煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控論文綜述

1、作者：煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)第一章緒論1.1概述國內(nèi)外監(jiān)控系統(tǒng)及其技術(shù)的發(fā)展礦井安全監(jiān)控技術(shù)是伴隨煤炭工業(yè)發(fā)展而逐步發(fā)展起來的。1815年，英國發(fā)明了世界上第一種瓦斯檢測儀器-瓦斯檢定燈，利用火焰的高度來測量瓦斯?jié)舛取?0世紀(jì)30年代，日本發(fā)明了光干涉瓦斯檢定器，一直沿用至今。40年代，美國研制了檢測瓦斯氣體的敏感元件-鉑絲催化元件。1954年，英國采礦安全研究所制成了最早的載體 催化元件。60年代以后，主要的產(chǎn)煤國家都把發(fā)展崔體元件作為瓦斯檢測儀器的主攻 方向。電子技術(shù)的進(jìn)步推動了瓦斯監(jiān)控裝置的進(jìn)一步發(fā)展，首先是研制小型化個人攜帶式儀器，以后是礦井進(jìn)空系統(tǒng)，如70年代后期法國研制的CTT6

2、3/40礦井監(jiān)控系統(tǒng)英國 的MINOS系統(tǒng)美國的SCAD系統(tǒng)等。我國監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用較晚，80年代初，從波蘭、法國、德國、英國和美國等(如 DAN6400 TF200 MINOS和Senturion-200 )弓|進(jìn)了一批安全監(jiān)控系統(tǒng)，3裝備了部分 煤礦；在引進(jìn)的同時，通過消化、吸收并結(jié)合我國煤礦的實(shí)際情況先后研制出KJ2、KJ4 KJ8、KJ10、KJ13、KJ19 KJ38、KJ66、KJ75、KJ80、KJ92等監(jiān)控系統(tǒng)，在我國 煤礦已大量使用。實(shí)踐表明，安全監(jiān)控系統(tǒng)為煤礦安全生產(chǎn)和管理起到了十分重要的作用，各局礦已作為一項(xiàng)重大安全裝備。由于當(dāng)時相當(dāng)一部分監(jiān)控系統(tǒng)由于技術(shù)水平低、 功能和

3、擴(kuò)展性能差、現(xiàn)場維修維護(hù)和技術(shù)服務(wù)跟不上等原因，或者已淘汰、或者停產(chǎn)。因此造成相當(dāng)一部分礦井無法繼續(xù)正常使用已裝備的系統(tǒng)。特別是近年來由于老系統(tǒng)服 務(wù)年限將至，已無繼續(xù)維修維護(hù)的必要，系統(tǒng)面臨更新改造的機(jī)遇。本系統(tǒng)分析了近年來我國煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的研制開發(fā)、推廣使用、維護(hù)管理經(jīng)驗(yàn)和存在的問題，在對系統(tǒng)的軟件技術(shù)和功能、硬件及接口技術(shù)的可靠性和兼 容性、傳感器技術(shù)的穩(wěn)定性和可靠性、企業(yè)安全生產(chǎn)信息化管理技術(shù)的深入研究的基礎(chǔ) 上設(shè)計(jì)而成。第二章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3 Q11印機(jī)I1心拈通信摟口裝克W-星? fje，f 一XX職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2.1礦井監(jiān)控系統(tǒng)的組成礦井監(jiān)控系統(tǒng)由地面中心

4、站、監(jiān)控軟件、傳輸接口裝置、井下智能分站、各種相關(guān) 礦用傳感器等組成。地面中心站配備監(jiān)控主機(jī)和打印機(jī)。主機(jī)通過傳輸接口與各分站通 訊，監(jiān)測主機(jī)屏幕可以顯示動、靜態(tài)圖形、數(shù)據(jù)、曲線、通風(fēng)（流向）圖、測點(diǎn)配置圖 等，打印機(jī)可打印監(jiān)測參數(shù)報表。 其典型結(jié)構(gòu)如圖所示。4n-2SS)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.11地面中心站地面中心站能夠?qū)崿F(xiàn)各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理、 顯示、查詢、儲存、打印等功能，另外, 操作員發(fā)出的設(shè)備控制命令也是通過地面中心站完成的。生產(chǎn)參數(shù)的監(jiān)測主要是指監(jiān)控井上、井下主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)各種生產(chǎn)參數(shù)和重要設(shè)備的 運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，如煤倉煤位、水倉水位、供電電壓、供電電流、功率等模擬量；水泵、 提升機(jī)、局

