煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控論文

1、第一章緒論1.1概述國(guó)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(lái)的。1815年，英國(guó)發(fā)明了世界上第一種瓦斯檢測(cè)儀器-瓦斯檢定燈，利用火焰的高度來(lái)測(cè)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(guó)研制了檢測(cè)瓦斯氣體的敏感元件-柏絲催化元件。1954年，英國(guó)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(guó)家都把發(fā)展崔體元件作為瓦斯檢測(cè)儀器的主攻方向。電子技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)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(gè)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(guó)研制的CTT63/40礦井監(jiān)控系統(tǒng)英國(guó)的MINO

2、S(統(tǒng)美國(guó)的SCAD廉統(tǒng)等。我國(guó)監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用較晚，80年代初，從波蘭、法國(guó)、德國(guó)、英國(guó)和美國(guó)等(如DAN6400TF200MINOSF口Senturion-200)弓I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(shí)，通過(guò)消化、吸收并結(jié)合我國(guó)煤礦的實(shí)際情況.先后研制出KJ2、KJ4KJ8、KJ10、KJ13、KJ19KJ38、KJ66、KJ75、KJ80、KJ92等監(jiān)控系統(tǒng)，在我國(guó)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(shí)相當(dāng)一部分監(jiān)控系統(tǒng)由于技術(shù)水平低、功能和擴(kuò)展性能差、現(xiàn)場(chǎng)維修維護(hù)和技術(shù)服務(wù)跟不上等原因，或

3、者已淘汰、或者停產(chǎn)。因此造成相當(dāng)一部分礦井無(wú)法繼續(xù)正常使用已裝備的系統(tǒng)。特別是近年來(lái)由于老系統(tǒng)服務(wù)年限將至，已無(wú)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(lái)我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的研制開(kāi)發(fā)、推廣使用、維護(hù)管理經(jīng)驗(yàn)和存在的問(wèn)題，在對(duì)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)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(guò)傳輸接口與各分站通訊，監(jiān)測(cè)主機(jī)屏幕可

4、以顯示動(dòng)、靜態(tài)圖形、數(shù)據(jù)、曲線(xiàn)、通風(fēng)（流向）圖、測(cè)點(diǎn)配置圖等，打印機(jī)可打印監(jiān)測(cè)參數(shù)報(bào)表。其典型結(jié)構(gòu)如圖所示。監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3 地面中心站地面中心站能夠?qū)崿F(xiàn)各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理、顯示、查詢(xún)、儲(chǔ)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(guò)地面中心站完成的。生產(chǎn)參數(shù)的監(jiān)測(cè)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(cāng)煤位、水倉(cāng)水位、供電電壓、供電電流、功率等模擬量；水泵、提升機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)、主要通風(fēng)機(jī)、帶式輸送機(jī)、采煤機(jī)、開(kāi)關(guān)、磁力起動(dòng)器等的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)等。環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)主要是指監(jiān)測(cè)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

5、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(shí)，地面中心站也有顯示測(cè)量參數(shù)、數(shù)據(jù)報(bào)表、曲線(xiàn)顯示、圖形生成、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、故障統(tǒng)計(jì)和報(bào)表、報(bào)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(guó)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(shí)通信和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢(xún)等功能。3 井下分站盡管監(jiān)測(cè)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(kāi)機(jī)自檢和本機(jī)初始化功能；(2)通信測(cè)試功能；(3)分站具有自動(dòng)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(cè)功能和一般的環(huán)境監(jiān)測(cè)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

6、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(hào)、量程、斷電點(diǎn)、報(bào)警上限和報(bào)警下限等)；(6)分站自動(dòng)識(shí)別配接傳感器類(lèi)型(電壓型、電流型或頻率型等)；(7)分站自身具備超限報(bào)警功能；(8)分站接收中心站對(duì)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?cái)嚯姽δ堋?4) 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(cè)監(jiān)控系統(tǒng)能正確反映被測(cè)環(huán)境和設(shè)備參數(shù)的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)和用于煤礦監(jiān)測(cè)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(cāng)煤位、水倉(cāng)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(kāi)停、機(jī)電設(shè)備饋電狀態(tài)、風(fēng)門(mén)開(kāi)關(guān)狀態(tài)等開(kāi)關(guān)量傳感器。以上傳感器的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用

