矿井作业中氧气在线监测系统的应用

　　矿井作业环境复杂、封闭，极易因通风不良、瓦斯涌出、火灾或爆破作业等因素导致氧气浓度异常。当氧气浓度低于19.5%（体积比）时，人员将面临缺氧窒息风险；而局部区域若氧气浓度过高，则可能加剧可燃物燃烧甚至引发爆炸。因此，实时、连续、精准地监测矿井中氧气浓度，是保障矿工生命安全和矿山安全生产的关键环节。氧气在线监测系统由此成为现代智能化矿山安全体系的核心组成部分。

　　一、系统组成与技术原理

　　典型的矿井氧气在线监测系统通常由以下模块构成：

　　1、氧气传感器：常用电化学传感器或顺磁式传感器，具备响应快、精度高、抗干扰能力强等特点，适用于低氧或高湿环境。

　　2、数据采集与传输单元：通过有线（如RS485、CAN总线）或无线（如LoRa、ZigBee、5G）方式，将传感器数据实时上传至监控中心。

　　3、本地报警装置：在监测点附近设置声光报警器，当氧气浓度超出安全阈值（通常设定为19.5%~23.5%）时立即告警。

　　4、中央监控平台：集成GIS地图、历史数据存储、趋势分析、远程控制等功能，支持多点联动与应急响应。

　　5、电源与防爆设计：符合矿用本安型或隔爆型认证（如Ex ib I Mb），确保在易燃易爆环境中安全运行。

　　二、主要应用场景

　　1、掘进工作面与回采巷道：实时监测作业区域氧气水平，预防因通风不足导致的缺氧事故。

　　2、密闭采空区与盲巷：部署远程监测点，避免人员误入高风险区域。

　　3、火灾或瓦斯突出后应急响应：快速评估灾区氧气状况，为救援决策提供依据。

　　4、主通风系统效能评估：通过多点布设，验证通风网络是否有效维持全矿氧气均衡。

　　氧气在线监测系统不仅是矿井安全的“哨兵”，更是智能化矿山建设的重要基石。随着传感技术、通信技术和人工智能的不断进步，该系统将向更高精度、更强鲁棒性和更广协同性方向发展，为矿工生命安全和矿山可持续发展提供坚实保障。