5、部通風(fēng)機(jī)、主要通風(fēng)機(jī)、帶式輸送機(jī)、采煤機(jī)、開關(guān)、磁力起動器等的運(yùn)行 狀態(tài)和參數(shù)等。環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測主要是指監(jiān)測煤礦井下各種有毒有害氣體及工作面的作業(yè)條件，如高濃度甲烷氣體、低濃度甲烷氣體、一氧化碳濃度、氧氣濃度、風(fēng)速、負(fù)壓、井下空氣 溫度、巖煤溫度、頂板壓力、煙霧等。同時，地面中心站也有顯示測量參數(shù)、 數(shù)據(jù)報表、曲線顯示、圖形生成、數(shù)據(jù)存儲、 故障統(tǒng)計(jì)和報表、報告打印功能。其中，部分系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)連接功能，并采用國 際通用的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)終端與中心站之間實(shí)時通信和實(shí)時數(shù)據(jù)查詢等 功能。2.12井下分站盡管監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的井下分站形式多樣，但基本上都具備如下功能：（1）開機(jī)自檢

6、和本機(jī)初始化功能；（2）通信測試功能；（3）分站具有自動控制功能（實(shí)現(xiàn)斷電儀功能、風(fēng)電瓦斯鎖閉功能、瓦斯管道監(jiān) 測功能和一般的環(huán)境監(jiān)測功能等）；（4）死機(jī)自復(fù)位功能，且可以通知中心站；（5）接收地面中心站初始化本分站參數(shù)設(shè)置功能（如傳感器配接通道號、量程、 斷電點(diǎn)、報警上限和報警下限等）；（6） 分站自動識別配接傳感器類型（電壓型、電流型或頻率型等）；（7）分站自身具備超限報警功能；（8）分站接收中心站對本分站指定通道輸出控制繼電器實(shí)施手控操作功能和異地 斷電功能。2.13傳感器與控制器傳感器的穩(wěn)定性和可靠性是煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)能正確反映被測環(huán)境和設(shè)備參數(shù)的 關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品。目前國內(nèi)生產(chǎn)和用于煤

7、礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的傳感器主要有瓦斯、一氧化 碳、風(fēng)速、負(fù)壓、溫度、煤倉煤位、水倉水位、電流、電壓和有功功率等模擬量傳感器, 以及機(jī)電設(shè)備開停、機(jī)電設(shè)備饋電狀態(tài)、風(fēng)門開關(guān)狀態(tài)等開關(guān)量傳感器。以上傳感器的 開發(fā)和應(yīng)用基本滿足了煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控的需要，但國產(chǎn)傳感器在使用壽命、調(diào)校 周期、穩(wěn)定性和可靠性方面與國外同類產(chǎn)品相比還有很大差距，某些傳感器（如瓦斯傳 感器）的穩(wěn)定性還不能滿足用戶的需要。煤礦井下使用的控制器主要是指各種規(guī)格的斷電儀，其主體是由繼電器構(gòu)成，該斷 電儀的壽命長，可靠性高。2.2相關(guān)術(shù)語及解釋煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)：具有模擬量、開關(guān)量、累計(jì)量采集、傳輸、存儲、處理、 顯示、打印、聲光報警