7、基本滿(mǎn)足了煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控的需要，但國(guó)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(guó)外同類(lèi)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(mǎn)足用戶(hù)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(zhǎng)，可靠性高。(4) 關(guān)術(shù)語(yǔ)及解釋煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)：具有模擬量、開(kāi)關(guān)量、累計(jì)量采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理、顯示、打印、聲光報(bào)警、控制等功能，用于監(jiān)測(cè)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(mén)狀態(tài)、風(fēng)筒狀態(tài)、局部通風(fēng)機(jī)開(kāi)停、主通風(fēng)機(jī)開(kāi)停，并實(shí)現(xiàn)甲烷超限聲光報(bào)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

8、器、聲光報(bào)警器、電源箱、避雷器等設(shè)備組成的系統(tǒng)。傳感器：將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出的裝置。甲烷傳感器：連續(xù)監(jiān)測(cè)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(bào)警功能。風(fēng)速傳感器：連續(xù)監(jiān)測(cè)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(cè)礦井通風(fēng)機(jī)、風(fēng)門(mén)、密閉巷道、通風(fēng)巷道等地點(diǎn)通風(fēng)壓力的裝置一氧化碳傳感器：連續(xù)監(jiān)測(cè)礦井中煤層自然發(fā)火及膠帶輸送機(jī)膠帶等著火時(shí)產(chǎn)生的一氧化碳濃度的裝置。溫度傳感器：連續(xù)監(jiān)測(cè)礦井環(huán)境溫度高低的裝置。煙霧傳感器：連續(xù)監(jiān)測(cè)礦井中膠帶輸送機(jī)膠帶等著火時(shí)產(chǎn)生的煙霧濃度的裝置。設(shè)備開(kāi)停傳感器：連續(xù)監(jiān)測(cè)礦井中機(jī)電設(shè)備“開(kāi)”或“停”工作狀態(tài)的裝置。風(fēng)筒傳感器：連續(xù)監(jiān)

9、測(cè)局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)筒“有風(fēng)”或“無(wú)風(fēng)”狀態(tài)的裝置。(11)風(fēng)門(mén)開(kāi)關(guān)傳感器：連續(xù)監(jiān)測(cè)礦井中風(fēng)門(mén)“開(kāi)”或“關(guān)”狀態(tài)的裝置。饋電傳感器：連續(xù)監(jiān)測(cè)礦井中饋電開(kāi)關(guān)或電磁啟動(dòng)器負(fù)荷側(cè)有無(wú)電壓的裝置。執(zhí)行器(含聲光報(bào)警器及斷電器)：將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為被控物理量的裝置。(14)聲光報(bào)警器：能發(fā)出聲光報(bào)警的裝置。(15)斷電控制器：控制饋電開(kāi)關(guān)或電磁啟動(dòng)器等的裝置。分站：煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中用于接收來(lái)自傳感器的信號(hào)，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(shí)，接收來(lái)自傳輸接口多路復(fù)用信號(hào)的裝置。分站還具有線(xiàn)性校正、超限判別、邏輯運(yùn)算等簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理、對(duì)傳感器輸入的信號(hào)和傳輸接口傳輸來(lái)的信號(hào)進(jìn)行處理的能力，控制執(zhí)行

10、器工作。(17)主機(jī)：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(lái)接收監(jiān)測(cè)信號(hào)、校正、報(bào)警判別、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、磁盤(pán)存儲(chǔ)、顯示、聲光報(bào)警、人機(jī)對(duì)話(huà)、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。瓦斯礦井：只要有一個(gè)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(jí)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(cè)報(bào)警儀：具有甲烷濃度數(shù)字顯示及超限報(bào)警功能的攜帶式儀器。(21)甲烷報(bào)警礦燈：具有甲烷濃度超限報(bào)警功能的攜帶式照明燈具。(22)數(shù)字式甲烷檢測(cè)報(bào)警礦燈：具有

