安全監(jiān)控監(jiān)測(cè)課程設(shè)計(jì)

1、目錄1 礦井基本條件 31.1礦井概況 31.2 礦井開(kāi)采技術(shù)條件 31.3開(kāi)采方法 31.4 開(kāi)拓方式 31.5通風(fēng)系統(tǒng) 32 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控的法規(guī)依據(jù) 32.1礦井通風(fēng)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn) 42.2 火災(zāi)檢測(cè)及防火滅火標(biāo)準(zhǔn) 52.3 礦井粉塵檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn) 62.4 礦井氣體檢測(cè)及其它標(biāo)準(zhǔn) 62.5 實(shí)際采用標(biāo)準(zhǔn) 73傳感器布置 73.1功能概述 73.2 布置方法 73.3測(cè)風(fēng)站傳感器的布置 123.4 監(jiān)測(cè)量統(tǒng)計(jì)及傳感器用量統(tǒng)計(jì) 134 各式傳感器技術(shù)指標(biāo) 144.1甲烷傳感器（kg9701a）的技術(shù)指標(biāo) 144.2一氧化碳傳感器（gth500(b)）的技術(shù)指標(biāo) 144.3溫度傳感器（gw50(a)）

2、的技術(shù)指標(biāo) 154.4 風(fēng)速傳感器（kgf15）的技術(shù)指標(biāo) 154.5負(fù)壓傳感器（gf100f(a)）的技術(shù)指標(biāo) 154.6 開(kāi)關(guān)量傳感器（gt-l(a)）的技術(shù)指標(biāo) 165分站布置 165.1功能概述 165.2布置方法 175.3 分站數(shù)量統(tǒng)計(jì) 176 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)型號(hào)的確定 176.1監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)概況 176.2 本礦監(jiān)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的確定 187 傳輸方式、電纜和接線盒的確定 19 7.1傳輸方式 197.2電纜的確定 217.3 接線盒 218 礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)圖 219 系統(tǒng)概算 2210 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)維護(hù)與管理 2311 參考文獻(xiàn) 2312 結(jié)束語(yǔ) 241 礦井基本條件1.1礦井概況某礦

3、地處平原、地面標(biāo)高150m，井田走向長(zhǎng)度5km，傾斜方向長(zhǎng)度3.3km。井田上界以標(biāo)高165m為界，下界以標(biāo)高1020m為界，兩邊以斷層為界，井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，井田可采儲(chǔ)量約1.08億噸。根據(jù)開(kāi)采條件，煤炭供求狀況及煤礦安全規(guī)程規(guī)定，確定此礦為年產(chǎn)150萬(wàn)噸的大型礦井，服務(wù)年限為72年。1.2 礦井開(kāi)采技術(shù)條件井田內(nèi)有兩個(gè)開(kāi)采煤層，為k1、k2，在井田范圍內(nèi)，煤層賦存穩(wěn)定，煤層15，各煤層厚度、間距及頂?shù)装鍘r性參見(jiàn)綜合柱狀圖。礦井相對(duì)瓦斯涌出量為6.6m3/t，通過(guò)年產(chǎn)量和礦井相對(duì)瓦斯涌出量計(jì)算出礦井的絕對(duì)瓦斯涌出量為18.8m3/min。煤層有自然發(fā)火危險(xiǎn)，發(fā)火期為1618個(gè)月，煤塵有爆炸

4、性，爆炸指數(shù)為36。1.3開(kāi)采方法本井田為兩水平兩階段開(kāi)采，第一階段劃分為兩采區(qū)，分別是東采區(qū)，西采區(qū)。兩采區(qū)同時(shí)開(kāi)采，每個(gè)采區(qū)布置兩個(gè)工作面。采區(qū)軌道上山均布置在k2煤層的底板穩(wěn)定細(xì)砂石中，區(qū)段回風(fēng)平巷與運(yùn)輸上山，區(qū)段運(yùn)輸平巷與軌道上山采用石門(mén)連接，為了保證生產(chǎn)正常接替，前期東西兩翼各安排兩個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的煤層平巷掘進(jìn)頭，后期東西兩翼各安排兩個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的煤層平巷掘進(jìn)頭和一個(gè)巖石下山掘進(jìn)頭。東西兩翼各有一個(gè)絞車房、變電所、火藥庫(kù)，亦需獨(dú)立通風(fēng)。井為箕斗井提煤用，井為罐籠井升降人員、材料、矸石，也作為進(jìn)風(fēng)井用，并設(shè)有梯子間。1.4 開(kāi)拓方式根據(jù)開(kāi)拓開(kāi)采設(shè)計(jì)確定。采用立井多水平上下山開(kāi)拓，第一水平標(biāo)高