8、、控制等功能，用于監(jiān)測甲烷濃度、一氧化碳濃度、風(fēng)速、風(fēng)壓、 溫度、煙霧、饋電狀態(tài)、風(fēng)門狀態(tài)、風(fēng)筒狀態(tài)、局部通風(fēng)機(jī)開停、主通風(fēng)機(jī)開停，并實(shí) 現(xiàn)甲烷超限聲光報警、斷電和甲烷風(fēng)電閉鎖控制，由主機(jī)、傳輸接口、分站、傳感器、 斷電控制器、聲光報警器、電源箱、避雷器等設(shè)備組成的系統(tǒng)。傳感器：將被測物理量轉(zhuǎn)換為電信號輸出的裝置。甲烷傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井環(huán)境氣體中及抽放管道內(nèi)甲烷濃度的裝置，一般具 有顯示及聲光報警功能。風(fēng)速傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井通風(fēng)巷道中風(fēng)速大小的裝置。風(fēng)壓傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井通風(fēng)機(jī)、風(fēng)門、密閉巷道、通風(fēng)巷道等地點(diǎn)通風(fēng)壓 力的裝置XX職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)一氧化碳傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井中煤

9、層自然發(fā)火及膠帶輸送機(jī)膠帶等著火時產(chǎn) 生的一氧化碳濃度的裝置。溫度傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井環(huán)境溫度高低的裝置。煙霧傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井中膠帶輸送機(jī)膠帶等著火時產(chǎn)生的煙霧濃度的裝設(shè)備開停傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井中機(jī)電設(shè)備“開”或“?！惫ぷ鳡顟B(tài)的裝置。 風(fēng)筒傳感器：連續(xù)監(jiān)測局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)筒“有風(fēng)”或“無風(fēng)”狀態(tài)的裝置。(11) 風(fēng)門開關(guān)傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井中風(fēng)門“開”或“關(guān)”狀態(tài)的裝置。(12) 饋電傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井中饋電開關(guān)或電磁啟動器負(fù)荷側(cè)有無電壓的裝置。(13) 執(zhí)行器(含聲光報警器及斷電器)：將控制信號轉(zhuǎn)換為被控物理量的裝置。(14) 聲光報警器：能發(fā)出聲光報警的裝置。(15) 斷電控制器：控制

10、饋電開關(guān)或電磁啟動器等的裝置。(16) 分站：煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中用于接收來自傳感器的信號，并按預(yù)先約定的復(fù)用 方式遠(yuǎn)距離傳送給傳輸接口，同時，接收來自傳輸接口多路復(fù)用信號的裝置。分站還具 有線性校正、超限判別、邏輯運(yùn)算等簡單的數(shù)據(jù)處理、對傳感器輸入的信號和傳輸接口傳輸來的信號進(jìn)(17)主機(jī):主行處理的能力，控制執(zhí)行器工作。一般選用工控微型計(jì)算機(jī)或普通微型計(jì)算機(jī)、雙機(jī)或多機(jī)備份。主機(jī)主要用來接收監(jiān)測信號、校正、報警判別、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、磁盤存儲、顯示、聲光報警、人機(jī) 對話、輸出控制、控制打印輸出、與管理網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接等。(18) 饋電異常：被控設(shè)備的饋電狀態(tài)與系統(tǒng)發(fā)出的斷電命令或復(fù)電命令不一致。(19) 瓦

11、斯礦井：只要有一個煤(巖)層發(fā)現(xiàn)瓦斯，該礦井即為瓦斯礦井。瓦斯礦井依 照礦井瓦斯等級進(jìn)行管理，分為低瓦斯礦井，高瓦斯礦井和煤與瓦斯突出礦井。(20) 便攜式甲烷檢測報警儀：具有甲烷濃度數(shù)字顯示及超限報警功能的攜帶式儀(21) 甲烷報警礦燈：具有甲烷濃度超限報警功能的攜帶式照明燈具。(22) 數(shù)字式甲烷檢測報警礦燈：具有甲烷濃度數(shù)字顯示及超限報警功能的攜帶式照明燈具。作者：煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)2.3煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)下面以KJ90煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)為例說明： 系統(tǒng)容量可接64個分站級設(shè)備，其中分站為：4路模擬量輸入、4路開關(guān)量輸入、4路開關(guān)量輸 出；信息傳輸傳輸方式：異步串

