“以前系统故障频发，每月得跑23趟现场排查，应急响应要等45分钟；现在每月故障顶多4次，8分钟就能搞定！”谈及煤矿安全监控系统的变化，镇城底矿创新工作室主任马黎明指着优化后的系统后台，难掩欣慰。
这份让一线安全管理人员如释重负的改变，源于镇城底矿“煤矿安全监控系统稳定性优化”项目的落地。近日，在山西焦煤西山煤电“提质增效”青年创新大赛总决赛上，该项目凭借精准解决行业痛点的出色表现，荣获三等奖。
传统监控系统藏隐患，行业难题待突破
走进镇城底矿的井下巷道，一条条线缆连接着分布在各处的传感器。这些看似不起眼的设备，是预防瓦斯事故的“眼睛”——煤矿安全监控系统会实时采集瓦斯、一氧化碳等关键数据，并上传至国家矿山安全监察局，直接关系着井下作业安全。
然而，这套“安全防线”曾长期受故障问题困扰。“2公里的顺槽要装15到20个传感器，线缆拉得长，远端设备常因电压不足而频繁重启，数据一断我们就得下井挨个查，既耽误时间又存在安全风险。”创新工作室成员刘立回忆。
团队深入分析后，揪出了四大核心问题：一是国家规定本质安全型电源最大输出功率25W，现有18V、1.2A的电源功率仅21.6W，无法满足长距离带载需求；二是普遍使用的0.52平方毫米电缆电阻过大，导致远端传感器电压仅剩6.5V，根本“撑不起”设备运行；三是传感器数量多，相互影响易断联；四是井下环境特殊，线缆长度无法随意调整。
“监控系统不稳定，就像给安全留了‘漏洞’。”马黎明坦言，如何让这套系统从“频繁出问题”变成“稳稳守安全”，成为镇城底矿突破安全管理瓶颈的关键。
靶向破题，给监控系统“强筋健骨”
面对这块难啃的“硬骨头”，镇城底矿组建了以马黎明为核心的青年技术创新团队，成员既有经验丰富的技术骨干，也有新入职的大学生。他们跟着一线人员下井测数据、查设备，用“5个为什么”反复拆解问题，最终拿出了一套针对性的优化方案。
给传感器“瘦身整合”，是团队的第一个突破口。他们采用“多合一”参数传感器，以同时检测甲烷、一氧化碳、氧气、二氧化碳的四合一传感器为例，其工作电流仅71mA，远低于传统多个传感器组合的129mA，既减少了设备数量，又降低了能耗。同时，团队还为传感器加装了备用电池，搭配充放电管理电路和供电切换电路，优先用外部电源，断电时自动切换电池供电，解决了“断电断数据”的问题。
给电源和线缆“升级加码”，则解决了“带不动”的难题。团队通过反复测试传感器在9V～29V电压下的启动电流（58mA～150mA），计算出当电源输出电压20V、最大输出电流900mA时，带载能力最强；又将原本0.52平方毫米的电缆换成3.3平方毫米的铜线，让远端传感器电压从6.5V提升至17.9V，满足长距离供电需求。
“现在打开监控系统，数据实时更新、稳稳当当，就算遇到突发情况，备用电池也能守住数据传输的‘生命线’。”创新工作室成员王兵展示着优化后的系统，原本的技术门槛降低了，一线人员操作起来更安心。
故障降83%、响应快82%！技术优化交出亮眼答卷
系统优化后，镇城底矿安全监控系统的变化显而易见，安全与效益实现“双提升”。
最直观的是故障大幅减少。“以前每月要处理23次系统故障，现在降到4次，故障率直接降了83%！”创新工作室副主任赵若鹏算起了“安全账”，应急响应时间也从45分钟缩短至8分钟，效率提升82%。就算出现问题，技术人员也能快速定位、及时解决，最大限度减少安全隐患。
成本也跟着“瘦身”。优化后的方案让单台分站带载能力从8台传感器提升至16台，满足了长距离带载需求，年维护成本降低20%；项目还申请了“一种带本安电池的甲烷传感器”国家实用新型专利，已获受理。据测算，方案推广后每年可带来超60万元的效益，既省了钱，又提了效。
捧着青年创新大赛三等奖的奖杯，他们并未止步。“现在全国很多煤矿都有类似的监控系统难题，我们的方案不仅能在兄弟矿井复制，还能适配不同地质条件的煤矿，甚至能延伸到非煤矿山。”马黎明表示，接下来团队将继续完善技术，让这套安全优化方案惠及更多地下作业场景，为行业安全贡献力量。
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