5、380m，傾斜長(zhǎng)為8252m，服務(wù)年限為27年，因走向較短，兩翼各布置一個(gè)采區(qū)。每個(gè)采區(qū)上山部分和下山部分。西翼的西部為回采面，西翼東部是掘進(jìn)面，為下一時(shí)段的回采做準(zhǔn)備。東翼東部為回采面，東翼西部為已經(jīng)準(zhǔn)備好的備用工作面。采區(qū)巷道采用集中聯(lián)合布置。1.5通風(fēng)系統(tǒng)此礦井采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)，進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向的中央，兩個(gè)回風(fēng)井位于井田邊界的兩翼（沿傾斜方向的淺部）。主要通風(fēng)機(jī)的工作方法為抽出式通風(fēng).采區(qū)采用軌道上山進(jìn)風(fēng)，運(yùn)輸上山回風(fēng)，運(yùn)輸機(jī)置于回風(fēng)流中，要加強(qiáng)此處瓦斯?jié)舛鹊谋O(jiān)控。回采工作面采用u型通風(fēng)方法。2 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控的法規(guī)依據(jù)由于該礦井屬于低瓦斯礦井，煤層瓦斯涌出量較小，但是無(wú)瓦

6、斯突出危險(xiǎn)。煤塵有爆炸性，煤炭有自燃傾向性。為此根據(jù)煤礦安全規(guī)程、礦井通風(fēng)安全裝備標(biāo)準(zhǔn)及其說(shuō)明和礦井通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)裝置使用管理規(guī)定等煤礦安全法規(guī)確定礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。2.1礦井通風(fēng)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)1、礦井必須配備有足夠數(shù)量的風(fēng)表、干濕溫度計(jì)、空盒氣壓計(jì)、型傾斜壓差計(jì)、皮托管及礦井通風(fēng)多參數(shù)檢測(cè)儀等通風(fēng)檢測(cè)儀器儀表。其數(shù)量應(yīng)能滿足礦井通風(fēng)日常管理、瓦斯(含二氧化碳)等級(jí)鑒定、反風(fēng)演習(xí)工作的需要，并按礦井測(cè)風(fēng)或通風(fēng)阻力測(cè)定同時(shí)工作的組數(shù)配備。2、礦務(wù)局應(yīng)裝備風(fēng)速表校驗(yàn)裝置和主要通風(fēng)機(jī)性能測(cè)定儀。根據(jù)所屬礦井的風(fēng)表數(shù)量，可配備l2臺(tái)風(fēng)速表校驗(yàn)裝置，并根據(jù)所屬礦井或分區(qū)主要通風(fēng)機(jī)的數(shù)目，配備12臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)

7、性能測(cè)定儀。3、 井下空氣成分必須符合下列要求：（一）采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流中，氧氣濃度不低于20%，二氧化碳濃度不超過(guò)0.5%。（二）有害氣體的濃度不超過(guò)表2-1規(guī)定。表2-1 礦井有害氣體最高允許濃度名 稱最高允許濃度()一氧化碳co0.0024氧化氮(換算成二氧化氮no2)0.00025二氧化硫so20.0005硫化氫h2s0.00066氨nh30.004礦井中所有氣體的濃度均按體積的百分比計(jì)算。4、 井巷中的風(fēng)流速度應(yīng)符合表2-1要求。設(shè)有梯子間的井筒或修理中的井筒，風(fēng)速不得超過(guò)8m/s；梯子間四周經(jīng)封閉后，井筒中的最高允許風(fēng)速可按表2-1規(guī)定執(zhí)行。無(wú)瓦斯涌出的架線電機(jī)車巷道中的最低風(fēng)速可

8、低于表2-1的規(guī)定值，但不得低于0.5m/s。綜合機(jī)械化采煤工作面，在采取煤層注水和采煤機(jī)噴霧降塵等措施后，其最大風(fēng)速可高于表2-1的規(guī)定值，但不得超過(guò)5m/s。5、 進(jìn)風(fēng)井口以下的空氣溫度（干球溫度，下同）必須在2以上。生產(chǎn)礦井采掘工作面空氣溫度不得超過(guò)26，機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度不得超過(guò)30；當(dāng)空氣溫度超過(guò)時(shí)，必須縮短超溫地點(diǎn)工作人員的工作時(shí)間，并給予高溫保健待遇。采掘工作面的空氣溫度超過(guò)30、機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度超過(guò)34時(shí)，必須停止作業(yè)。新建、改擴(kuò)建礦井設(shè)計(jì)時(shí)，必須進(jìn)行礦井風(fēng)溫預(yù)測(cè)計(jì)算，超溫地點(diǎn)必須有制冷降溫設(shè)計(jì)，配齊降溫設(shè)施。6、 礦井需要的風(fēng)量應(yīng)按下列要求分別計(jì)算，并選取其中的最大