12、行，F(xiàn)SK（移頻監(jiān)控）調(diào)制解調(diào)方式傳輸速率：1200/2400bps，傳輸芯線為2芯傳輸距離：地面主機(jī)到分站信號傳輸距離15km分站到傳感器之間信號傳輸距離1.5km巡檢周期：w 25s誤碼率：w 10*模擬量傳感器信號：200-1000HZ數(shù)字量傳感器信號：無電位觸點(diǎn)信號或 0、5mA電流信號數(shù)據(jù)存儲整個系統(tǒng)采用“變值變態(tài)、疏密接合、數(shù)據(jù)庫動態(tài)生成”的存儲方法，使系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存 儲更為合理。數(shù)據(jù)的存儲期限：根據(jù)計(jì)算機(jī)硬盤的容量一般為20年左右。使用環(huán)境溫度：0C40C相對濕度：w 98%（ 25C）大氣壓力：（85-110） kPa允許周圍有瓦斯、煤塵爆炸危險環(huán)境中使用周圍介質(zhì)無腐蝕性氣體第三

13、章井下監(jiān)控分站井下監(jiān)控分站是煤礦綜合監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵配套設(shè)備，主要實(shí)現(xiàn)對各類傳感器的數(shù)據(jù)采集、實(shí)時處理、存儲、顯示、控制盒以及與地面監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)通信。具有紅外 遙控初始化設(shè)置功能，可獨(dú)立使用，實(shí)現(xiàn)瓦斯斷電儀和瓦斯風(fēng)電閉鎖裝置的全部功能。3. 1井下監(jiān)控分站主要技術(shù)指標(biāo)F面以目前煤礦井下常用的 KDF-2型監(jiān)控分站為例說明:(5)分站裝有備用電池，交流電源掉電后自動投入工作，供電時間2h。3. 2監(jiān)控分站與井下各關(guān)聯(lián)設(shè)備的連接監(jiān)控分站與井下各關(guān)聯(lián)設(shè)備的連接如圖所示:遠(yuǎn)程斷電器隔爆型電源及遠(yuǎn)程控制井下監(jiān)控分站模擬量傳感器開關(guān)量傳感器中心站第四章礦用傳感器煤礦井下各種有用、有害氣體及溫度和濕度等

14、參數(shù)，都屬于環(huán)境參數(shù)。礦井環(huán)境參 數(shù)主要有甲烷濃度、氧氣濃度、粉塵濃度、井巷硐室和工作面溫度、風(fēng)量與負(fù)壓、一氧 化碳濃度、二氧化碳濃度、二氧化硫濃度和硫化氫濃度等。采煤、掘進(jìn)、運(yùn)輸、及通風(fēng)等各系統(tǒng)的運(yùn)行及相關(guān)設(shè)備的工作狀況稱為礦井工況參 數(shù)。主要監(jiān)測的工況參數(shù)有風(fēng)筒風(fēng)量、風(fēng)門開關(guān)、輸送帶開停、煤倉煤位、采煤機(jī)組位 置、排水系統(tǒng)、壓風(fēng)系統(tǒng)、主要通風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)等工況參數(shù)。傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和信號處理電路 3部分組成，有時需要加輔助電13源，其組成原理如圖4-1所示圖4-1傳感器組成原理相對濕度大氣壓力信號最大傳輸距離風(fēng)速工作溫度測量范圍工作電源工作電壓4. 1礦用一氧化碳傳感器（以GT

15、500A型一氧化碳傳感器為例說明）GT500A型煤礦用一氧化碳傳感器GT500A型煤礦用一氧化碳傳感器是用于連續(xù)檢測煤礦井下一氧化碳?xì)怏w濃度的高精度儀 表。傳感器使用進(jìn)口檢測元件，使傳感器的性能、測量精度、使用壽命都大大提高。具有 紅外遙控調(diào)校零點(diǎn)、靈敏度、報警點(diǎn)等功能。傳感器可以與國內(nèi)多種監(jiān)控系統(tǒng)配套使用。 95%80kPa-106kPa2 km0m/s-80m/s0 C -40 C0-0 . 0005%w 80Ma DC本安 DC12V-24V無顯著震動和沖擊的場合、有煤塵和 工作場所瓦斯存在的場所（1）一氧化碳傳感器應(yīng)垂直懸掛，距頂板（頂梁）不得大于300mm距巷壁不得小 于200mm并

