“以前系統故障頻發，每月得跑23趟現場排查，應急響應要等45分鐘；現在每月故障頂多4次，8分鐘就能搞定！”談及煤礦安全監控系統的變化，鎮城底礦創新工作室主任馬黎明指著優化后的系統后臺，難掩欣慰。

這份讓一線安全管理人員如釋重負的改變，源于鎮城底礦“煤礦安全監控系統穩定性優化”項目的落地。近日，在山西焦煤西山煤電“提質增效”青年創新大賽總決賽上，該項目憑借精準解決行業痛點的出色表現，榮獲三等獎。

傳統監控系統藏隱患，行業難題待突破

走進鎮城底礦的井下巷道，一條條線纜連接著分布在各處的傳感器。這些看似不起眼的設備，是預防瓦斯事故的“眼睛”——煤礦安全監控系統會實時采集瓦斯、一氧化碳等關鍵數據，并上傳至國家礦山安全監察局，直接關系著井下作業安全。

然而，這套“安全防線”曾長期受故障問題困擾。“2公里的順槽要裝15到20個傳感器，線纜拉得長，遠端設備常因電壓不足而頻繁重啟，數據一斷我們就得下井挨個查，既耽誤時間又存在安全風險。”創新工作室成員劉立回憶。

團隊深入分析后，揪出了四大核心問題：一是國家規定本質安全型電源最大輸出功率25W，現有18V、1.2A的電源功率僅21.6W，無法滿足長距離帶載需求；二是普遍使用的0.52平方毫米電纜電阻過大，導致遠端傳感器電壓僅剩6.5V，根本“撐不起”設備運行；三是傳感器數量多，相互影響易斷聯；四是井下環境特殊，線纜長度無法隨意調整。

“監控系統不穩定，就像給安全留了‘漏洞’。”馬黎明坦言，如何讓這套系統從“頻繁出問題”變成“穩穩守安全”，成為鎮城底礦突破安全管理瓶頸的關鍵。

靶向破題，給監控系統“強筋健骨”

面對這塊難啃的“硬骨頭”，鎮城底礦組建了以馬黎明為核心的青年技術創新團隊，成員既有經驗豐富的技術骨干，也有新入職的大學生。他們跟著一線人員下井測數據、查設備，用“5個為什么”反復拆解問題，最終拿出了一套針對性的優化方案。

給傳感器“瘦身整合”，是團隊的第一個突破口。他們采用“多合一”參數傳感器，以同時檢測甲烷、一氧化碳、氧氣、二氧化碳的四合一傳感器為例，其工作電流僅71mA，遠低于傳統多個傳感器組合的129mA，既減少了設備數量，又降低了能耗。同時，團隊還為傳感器加裝了備用電池，搭配充放電管理電路和供電切換電路，優先用外部電源，斷電時自動切換電池供電，解決了“斷電斷數據”的問題。

給電源和線纜“升級加碼”，則解決了“帶不動”的難題。團隊通過反復測試傳感器在9V～29V電壓下的啟動電流（58mA～150mA），計算出當電源輸出電壓20V、最大輸出電流900mA時，帶載能力最強；又將原本0.52平方毫米的電纜換成3.3平方毫米的銅線，讓遠端傳感器電壓從6.5V提升至17.9V，滿足長距離供電需求。

“現在打開監控系統，數據實時更新、穩穩當當，就算遇到突發情況，備用電池也能守住數據傳輸的‘生命線’。”創新工作室成員王兵展示著優化后的系統，原本的技術門檻降低了，一線人員操作起來更安心。

故障降83%、響應快82%！技術優化交出亮眼答卷

系統優化后，鎮城底礦安全監控系統的變化顯而易見，安全與效益實現“雙提升”。

最直觀的是故障大幅減少。“以前每月要處理23次系統故障，現在降到4次，故障率直接降了83%！”創新工作室副主任趙若鵬算起了“安全賬”，應急響應時間也從45分鐘縮短至8分鐘，效率提升82%。就算出現問題，技術人員也能快速定位、及時解決，最大限度減少安全隱患。

成本也跟著“瘦身”。優化后的方案讓單臺分站帶載能力從8臺傳感器提升至16臺，滿足了長距離帶載需求，年維護成本降低20%；項目還申請了“一種帶本安電池的甲烷傳感器”國家實用新型專利，已獲受理。據測算，方案推廣后每年可帶來超60萬元的效益，既省了錢，又提了效。

捧著青年創新大賽三等獎的獎杯，他們并未止步。“現在全國很多煤礦都有類似的監控系統難題，我們的方案不僅能在兄弟礦井復制，還能適配不同地質條件的煤礦，甚至能延伸到非煤礦山。”馬黎明表示，接下來團隊將繼續完善技術，讓這套安全優化方案惠及更多地下作業場景，為行業安全貢獻力量。