9、值：（一）按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算，每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于4m3。表2-2 井巷中的允許風(fēng)流速度井 巷 名 稱允許風(fēng)速/(m/s)最低最高無(wú)提升設(shè)備的風(fēng)井和風(fēng)硐15專為升降物料的井筒12風(fēng)橋10升降人員和物料的井筒8主要進(jìn)、回風(fēng)巷8架線電機(jī)車巷道1.08運(yùn)輸機(jī)巷，采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)巷0.256采煤工作面、掘進(jìn)中的煤巷和半煤巖巷0.254掘進(jìn)中的巖巷0.154其他通風(fēng)人行巷道0.15（二）按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和進(jìn)行計(jì)算。各地點(diǎn)的實(shí)際需要風(fēng)量，必須使該地點(diǎn)的風(fēng)流中的瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體的濃度，風(fēng)速以及溫度，每人供風(fēng)量符合本規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。按實(shí)際需要計(jì)算風(fēng)量時(shí)

10、，應(yīng)避免備用風(fēng)量過(guò)大或過(guò)小。煤礦企業(yè)應(yīng)根據(jù)具體條件制定風(fēng)量計(jì)算方法，至少每5年修訂1次。7、 礦井每年安排采掘作業(yè)計(jì)劃時(shí)必須核定礦井生產(chǎn)和通風(fēng)能力，必須按實(shí)際供風(fēng)量核定礦井產(chǎn)量，嚴(yán)禁超通風(fēng)能力生產(chǎn)。8、 礦井必須建立測(cè)風(fēng)制度，每10天進(jìn)行1次全面測(cè)風(fēng)。對(duì)采掘工作面和其他用風(fēng)地點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要隨時(shí)測(cè)風(fēng)，每次測(cè)風(fēng)結(jié)果應(yīng)記錄并寫(xiě)在測(cè)風(fēng)地點(diǎn)的記錄牌上。應(yīng)根據(jù)測(cè)風(fēng)結(jié)果采取措施，進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。9、 礦井必須有足夠數(shù)量的通風(fēng)安全檢測(cè)儀表。儀表必須由國(guó)家授權(quán)的安全儀表計(jì)量檢驗(yàn)單位進(jìn)行檢驗(yàn)。10、 礦井必須有完整的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)。改變?nèi)V井通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，必須編制通風(fēng)設(shè)計(jì)及安全措施，由企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人審批。2.2 火

11、災(zāi)檢測(cè)及防火滅火標(biāo)準(zhǔn)1、開(kāi)采有自燃傾向煤層的礦井應(yīng)配備煤礦專用氣相色譜儀及煤自燃性測(cè)定儀與阻化劑噴射泵，并應(yīng)符合下列規(guī)定： a 氣相色譜儀和煤自燃性測(cè)定儀可按180t/a及其以下礦井各配l套(臺(tái))，180t/a以上礦井財(cái)各配2套(臺(tái))，其中0.6 mt/a及其以下礦井可不配備煤自燃性測(cè)定儀。 b 礦務(wù)局應(yīng)配備12套氣相色譜儀。 c 阻化劑噴射泵按一、二級(jí)自燃礦井每個(gè)采煤工作面必須配置1臺(tái)，三、四級(jí)自燃礦井每個(gè)采區(qū)必須配置1臺(tái)。2、 一、二級(jí)煤層自燃礦井和采用氮?dú)夥罍缁稹⒕C采放頂煤開(kāi)采有自燃傾向的厚及特厚煤層的礦井必須配置礦井火災(zāi)預(yù)報(bào)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。3、 采用膠帶輸送機(jī)的礦井，應(yīng)配置膠帶機(jī)硐室自動(dòng)

12、滅火系統(tǒng)。礦井主要機(jī)電硐室也應(yīng)配置該系統(tǒng)。其數(shù)量：主膠帶機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾應(yīng)各配備1套，其余的只在機(jī)頭配l套；主要機(jī)電硐室也應(yīng)配置1套。4、 采用綜采放頂煤開(kāi)采有自燃傾向的厚及特厚煤層的礦井，必須配備惰性氣體防滅火裝置?？蛇x擇深冷空分法制液氮裝備，井下移動(dòng)式膜分離制氮裝備或燃油除氧惰氣發(fā)生裝置其中的一種配備l套。2.3 礦井粉塵檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)1、礦井必須配備全塵和呼吸性粉塵的采樣器和測(cè)定儀，其數(shù)量應(yīng)根據(jù)礦井井型及防塵專業(yè)人員數(shù)配備；并根據(jù)礦井采掘工作面數(shù)目配備個(gè)體采樣器。2、 礦井的錨噴支護(hù)巷道應(yīng)采用混凝土噴射機(jī)除塵器除塵，每個(gè)錨噴工作面應(yīng)配備l臺(tái)，并配有50的備用量。3、礦井的掘進(jìn)工作面應(yīng)根據(jù)巷道掘進(jìn)機(jī)