16、應(yīng)安裝維護(hù)方便，不影響行人和行車。(2) 開采容易自燃、自燃煤層的采煤工作面必須至少設(shè)置一個一氧化碳傳感器，地點(diǎn)可設(shè)置在上隅角、工作面或工作面回風(fēng)巷，報警濃度為 0.0024%C。如圖9所示圖9采煤工作面一氧化碳傳感器的設(shè)置(3) 帶式輸送機(jī)滾筒下風(fēng)側(cè)10m15n#宜設(shè)置一氧化碳傳感器，報警濃度為0.0024%CO(4) 自然發(fā)火觀測點(diǎn)、封閉火區(qū)防火墻柵欄外宜設(shè)置一氧化碳傳感器，報警濃 度為 0.0024%CO(5) 開采容易自燃、自燃煤層的礦井，采區(qū)回風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷、總回風(fēng)巷應(yīng) 設(shè)置一氧化碳傳感器，報警濃度為 0.0024%CO4.2礦用風(fēng)速傳感器(以KGF15型礦用風(fēng)速傳感器為例說明)K

17、GF15煤礦用風(fēng)速傳感器KGF15煤礦用風(fēng)速感器是采用超聲波旋渦測量原理。 主要用于連續(xù)監(jiān)測礦井通風(fēng)總 回風(fēng)巷、井下主要測風(fēng)站、扇風(fēng)機(jī)等處的風(fēng)速，是礦井通風(fēng)安全參數(shù)測量的重要儀 表。具有紅外遙控調(diào)校、調(diào)校簡單等特性。傳感器可與其它多種監(jiān)控系統(tǒng)配套使用。溫度0- +40 C基本誤差 0.3 m/s相對濕度 98%大氣壓力85KPa-110KPa工作電壓12VDC-24VDC礦用本安電源）輸出信號200-1000HZ 或 1-5mA DC基本誤差w 0.3m/s工作電流70mA DC采區(qū)回風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷、總回風(fēng)巷的測風(fēng)站應(yīng)設(shè)置風(fēng)速傳感器。風(fēng)速傳感器應(yīng) 設(shè)置在巷道前后10m內(nèi)無分支風(fēng)流、無拐彎、無

18、障礙、斷面無變化、能準(zhǔn)確計(jì)算風(fēng)量的 地點(diǎn)。當(dāng)風(fēng)速低于或超過煤礦安全規(guī)程的規(guī)定值時，應(yīng)發(fā)出聲、光報警信號4.3礦用負(fù)壓傳感器（以GPD1/5型礦用負(fù)壓傳感器為例說明）GPD1/5煤礦用負(fù)壓傳感器GPD 1/5煤礦用負(fù)壓傳感器是采用擴(kuò)散硅壓力傳感器芯片開發(fā)的固定式儀表。主要用于 連續(xù)監(jiān)測礦井通風(fēng)總負(fù)壓、礦井風(fēng)機(jī)差壓、井下風(fēng)門兩側(cè)及礦井密閉墻內(nèi)外壓力差，是 礦井通風(fēng)安全參數(shù)測量的重要儀表。具有紅外遙控調(diào)校、調(diào)校簡單等特性。傳感器除了 和本公司KJ83煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)配套使用外還可和國內(nèi)其它監(jiān)控系統(tǒng)配套使用。測量范圍0-1kPa 或 0-5kPa測量誤差w 2%響應(yīng)時間小于30s顯示方式三位LED就地