11、甲烷濃度數(shù)字顯示及超限報(bào)警功能的攜帶式照明燈具。2.3煤礦安全監(jiān)測(cè)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(cè)監(jiān)控系統(tǒng)為例說(shuō)明：系統(tǒng)容量可接64個(gè)分站級(jí)設(shè)備，其中分站為：4路模擬量輸入、4路開(kāi)關(guān)量輸入、4路開(kāi)關(guān)量輸出；信息傳輸傳輸方式：異步串行，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(xiàn)為2芯傳輸距離：地面主機(jī)到分站信號(hào)傳輸距離15km；分站到傳感器之間信號(hào)傳輸距離1.5km巡檢周期：25s誤碼率：10-8模擬量傳感器信號(hào)：200-1000Hz數(shù)字量傳感器信號(hào)：無(wú)電位觸點(diǎn)信號(hào)或0、5mA電流信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)整個(gè)系統(tǒng)采用“變值變態(tài)、疏密接合、數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)生成”的存儲(chǔ)

12、方法，使系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)更為合理。數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)期限：根據(jù)計(jì)算機(jī)硬盤(pán)的容量一般為20年左右。使用環(huán)境溫度：0c40c相對(duì)濕度：98%(25C)大氣壓力：(85-110)kPa允許周?chē)型咚?、煤塵爆炸危險(xiǎn)環(huán)境中使用周?chē)橘|(zhì)無(wú)腐蝕性氣體第三章井下監(jiān)控分站井下監(jiān)控分站是煤礦綜合監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵配套設(shè)備，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)傳感器的數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)處理、存儲(chǔ)、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)卜面以目前煤礦井下常用的KDF-2型監(jiān)控分站為例說(shuō)明:2h。(5)分站裝有備用電池，交流電源掉電后自動(dòng)

13、投入工作，供電時(shí)間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)程斷電器模擬量傳隔爆型電源及遠(yuǎn)程控制井下監(jiān)控分站開(kāi)關(guān)量傳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、井巷碉室和工作面溫度、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(chēng)為礦井工況參數(shù)。主要監(jiān)測(cè)的工況參數(shù)有風(fēng)筒風(fēng)量、風(fēng)門(mén)開(kāi)關(guān)、輸送帶開(kāi)停、煤倉(cāng)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

14、件和信號(hào)處理電路3部分組成，有時(shí)需要加輔助電源，具組成原理如圖4-1所示圖4-1傳感器組成原理1礦用一氧化碳傳感器（以GT500A型一氧化碳傳感器為例說(shuō)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(cè)煤礦井下一氧化碳?xì)怏w濃度的高精度儀卜。傳感器使用進(jìn)口檢測(cè)元件，使傳感器的性能、測(cè)量精度、使用壽命都大大提高。具有一外遙控調(diào)校零點(diǎn)、靈敏度、報(bào)警點(diǎn)等功能。傳感器可以與國(guó)內(nèi)多種監(jiān)控系統(tǒng)配套使用。相對(duì)濕度95%大氣壓力80kPa-106kPa信萬(wàn)取人傳軻2km距離風(fēng)速0m/s-80m/s工作溫度0C-40C測(cè)量范圍0-0.0005%工作電源<80MaDC工作電

15、壓本安DC12V-24V無(wú)顯著震動(dòng)和沖擊的場(chǎng)合、有煤塵和工作場(chǎng)所瓦斯存在的場(chǎng)所卜r1卜一氧化碳傳感器應(yīng)垂直懸掛，距頂板（頂梁）不得大于300mm距巷壁不得小于200mm并應(yīng)安裝維護(hù)方便，不影響行人和行車(chē)。(2)開(kāi)采容易自燃、自燃煤層的采煤工作面必須至少設(shè)置一個(gè)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(bào)警濃度為0.0024%CQ如圖9所示圖9采煤工作面一氧化碳傳感器的設(shè)置000000000000 帶式輸送機(jī)滾筒下風(fēng)側(cè)10m15m#宜設(shè)置一氧化碳傳感器,報(bào)警濃度為0.0024%CO111111111111 自然發(fā)火觀測(cè)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(bào)警濃度為0.0

16、024%CO222222222222 開(kāi)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(bào)警濃度為0.0024%CO礦用風(fēng)速傳感器(以KGF15型礦用風(fēng)速傳感器為例說(shuō)明)KGF15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(cè)量原理。主要用于連續(xù)監(jiān)測(cè)礦井通風(fēng)總回風(fēng)巷、井下主要測(cè)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(cè)量的重要儀表。具有紅外遙控調(diào)校、調(diào)校簡(jiǎn)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-+40C基本誤差<±0.3m/s相對(duì)濕度<98%大氣壓力85KPa-110KPa工作電壓12VDC-24VDC礦用本安