13、械、局部通風(fēng)方式和相互匹配的通風(fēng)除塵系統(tǒng)采用除塵設(shè)備，并應(yīng)符合下列規(guī)定：a 每臺(tái)巷道掘進(jìn)機(jī)應(yīng)配1臺(tái)除塵器b 每個(gè)鉆爆法掘進(jìn)工作面應(yīng)配備1臺(tái)掘進(jìn)通風(fēng)除塵器，并配備有20的備用量。4、 錨噴工作面的錨噴隊(duì)?wèi)?yīng)配備壓風(fēng)呼吸器，并根據(jù)錨噴工藝(打眼、錨噴)的作業(yè)人員數(shù)按每個(gè)錨噴工作面配備1型、2型壓風(fēng)呼吸器各1臺(tái)。2.4 礦井氣體檢測(cè)及其它標(biāo)準(zhǔn)1、礦井必須配備足夠數(shù)量的光學(xué)瓦斯檢定器和適量的高濃度瓦斯檢定器、便攜式瓦斯檢測(cè)報(bào)警儀，并應(yīng)配有瓦斯報(bào)警礦燈。其配備范圍和數(shù)量應(yīng)符合下列規(guī)定：2、礦井必須配備必要的瓦斯、氧氣檢測(cè)儀和一氧化碳檢定器，并應(yīng)符合下列規(guī)定： a 瓦斯、氧氣檢測(cè)儀可按中、小型礦井515臺(tái)，

14、大型礦井2045臺(tái)配備。b 一氧化碳檢定器的數(shù)量可按礦井的采區(qū)數(shù)目配備。3、礦井應(yīng)配備瓦斯檢定器校正裝置。其數(shù)量應(yīng)根據(jù)礦井瓦斯檢定器的數(shù)量，按中、小型礦井12臺(tái)，大型礦井25臺(tái)配備。瓦斯檢定器綜合校驗(yàn)臺(tái)宜在240t/a及其以上大型礦井裝備1臺(tái)，180t/a及其以下礦井可在礦務(wù)局裝備12臺(tái)，集中統(tǒng)一進(jìn)行瓦斯檢測(cè)儀器儀表的校驗(yàn)。4、 礦井的綜采、高擋普采工作面的采煤機(jī)，必須裝設(shè)采煤機(jī)瓦斯斷電控制儀，并按每臺(tái)采煤機(jī)1臺(tái)配備。5、 局部通風(fēng)機(jī)和掘進(jìn)工作面中的電氣設(shè)備，必須裝設(shè)風(fēng)電閉鎖裝置。在低瓦斯礦井中的瓦斯異常區(qū)域、高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井的每個(gè)掘進(jìn)工作面均應(yīng)裝設(shè)1套風(fēng)電瓦斯閉鎖裝置，并應(yīng)有20

15、的備用量。6、 礦井都應(yīng)配備隔爆型電纜硫化熱補(bǔ)器。在綜采或高檔普采礦井，每個(gè)采煤工作面可配備1臺(tái)；其它礦井可每個(gè)采區(qū)配備1臺(tái)。2.5 實(shí)際采用標(biāo)準(zhǔn)總之，在參照以上標(biāo)準(zhǔn)的情況下，根據(jù)本礦的特點(diǎn)具體問(wèn)題具體分析，所以本礦的安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以監(jiān)控瓦斯和風(fēng)速為主，因?yàn)槊簩佑凶匀话l(fā)火危險(xiǎn)，還需要檢測(cè)礦井火災(zāi)。監(jiān)控系統(tǒng)還需要監(jiān)測(cè)一氧化碳等其他有毒有害氣體，溫度，風(fēng)門(mén)開(kāi)關(guān)等環(huán)境參數(shù)，以及各種機(jī)電設(shè)備的生產(chǎn)參數(shù)和運(yùn)行情況。3傳感器布置3.1功能概述礦用傳感器大體可分為環(huán)境傳感器和生產(chǎn)參數(shù)傳感器兩大類。環(huán)境傳感器一般包括甲烷、一氧化碳、二氧化碳、溫度、濕度、風(fēng)速、負(fù)壓、粉塵、煙霧等，而生產(chǎn)參數(shù)傳感器主要包括設(shè)備開(kāi)

16、停、料位、皮帶稱重、機(jī)組位置、皮帶打滑、電壓、電流、功率等。3.2 布置方法結(jié)合該煤礦的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)中主要布置甲烷、一氧化碳、溫度、風(fēng)速、負(fù)壓等環(huán)境傳感器及風(fēng)門(mén)開(kāi)關(guān)、絞車開(kāi)停、人行車開(kāi)停、皮帶機(jī)開(kāi)停、水泵開(kāi)停等開(kāi)關(guān)量傳感器。其布置按以下方法考慮。（1） 瓦斯傳感器布置根據(jù)礦井通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)裝置使用管理規(guī)定，井下瓦斯傳感器的布置應(yīng)按如下進(jìn)行。 回采工作面?zhèn)鞲衅鞯牟贾没夭晒ぷ髅嬷饕袞|翼的綜采工作面、高檔普采工作面、備用的高檔普采工作面以及西翼的綜采工作面、高檔普采工作面，瓦斯傳感器的布置示意圖如圖3-1所示。u型通風(fēng)方式在上隅角設(shè)置甲烷傳感器t0，工作面設(shè)置甲烷傳感器t1 ，工作面回風(fēng)巷設(shè)置甲