19、顯示輸出信號200-1000HZ 或 4-20mA工作電壓本安 DC12V-21V工作電流 50mA主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)硐內(nèi)應(yīng)設(shè)置風(fēng)壓傳感器4.4礦用設(shè)備開停狀態(tài)傳感器（以GKT-L型礦用設(shè)備開停傳感器為例說明）GKT-L煤礦用設(shè)備開停狀態(tài)傳感器GKT-L煤礦用設(shè)備開停狀態(tài)傳感器主要用于監(jiān)測礦井機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，如礦井主扇、局扇、鏈板運(yùn)輸機(jī)、膠帶運(yùn)輸機(jī)、水泵等的開停狀態(tài)。傳感器將機(jī)電設(shè)備開停狀態(tài)信號轉(zhuǎn)換為電流信號，傳送到監(jiān)控分站。傳感器為礦用本質(zhì)安全型設(shè)備，適于在具有瓦斯及煤塵爆炸危險礦井中使用。該傳感器具有靈敏度高，結(jié)構(gòu)緊湊，功耗低，安裝使用方便及免維護(hù)等特點(diǎn)，該傳感器既可以用于兩線三態(tài)監(jiān)測， 也

20、可以用于三線兩態(tài)監(jiān)測，適合與國內(nèi)現(xiàn)有監(jiān)控設(shè)備配套使用。測量范圍有效距離動作值運(yùn)行顯示輸出信號工作電壓工作電流0-1kPa 或 0-5kPa 2 km大于5ALED亮/滅三線兩態(tài)：5mA /OmA兩線三態(tài)：6mA /2mA/0mA本安 DC9V-21V整機(jī)電流w 10mA主要通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)必須設(shè)置設(shè)備開停傳感器4.5礦用風(fēng)門開閉狀態(tài)傳感器（以 GFK-L型礦用風(fēng)門開閉狀態(tài)傳感器為例說明）GFK-L礦用風(fēng)門開閉狀態(tài)傳感器GFK-L煤礦用風(fēng)門開閉狀態(tài)傳感器主要用于監(jiān)測礦井主要風(fēng)門的開關(guān)狀態(tài)。傳感器是磁性驅(qū)動的位置開關(guān)傳感器，將風(fēng)門開關(guān)狀態(tài)信號轉(zhuǎn)換為電流信號，傳送到監(jiān)控分站。傳工作電源本安DC9V

21、-21V整機(jī)電流w 10mA動作距離不大于30mm一態(tài)：4mA /0 mA輸出形式三態(tài)：5mA /1mA/0mA觸發(fā)材質(zhì)氧化物磁鋼有效距離w 2 km感器為礦用本質(zhì)安全型設(shè)備， 適于在具有瓦斯及煤塵爆炸危險礦井中使用。該傳感器既 可以用于兩線三態(tài)監(jiān)測， 也可以用于兩線兩態(tài)監(jiān)測， 適合與國內(nèi)現(xiàn)有監(jiān)控設(shè)備配套使用。礦井和采區(qū)主要進(jìn)回風(fēng)巷道中的主要風(fēng)門必須設(shè)置風(fēng)門開關(guān)傳感器。當(dāng)兩道風(fēng)門同時打開時，發(fā)出聲光報警信號。4.6礦用斷電饋電轉(zhuǎn)換器(以ZQJD-1型礦用斷電饋電傳感器為例說明)ZQJD-1礦用斷電饋電轉(zhuǎn)換器ZQJD-1礦用斷電饋電轉(zhuǎn)換器是礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的配套設(shè)備，與監(jiān)控分站配套使用實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程斷

22、電，同時作為風(fēng)電瓦斯閉鎖裝置的組成部分之一。傳感器監(jiān)測被控電氣設(shè)備的斷電、饋電狀態(tài)，通過監(jiān)控分站將狀態(tài)信息傳送到地面中心站。用作斷電器：本安 DC9V-21V整機(jī)電流w 10mA工作電源用作饋電狀態(tài)轉(zhuǎn)換器：輸入端電壓：AC36V動作距離不大于10m至分站距離不大于3km運(yùn)行顯示LED亮/火為監(jiān)測被控設(shè)備瓦斯超限是否斷電，被控開關(guān)的負(fù)荷側(cè)必須設(shè)置饋電傳感器4.7礦用 溫度傳感器(以GW50(A)型礦用溫度傳感器為例說明)GW50(A)T用溫度傳感器GW50(A)T用溫度傳感器主要用于煤礦井下巷道、工作面瓦斯抽放管道等處的溫度監(jiān)測，是礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)中監(jiān)測煤礦井下溫度的相關(guān)設(shè)備作者：煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)