17、電源）輸出信號(hào)200-1000Hz或1-5mADC基本誤差<±0.3m/s工作電流70mADC采區(qū)回風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷、總回風(fēng)巷的測(cè)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(wú)分支風(fēng)流、無(wú)拐彎、無(wú)障礙、斷面無(wú)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(guò)煤礦安全規(guī)程的規(guī)定值時(shí)，應(yīng)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)礦用負(fù)壓傳感器（以GPD1/5型礦用負(fù)壓傳感器為例說(shuō)明）GPD1/5煤礦用負(fù)壓傳感器GPD1/5煤礦用負(fù)壓傳感器是采用擴(kuò)散硅壓力傳感器芯片開(kāi)發(fā)的固定式儀表。主要用于連續(xù)監(jiān)測(cè)礦井通風(fēng)總負(fù)壓、礦井風(fēng)機(jī)差壓、井下風(fēng)門(mén)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(cè)量的重要儀表。具有

18、紅外遙控調(diào)校、調(diào)校簡(jiǎn)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(guó)內(nèi)其它監(jiān)控系統(tǒng)配套使用。測(cè)量范圍0-1kPa或0-5kPa測(cè)量誤差w±2%響應(yīng)時(shí)間小于30s顯木方式三位LED就地顯示輸出信號(hào)200-1000Hz或4-20mA工作電壓本安DC12V-21V工作電流w50mA主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)碉內(nèi)應(yīng)設(shè)置風(fēng)壓傳感器礦用設(shè)備開(kāi)停狀態(tài)傳感器（以GKT-L型礦用設(shè)備開(kāi)停傳感器為例說(shuō)明）GKT-L煤礦用設(shè)備開(kāi)停狀態(tài)傳感器GKT-L煤礦用設(shè)備開(kāi)停狀態(tài)傳感器主要用于監(jiān)測(cè)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(kāi)停狀態(tài)。傳感器將機(jī)電設(shè)備開(kāi)停狀態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)

19、換為電流信號(hào)，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(xiǎn)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(xiàn)三態(tài)監(jiān)測(cè)，也可以用于三線(xiàn)兩態(tài)監(jiān)測(cè)，適合與國(guó)內(nèi)現(xiàn)有監(jiān)控設(shè)備配套使用。測(cè)量范圍有效距離動(dòng)作值運(yùn)行顯示輸出信號(hào)工作電壓工作電流0-1kPa或0-5kPa&2km大于5ALED亮/滅三線(xiàn)兩態(tài)：5mA/0mA兩線(xiàn)三態(tài)：6mA/2mA/0mA本安DC9V-21V整機(jī)電流w10mA主要通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)必須設(shè)置設(shè)備開(kāi)停傳感器礦用風(fēng)門(mén)開(kāi)閉狀態(tài)傳感器（以GFK-L型礦用風(fēng)門(mén)開(kāi)閉狀態(tài)傳感器為例說(shuō)明）GFK-L礦用風(fēng)門(mén)開(kāi)閉

20、狀態(tài)傳感器GFK-L煤礦用風(fēng)門(mén)開(kāi)閉狀態(tài)傳感器主要用于監(jiān)測(cè)礦井主要風(fēng)門(mén)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。傳感器是磁性驅(qū)動(dòng)的位置開(kāi)關(guān)傳感器，將風(fēng)門(mén)開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，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(xiǎn)礦井中使用。該傳感器既可以用于兩線(xiàn)三態(tài)監(jiān)測(cè)，也可以用于兩線(xiàn)兩態(tài)監(jiān)測(cè)，適合與國(guó)內(nèi)現(xiàn)有監(jiān)控設(shè)備配套使用。工作電源本安DC9V-21V整機(jī)電流w10mA動(dòng)作距離不大于30mm二態(tài)：4mA/0mA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<2km礦井和采區(qū)主要進(jìn)回風(fēng)巷道中的主要風(fēng)門(mén)必須設(shè)置風(fēng)門(mén)開(kāi)關(guān)傳感器。當(dāng)兩道風(fēng)門(mén)同時(shí)打開(kāi)時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。礦用斷電饋電轉(zhuǎn)換