17、烷傳感器t2；若煤與瓦斯突出礦井的甲烷傳感器t1不能控制采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備，則在進(jìn)風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器t3；圖3-1 回采工作面?zhèn)鞲衅鞯牟贾檬疽鈭D掘進(jìn)工作面?zhèn)鞲衅鞯牟贾靡笤谕咚沟V井的煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進(jìn)工作面，如 圖3-2 瓦斯礦掘進(jìn)面甲烷傳感器布置東翼的綜采工作面、高檔普采工作面、備用的高檔普采工作面以及西翼的綜采工作面、高檔普采工作面，瓦斯傳感器按圖3-2所示布置。掘進(jìn)工作面與掘進(jìn)工作面串聯(lián)通風(fēng)時(shí)，應(yīng)按圖3-3所示。圖3-3 高瓦斯雙巷掘進(jìn)面甲烷傳感器布置示意圖機(jī)電設(shè)備硐室傳感器的布置要求機(jī)電設(shè)備硐室遇到以下情況之一，應(yīng)設(shè)置系統(tǒng)或斷電低濃度瓦斯傳感器

18、。a瓦斯涌出的機(jī)電設(shè)備調(diào)室，應(yīng)在瓦斯?jié)舛容^大的地方設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)或斷電低濃度瓦斯傳感器。b回風(fēng)流中設(shè)置機(jī)電硐室時(shí)，瓦斯傳感器應(yīng)按圖3-4所示布置。t1的報(bào)警濃度為0.5%ch4，瓦斯斷電濃度為0.5%ch4，復(fù)電濃度小于0.5%ch4，斷電范圍為機(jī)電硐室內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電器設(shè)備。傳感器安裝時(shí)，應(yīng)懸掛安裝，軸線與鉛垂線夾角小于30，吊掛時(shí)，距離頂板應(yīng)小于300mm。圖3-4 機(jī)電硐室瓦斯傳感器布置圖意圖意針對(duì)以上甲烷傳感器的布置，其不同位置甲烷傳感器的報(bào)警濃度、斷電濃度、復(fù)電濃度和斷電范圍如表3-1 。 表3-1 甲烷傳感器的報(bào)警濃度、斷電濃度、復(fù)電濃度和斷電范圍甲烷傳感器設(shè)置地點(diǎn)編號(hào)報(bào)警濃度斷

19、電濃度復(fù)電濃度斷電范圍采煤工作面上隅角t01.0%ch41.5%ch41.5%ch4工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備低瓦斯和高瓦斯礦井的采煤工作面t11.0%ch41.5%ch41.0%ch4工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備煤與瓦斯突出礦井的采煤工作面t11.0%ch41.5%ch41.0%ch4工作面及其進(jìn)、回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備采煤工作面回風(fēng)巷t21.0%ch41.0%ch41.0%ch4工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井回采工作面進(jìn)風(fēng)巷t30.5%ch40.5%ch40.5%ch4進(jìn)風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備采用串聯(lián)通風(fēng)的

20、被串采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷t40.5%ch40.5%ch40.5%ch4被串采煤工作面及其進(jìn)回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備回風(fēng)流中機(jī)電設(shè)備硐室的進(jìn)風(fēng)側(cè)t0.5%ch40.5%ch420m響應(yīng)速度：20s 信號(hào)傳輸距離：2km工作穩(wěn)定性：可連續(xù)工作15天；整機(jī)工作電壓：924vdc（本安電源）。安全特征：防爆標(biāo)志exibd使用環(huán)境：040，濕度98，80116kpa，風(fēng)速8m/s。催化元件壽命：1年4.2一氧化碳傳感器（gth500(b)）的技術(shù)指標(biāo)工作電壓：924v dc工作電流：100ma dc檢測(cè)范圍：0500ppm co檢測(cè)誤差：f.s范圍內(nèi)5%(相對(duì)誤差)顯示方式：三位紅色led顯示(分辨

21、率：1ppm co)輸出信號(hào)：2001000hz、1.05.0madc防爆型式：exib礦用本安型外形尺寸：(19011457)mm4.3溫度傳感器（gw50(a)）的技術(shù)指標(biāo)測(cè)量范圍：050； 基本誤差：2； 工作電壓：1224v dc（本安電源）；工作電流：80madc信號(hào)輸出：頻率型2001000hz；電流型15ma；傳輸距離：2km顯示方式：四位紅色數(shù)碼管，左第一位為功能位：1調(diào)零，2調(diào)精度，3自檢；后三位為測(cè)量值。安全特征：防爆標(biāo)志exibd （+150）使用環(huán)境： 040；相對(duì)濕度95；大氣壓力80106kpa；風(fēng)速08m/s；4.4 風(fēng)速傳感器（kgf15）的技術(shù)指標(biāo)測(cè)量范圍：0