23、測監(jiān)控系統(tǒng)XX職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作溫度0 C -40 C風(fēng)速 0m/s-8m/s工作電流 80mADC工作電壓（本安）12VDC-24VDC29(1) 溫度傳感器應(yīng)垂直懸掛，距頂板(頂梁)不得大于300mm距巷壁不得小于 200mm并應(yīng)安裝維護(hù)方便，不影響行人和行車。(2) 開采容易自燃，自燃煤層及地溫高的礦井采煤工作面應(yīng)設(shè)置溫度傳感器。 溫度傳感器的報警值為30C。如圖10所示。圖10采煤工作面溫度傳感器的設(shè)置(3) 機(jī)電硐室內(nèi)應(yīng)設(shè)置溫度傳感器，報警值為34C第五章瓦斯傳感器及相關(guān)設(shè)計(jì)5.1礦用甲烷傳感器(以KGY-002A智能遙控甲烷傳感器 為例說明)KGY-002A智能遙控甲

24、烷傳感器KGY-002A智能遙控甲烷傳感器用于檢測煤礦井下空氣中的甲烷含量。它是一種智能型檢測儀表，具有自動穩(wěn)零、低功耗、軟啟動、環(huán)保電源、精度高、穩(wěn)定可靠等 特點(diǎn)。各種操作可通過遙控器來實(shí)現(xiàn)，免開蓋調(diào)試。能與國內(nèi)各種監(jiān)控系統(tǒng)、風(fēng)電瓦斯閉鎖、斷電儀配套使用。測量范圍0-4% CH4測量誤差響應(yīng)時間報警點(diǎn)報警方式輸出信號工作電壓電流0.001.00 % CH4 ,W 0.10 % CH41.002.00 % CH4 , 0.20 % CH42.004.00 % CH4 , 0( I 140) v件面配電點(diǎn)圖5-1深井供電系統(tǒng)a）特點(diǎn)：設(shè)立中央變電所。b）決定因素：煤層深，井下負(fù)荷大、涌水量大等。

25、如平煤各生產(chǎn)礦c）組成：地面變電所、井下中央變電所和采區(qū)變電所。d）供電回路數(shù)：兩路或兩路以上。6.2井下中央變電所6.2.1井下中央變電所的結(jié)線| F幷電*fi2F井 $如圖5-26kVrm6kvmm iI m ；)m j n n H Lj I n n)I I I I I | I p0V(ifiWOV井底勺場甌從動力及照明圖5-2井下中央變電所主結(jié)線(1) 單母線分段結(jié)線：可靠性高，負(fù)荷大(獨(dú)立雙電源)：對一二類負(fù)荷供電.獨(dú) 立電源：對二三類負(fù)荷供電.(2) 運(yùn)行方式：母線采用分列運(yùn)行。(3) 適用情況；可靠性高、負(fù)荷大(獨(dú)立雙電源)、對一二類負(fù)荷供電。 6.2.2井下中央變電所的位置和硐室

26、布置(1) 位置選擇原則：負(fù)荷中心、通風(fēng)、交通、運(yùn)輸、進(jìn)出線、頂板、無淋水等。(2) 硐室要求：耐火材料、尺寸、大小、通道、20%余地。出口、柵欄門、防火門、 外開門、標(biāo)高等。(3) 設(shè)備布置(圖5-3)XX職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖5-3井下中央變電所設(shè)備布置1-變壓配電箱；2-硅整流器柜；3-直流配電箱；4-低壓配電裝置;5-礦用變壓器；6-防火鐵門；7-鐵柵欄門；8-電纜溝a）布置原則：安全、方便、留有余地。b）布置方式：高壓、低壓設(shè)備分開留有檢修間距留有備用設(shè)備余地是總回 路數(shù)量的20%6.3采區(qū)變電所任務(wù)：接受中央變電所高壓電能、變壓、配出低壓電能。6.3.1采區(qū)變電所的結(jié)線考慮