21、器(以ZQJD-1型礦用斷電饋電傳感器為例說(shuō)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)程斷電，同時(shí)作為風(fēng)電瓦斯閉鎖裝置的組成部分之一。傳感器監(jiān)測(cè)被控電氣設(shè)備的斷電、饋電狀態(tài)，通過(guò)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-21M整機(jī)電流w10mA工作電源用作饋電狀態(tài)轉(zhuǎn)換器：輸入端電壓：AC36V動(dòng)作距離不大于10m至分站距離不大于3km運(yùn)行顯不'LED鳧/火為監(jiān)測(cè)被控設(shè)備瓦斯超限是否斷電，被控開(kāi)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(shuō)明)GW50

22、(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(cè)，是礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)煤礦井下溫度的相關(guān)設(shè)備工作溫度0C-40C風(fēng)速&0m/s-8m/s工作電流<80mADC工作電壓（本安）12VDC-24VDC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(chē)。開(kāi)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。圖10采煤工作面溫度傳感器的設(shè)置溫度傳感器的報(bào)警值為30Co如圖10所示。機(jī)電碉室內(nèi)應(yīng)設(shè)置溫度傳感器，報(bào)警值為34C第五章瓦斯傳感器及相關(guān)設(shè)計(jì)礦用甲烷傳感

23、器（以KGY-002A智能遙控甲烷傳感器為例說(shuō)明）KGY-002A智能遙控甲烷傳感器KGY-002A智能遙控甲烷傳感器用于檢測(cè)煤礦井下空氣中的甲烷含量。它是一種智k型檢測(cè)儀表，具有自動(dòng)穩(wěn)零、低功耗、軟啟動(dòng)、環(huán)保電源、精度高、穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。各種操作可通過(guò)遙控器來(lái)實(shí)現(xiàn)，免開(kāi)蓋調(diào)試。能與國(guó)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(cè)量范圍0-4%CH40.00-1.00%CH4,<±0.10%CH4測(cè)量誤差1.00-2.00%CH4,工±0.20%CH42.00-4.00%CH4,工±0.30%CH4響應(yīng)時(shí)間小于30s報(bào)警點(diǎn)0.5-2.5%CH4可調(diào)報(bào)警方式

24、紅色LED燈閃爍、蜂鳴器鳴叫輸出信號(hào)200-1000Hz或4-20mA工作電壓本安DC8V-22V電流50mA甲烷傳感器的設(shè)置(1)采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置長(zhǎng)壁采煤工作面甲烷傳感器必須按圖1設(shè)置。U形通風(fēng)方式在上隅角設(shè)置甲烷傳感器T0或便攜式瓦斯檢測(cè)報(bào)警儀，工作面設(shè)置甲烷傳感器T1,工作面回風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器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;低瓦斯和高瓦斯礦井采煤工作面采用串聯(lián)通風(fēng)時(shí)，被用工作面的進(jìn)風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器T4,如圖1a所示。Z形、Y形、H形和W形通風(fēng)方式的采煤工作面甲烷傳感器白設(shè)置參照上述規(guī)定

25、執(zhí)行，如圖化圖1e所示。(a)(b)(c)(d)(e)aU形通風(fēng)方式；bZ形通風(fēng)方式；cY形通風(fēng)方式；dH形通風(fēng)方式；eW形通風(fēng)方式。圖1采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置采用兩條巷道回風(fēng)的采煤工作面甲烷傳感器必須按圖2設(shè)置。甲烷傳感器T0、T1和T2的設(shè)置同圖1a；在第二條回風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器T5、T6。采用三條巷道回風(fēng)的采煤工作面，第三條回風(fēng)巷甲烷傳感器的設(shè)置與第二條回風(fēng)巷甲烷傳感器T5、T6的設(shè)置相同。圖2采用兩條巷道回風(fēng)的采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置有專(zhuān)用排瓦斯巷的采煤工作面甲烷傳感器必須按圖3設(shè)置。甲烷傳感器T0、T1、T2的設(shè)置同圖1a；在專(zhuān)用排瓦斯巷設(shè)置甲烷傳感器T7,在工作面混合回風(fēng)風(fēng)流