22、.315m/s基本誤差：0.3m/s工作電壓：924v dc工作電流：70ma dc顯示方式：就地顯示3位led輸出信號(hào)：15ma dc、2001000hz防爆型式：exib4.5負(fù)壓傳感器（gf100f(a)）的技術(shù)指標(biāo)測(cè)量范圍：負(fù)壓0100kpa； 基本誤差：3； 信號(hào)輸出： 1 ma5ma 或2001000hz（線性對(duì)應(yīng)負(fù)壓0100kpa）顯示方式：四位紅色數(shù)碼管，后三位顯示測(cè)量值（kpa）； 左起第一位為功能位：1調(diào)零，2精度調(diào)節(jié)，3量程設(shè)置。響應(yīng)時(shí)間：30s；信號(hào)帶負(fù)載能力：0400整機(jī)工作電壓：1324v dc（本安電源）。整機(jī)工作電流：6小時(shí) 超長(zhǎng)的零點(diǎn)，精度調(diào)校周期：100天長(zhǎng)

23、壽命檢測(cè)元件：1.5年 寬量程連續(xù)檢測(cè)范圍：0.00-100%ch4 地面組網(wǎng)半徑：50km 傳感器接線距離：2km 井下傳輸距離：20km 多信號(hào)制式：標(biāo)準(zhǔn)fsk/高頻調(diào)相/基帶雙流碼4、廣泛的兼容方式kj101礦井監(jiān)控系統(tǒng)不受分站模式的束縛，各監(jiān)控參數(shù)均具有獨(dú)立性，硬件和軟件的使用，檢索、顯示都可以不受安裝地點(diǎn),連接端口,歸屬何分站的影響,井下網(wǎng)絡(luò)可以掛接任何模式的監(jiān)控儀。5、其他功能豐富監(jiān)控系統(tǒng)的故障中有近70%是傳輸線造成的，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)有智能三通（kff1型遙控分路器），當(dāng)系統(tǒng)傳輸線發(fā)生短路時(shí)，能自動(dòng)切除短路支線并報(bào)警記錄。隨著監(jiān)控產(chǎn)品的技術(shù)升級(jí)，單片機(jī)的應(yīng)用已普及到傳感器，但隨之而來(lái)

24、的“死機(jī)”問(wèn)題尚不能完全杜絕。本系統(tǒng)獨(dú)有的總清“分站”和總清“傳感器”功能，使用人員無(wú)須下井，在地面可隨意下發(fā)總清啟動(dòng)命令，以喚醒“死鎖”的分站和傳感器。本系統(tǒng)井下設(shè)備廣泛運(yùn)用了紅外遙調(diào)，遙控技術(shù)。6、軟件功能齊全7 傳輸方式、電纜和接線盒的確定7.1傳輸方式 礦井監(jiān)控信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)是礦井監(jiān)控系統(tǒng)硬件通用、軟件兼容、信道共用、信息共享的基礎(chǔ)，對(duì)促進(jìn)礦井監(jiān)控產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、提高產(chǎn)品質(zhì)量具有重要作用。礦井監(jiān)控信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)對(duì)礦井監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、傳輸方向、復(fù)用方式、信號(hào)量等進(jìn)行了規(guī)定。7.1.1傳輸介質(zhì) 煤礦井下的特殊環(huán)境制約了井下無(wú)線通信的發(fā)展，因此，除移動(dòng)設(shè)備的監(jiān)控外，一般都采用價(jià)格低廉，

25、又便于安裝維護(hù)的雙絞線礦用電纜，也有采用大容量的光纜，以適應(yīng)多媒體綜合監(jiān)控的需要。因此，礦井監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸介質(zhì)可以是電纜、光纜等傳輸介質(zhì)。7.1.2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 一般工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)電纜敷設(shè)的自由度較大，可根據(jù)設(shè)備、電纜溝、電桿的。位置選擇星形、環(huán)形、樹(shù)形、總線形等結(jié)構(gòu)。而礦井監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸電纜必須沿巷道敷設(shè)，掛在巷道壁上。由于巷道為分支結(jié)構(gòu)，并且分支長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)千米。因此，為便于系統(tǒng)安裝維護(hù)，節(jié)約傳輸電纜，降低系統(tǒng)成本，宜采用樹(shù)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。7.1.3傳輸方向 單向傳輸僅適用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，全雙工傳輸使用傳輸通道較多。因此，礦井監(jiān)控系統(tǒng)宜采用半雙工傳輸。7.1.4復(fù)用方式常用的復(fù)用方式有頻分制、時(shí)分制、碼分