27、因素：電源回路數(shù)、負(fù)荷大小、變壓器臺數(shù)等。（1）單電源進(jìn)線。接線圖（4-4），適用于：負(fù)荷小的工作面，炮采工作面。（2）雙電源進(jìn)線。接線、分列運(yùn)行。適用對象；綜采工作面或下山采區(qū)、有排水 泵的采區(qū)變電所。6.3.2 采區(qū)變電所的位置和硐布置室（圖5-4）與井下中央變電所的位置和硐室布置類同。圖5-4采區(qū)變電所 （a）主結(jié)線；（b）設(shè)備布置1-高壓配電箱；2-礦用變壓器；3、4-低壓隔爆自動饋電開關(guān); 5-照明變壓器綜合裝置；6-檢測繼電器6.4綜采工作面供電與工作面配電點(diǎn)6.4.1綜采工作面供電（圖5-5） 高壓深入負(fù)荷中心。 組成：采區(qū)配電所一移動變電站一工作面。 設(shè)備布置；圖5-5。6.4

28、.2工作面配電點(diǎn) 引入：停送電方便，設(shè)備多或距離采區(qū)變電所較遠(yuǎn) 組成：采區(qū)變電所-工作面配電點(diǎn)方式。- I98342XX職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第七章 礦用現(xiàn)場總線的選擇現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，不僅引起測控及過程自動化領(lǐng)域的變革，同時 也給煤礦監(jiān)控技術(shù)的跨越式發(fā)展帶來了新機(jī)遇。由于煤礦井下的特殊環(huán)境（易燃易爆、潮濕、電網(wǎng)電壓波動大、監(jiān)控距離遠(yuǎn)等），礦用現(xiàn)場總線不能照搬一般工業(yè)現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，需要根據(jù)礦井監(jiān)控的特點(diǎn)，經(jīng)過技術(shù)移植 和改造，開發(fā)出適合礦井生產(chǎn)環(huán)境的礦用現(xiàn)場總線。目前，國內(nèi)應(yīng)用于控制及儀表領(lǐng)域的現(xiàn)場總線主要有FF、Profits 、CAN Lon Works等。FF總線H1

29、是用于過程控制的總線，其響應(yīng)速度較低。雖支持總線供電，但其安全 柵的功率僅為600m，開發(fā)難度較大，故H1不能滿足礦井要求。Profits 的開發(fā)比FF相對容易。它的物理層允許3種物理接口，即RS485IEC61158-2 和光纖標(biāo)準(zhǔn)。IEC61158-2標(biāo)準(zhǔn)與FF總線H1的物理接口相同，RS485在 100bps時傳輸 距離可達(dá)4km以上，加上中繼器可滿足煤礦要求，但其收發(fā)器抗共模電壓低，若用于煤 礦，應(yīng)予以改造。CAN總線具有成本低、開發(fā)容易、實(shí)時性好、抗噪功能性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，傳輸速率組稿 為1Mbps （傳輸距離為40m時），最大距離達(dá)到10km （傳輸速率為5kbps），節(jié)點(diǎn)數(shù)最多 為11

30、0個，若加中繼器或網(wǎng)關(guān)等可擴(kuò)展。CAN總線只有物理層、鏈路層和應(yīng)用層，對CAN 總線進(jìn)行本安設(shè)計(jì)，將它應(yīng)用于煤礦井下是一個較理想的方案。Lo nWorks是一種性能優(yōu)良的現(xiàn)場總線，有完善的開發(fā)工具，且容易開發(fā)，在物理層 上支持雙絞線、電力線、同軸電纜、無線、紅外、光纖等多種介質(zhì)。用雙絞線時，有78kbps（2.7km）、125Mbps130m）等速率，易于實(shí)現(xiàn)總線本安供電。因此，煤礦井下采用LonWorks 技術(shù)也是一種較好的方案。煤礦安全環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要用于測量自然環(huán)境參數(shù)，如甲烷濃度、一氧化碳濃度、 二氧化碳濃度、風(fēng)速風(fēng)向、負(fù)壓、溫度、濕度、粉塵濃度等。上述現(xiàn)場總線用于井下， 必須考慮供電問題。