放，互容度高；
● 扩展功能多样化，系统通过联机实现信息交换、监视、控制和管理；
● 优化设备功能以达到经济、有效，减少维护、管理人员；
● 人机界面良好，运行管理方便，数据准确，反应迅速，操作简便。
四、系统监测指标
矿井安全