26、制和它們的混合方式。比較如下：1） 時(shí)分制和碼分制多路合成后的信號(hào)不會(huì)造成能量在時(shí)間上的集中，因而對(duì)本質(zhì)安全性能無(wú)影響。頻分制多路合成信號(hào)的路數(shù)愈多，則在傳輸線上的信號(hào)的瞬時(shí)功率和平均功率均正比的增大，有可能造成能量過(guò)分集中而危害到系統(tǒng)的本質(zhì)安全性能。2） 時(shí)分系統(tǒng)可以方便的用多位數(shù)碼傳送模擬量，用1位碼位傳送開(kāi)關(guān)量（模擬量比開(kāi)關(guān)量有更多的信息量），這種傳輸方式對(duì)信道資源的利用而言是經(jīng)濟(jì)合理的。頻分系統(tǒng)由于區(qū)分頻率的濾波難以做得非常敏銳，開(kāi)關(guān)量和模擬量大體要站相同的頻帶寬度，這就造成開(kāi)關(guān)量信道頻率資源的浪費(fèi)。碼分制對(duì)開(kāi)關(guān)量和模擬量的傳輸優(yōu)于頻分制，劣于時(shí)分制。3） 時(shí)分系統(tǒng)的信號(hào)形式與計(jì)算機(jī)所

27、需的信號(hào)非常相近，故時(shí)分系統(tǒng)便于計(jì)算機(jī)接口和系統(tǒng)的智能化。碼分制系統(tǒng)也便于計(jì)算機(jī)管理，而頻分系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)的借口則比較復(fù)雜。4） 在信息傳輸速率不高的情況下，時(shí)分系統(tǒng)中各路之間的相互干擾較小。碼分制系統(tǒng)在系統(tǒng)同步情況下，各路之間無(wú)干擾。頻分制系統(tǒng)各路干擾較大。5） 時(shí)分系統(tǒng)和碼分系統(tǒng)中各路信息的發(fā)送與接收需要嚴(yán)格同步，否則將造成重大差錯(cuò)，而頻分系統(tǒng)則不需要同步。在傳感器分散分布難以集中發(fā)送信息的場(chǎng)合，就顯示出頻分制這個(gè)可貴的優(yōu)點(diǎn)。6） 從傳輸信道資源的利用方面來(lái)考慮，時(shí)分系統(tǒng)是將信道時(shí)間分配給某一路信源，而頻分系統(tǒng)則是按頻率分配給某一信源，當(dāng)某一路信源停止工作時(shí)，該路資源就閑置不用，造成浪費(fèi)。這

28、是兩者共同的缺點(diǎn)。碼分制不將傳輸線的實(shí)在資源固定的劃分，可以隨時(shí)將冗余轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的抗干擾能力，適合礦井監(jiān)控系統(tǒng)多變的要求，達(dá)到自適限錯(cuò)。通過(guò)比較不難看出，頻分制各項(xiàng)指標(biāo)均不如時(shí)分制和碼分制；碼分制雖在信道自適應(yīng)分配方面優(yōu)于時(shí)分制，但在模擬量與開(kāi)關(guān)量共同傳輸和設(shè)備復(fù)雜性方面劣于時(shí)分制。因此，礦井監(jiān)控系統(tǒng)宜采用時(shí)分制復(fù)用方式。7.1.5 信號(hào)表示模擬量的信號(hào)可以是模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩種。數(shù)字信號(hào)同模擬信號(hào)相比具有：抗干擾能力強(qiáng)；傳輸中的差錯(cuò)可以控制、傳輸質(zhì)量高；可以傳遞各種消息，靈活通用；便于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、處理、傳輸；便于本質(zhì)安全防爆隔離等特點(diǎn)。因此，宜采用數(shù)字信號(hào)傳輸，這包括分站至主站和傳感器及執(zhí)

29、行機(jī)構(gòu)至分站之間。雖然在現(xiàn)有多數(shù)系統(tǒng)中，傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)到分站間的傳輸仍采用頻率型和電流型等模擬信號(hào)，但由于現(xiàn)有傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)有的已采用單片機(jī)，進(jìn)行數(shù)字信號(hào)傳輸已十分方便，并且不會(huì)過(guò)多增加成本。因此，傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)到分站間的傳輸也宜采用數(shù)字信號(hào)。在同樣傳輸速率情況下，不歸零信號(hào)比歸零信號(hào)的脈沖持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，抗干擾能力強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)；矩形信號(hào)較其他波形信號(hào)設(shè)備簡(jiǎn)單。因此，礦井監(jiān)控系統(tǒng)宜采用不歸零矩形脈沖數(shù)字信號(hào)傳輸。7.2電纜的確定電纜分為井筒電纜，干線電纜和傳感器電纜三種，其長(zhǎng)度通過(guò)井筒長(zhǎng)度，分站到主機(jī)的距離，傳感器到分站的距離確定，另外要保留20%的備用。井筒電纜的長(zhǎng)度：（150+380）

30、*1.2=530*1.2=636 m干線電纜的長(zhǎng)度：（2500+2500+1250+1250+825+825）*1.2=10980 m傳感器電纜的長(zhǎng)度見(jiàn)表6-1表6-1 傳感器電纜長(zhǎng)度序號(hào)位置所需電纜長(zhǎng)度（m）1東翼風(fēng)峒12502東翼絞車房6903東翼變電所10354東翼回采面45205東翼備用面144706東翼掘進(jìn)巷40807東翼備用面252008東翼下部車場(chǎng)2009西翼風(fēng)峒125010西翼絞車房69011西翼中部車場(chǎng)45012西翼回采面447013西翼掘進(jìn)面452014西翼掘進(jìn)巷632015西翼變電所103516西翼下部車場(chǎng)200傳感器電纜總長(zhǎng)度：40380*1.2=48456 m各電纜長(zhǎng)

31、度數(shù)據(jù)并不是一定的，伴隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，所需要的監(jiān)控設(shè)備和電纜長(zhǎng)度也是在變化的，此處只是一般工作時(shí)期的用量，加上備用量，既能滿足礦井各個(gè)生產(chǎn)時(shí)期的使用要求。7.3 接線盒此處使用bhd2-45/380(660)-4t礦用隔爆型電纜接線盒。主要參數(shù)：額定電壓:380/660v;額定電流:45a;電纜通數(shù):4;最大電纜外徑:24mm;外形尺寸:270270112mm。 經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)二通接線盒（jhh-2）需要117個(gè)，三通接線盒(jhh-3)需要40個(gè)，四通接線盒（jhh-4）10個(gè)。8 礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)圖 根據(jù)該礦井的客觀實(shí)際情況，畫(huà)出了礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)圖、拓?fù)鋱D和安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采掘工作面?zhèn)鞲衅鞑贾脠D，

32、見(jiàn)三張附圖。9 系統(tǒng)概算本部分為安全監(jiān)測(cè)工程設(shè)計(jì)的最后一部分，也是整個(gè)設(shè)計(jì)的結(jié)論所在。概算的內(nèi)容包括地面中心站建筑及設(shè)備、井下分站及各種檢測(cè)設(shè)備、各種電纜、接線盒、維修儀表及工具、專用備件和安裝調(diào)試運(yùn)雜等費(fèi)用。其方法是列出各項(xiàng)目的名稱、規(guī)格型號(hào)、單位、數(shù)量、單價(jià)及總價(jià)。由于概算中涉及的安全監(jiān)測(cè)設(shè)備、礦用信號(hào)電纜、小型專用維修儀表等，國(guó)家未制定統(tǒng)一的指導(dǎo)性價(jià)格，本設(shè)計(jì)中按廠家的報(bào)價(jià)編制預(yù)算。表4-8為本設(shè)計(jì)礦井的kj101監(jiān)控系統(tǒng)配套設(shè)備清單及所需資金表。表8-1 礦裝備kj101 系統(tǒng)概算（萬(wàn)元）序號(hào)名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量單價(jià)總價(jià)一、中心站設(shè)備1監(jiān)控主機(jī)戴爾商用計(jì)算機(jī)(gx280915gp4)臺(tái)

33、21.22.42工作站惠普z600臺(tái)51.185.93噴式打印機(jī)松下p1130臺(tái)10.180.184激光打印機(jī)佳能激光打印機(jī) lbp2900臺(tái)10.080.085監(jiān)視器安肯ak2118臺(tái)50.31.56攝像機(jī)jvc gz-mg330臺(tái)30.250.757視頻處理器索尼pcs-6000p臺(tái)12.12.18避雷器kj101-13臺(tái)10.30.39網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器圖騰a1.8242臺(tái)10.90.910交換機(jī)思科 ws-c2960-24tt-l臺(tái)10.480.4811路由器cisco2611xm臺(tái)21.32.612智能通訊接口kjj9塊20.71.413調(diào)制解調(diào)器kj101-18臺(tái)11.81.814系統(tǒng)軟件套15515礦用軟件套1101016交流穩(wěn)壓器中大 tnd-k 3kva單相交流穩(wěn)壓臺(tái)20.130.1317本安電源kdw15a臺(tái)190.59.5二、井下監(jiān)測(cè)設(shè)備18分站kjf19臺(tái)191.01919瓦斯傳感器kg9701a臺(tái)630.318.920便攜ch4傳感器cjb100(a)型臺(tái)30.10.320風(fēng)速傳感器kgf15臺(tái)130.45.221溫度傳感器gw50(a)臺(tái)200.336.622co傳感器gth500(b)臺(tái)40.52.023負(fù)壓傳感器gf100f(a)臺(tái)80.4