26、處設(shè)置甲烷傳感器T8,如圖3a、圖3b所示。高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井采煤工作面的回風(fēng)巷長(zhǎng)度大于1000m時(shí)，必須在回風(fēng)巷中部增設(shè)甲烷傳感器。采煤機(jī)必須設(shè)置機(jī)載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀。非長(zhǎng)壁式采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置參照上述規(guī)定執(zhí)行，即在上隅角設(shè)置甲烷傳感器T0或便攜式瓦斯檢測(cè)報(bào)警儀，在工作面及其回風(fēng)巷各設(shè)置1個(gè)甲烷傳感器。(a)(b)圖3有專(zhuān)用排瓦斯巷的采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置掘進(jìn)工作面甲烷傳感器的設(shè)置煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出巖巷的掘進(jìn)工作面甲烷傳感器必須按圖4設(shè)置,并實(shí)現(xiàn)瓦斯風(fēng)電閉鎖。在工作面混合風(fēng)流處設(shè)置甲烷傳感器T1,在工作面回風(fēng)流中設(shè)置甲烷傳感器T2;采用串聯(lián)通風(fēng)的掘

27、進(jìn)工作面，必須在被審工作面局部通風(fēng)機(jī)前設(shè)置掘進(jìn)工作面進(jìn)風(fēng)流甲烷傳感器T3。圖4掘進(jìn)工作面甲烷傳感器的設(shè)置高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井雙巷掘進(jìn)甲烷傳感器必須按圖5設(shè)置。甲烷傳感器T1和T2的設(shè)置同圖4:在工作面混合回風(fēng)流處設(shè)置甲烷傳感器T3。圖5雙巷掘進(jìn)工作面甲烷傳感器的設(shè)置高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井的掘進(jìn)工作面長(zhǎng)度大于1000m時(shí)，必須在掘進(jìn)巷道中部增設(shè)甲烷傳感器掘進(jìn)機(jī)必須設(shè)置機(jī)載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀。(3)采區(qū)回風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷、總回風(fēng)巷測(cè)風(fēng)站應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器。設(shè)在回風(fēng)流中的機(jī)電碉室進(jìn)風(fēng)側(cè)必須設(shè)置甲烷傳感器，如圖6所示。使用架線(xiàn)電機(jī)車(chē)的主要運(yùn)輸巷道內(nèi)，裝煤點(diǎn)處必須設(shè)置甲烷傳感器，如圖

28、7所示。機(jī)電則室弋必、的,、07,3門(mén)':洶,心力、07,架空線(xiàn)（7）W':/心裝蛙點(diǎn)圖6在回風(fēng)流中的機(jī)電碉室甲烷傳感器的設(shè)置圖7裝煤點(diǎn)甲烷傳感器的設(shè)置(6)高瓦斯礦井進(jìn)風(fēng)的主要運(yùn)輸巷道使用架線(xiàn)電機(jī)車(chē)時(shí)，在瓦斯涌出巷道的下風(fēng)流中必須設(shè)置甲烷傳感器，如圖8所示。架空桀圖8瓦斯涌出巷道的下風(fēng)流中甲烷傳感器的設(shè)置礦用防爆特殊型蓄電池電機(jī)車(chē)必須設(shè)置車(chē)載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀；礦用防爆型柴油機(jī)車(chē)必須設(shè)置便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀。兼做回風(fēng)井的裝有帶式輸送機(jī)的井筒內(nèi)必須設(shè)置甲烷傳感器。采區(qū)回風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷及總回風(fēng)巷道內(nèi)臨時(shí)施工的電氣設(shè)備上風(fēng)側(cè)10m15m處應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器。(10)

29、井下煤倉(cāng)、地面選煤廠煤倉(cāng)上方應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器。封閉的地面選煤廠機(jī)房?jī)?nèi)上方應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器。封閉的帶式輸送機(jī)地面走廊上方宜設(shè)置甲烷傳感器。瓦斯抽放泵站甲烷傳感器的設(shè)置：地面瓦斯抽放泵站內(nèi)必須在室內(nèi)設(shè)置甲烷傳感器。井下臨時(shí)瓦斯抽放泵站下風(fēng)側(cè)柵欄外必須設(shè)置甲烷傳感器。抽放泵輸入管路中應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器。利用瓦斯時(shí)，應(yīng)在輸出管路中設(shè)置甲烷傳感器；不利用瓦斯、采用干式抽放瓦斯設(shè)備時(shí)，輸出管路中也應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器。第六章礦山供電系統(tǒng)礦井供電的類(lèi)型1)礦井供電方式的決定因素：井田范圍、煤層開(kāi)采深度、開(kāi)采方法、年產(chǎn)量、涌水量、負(fù)荷大小等綜合因素進(jìn)行。2)分類(lèi)：深井和淺井兩種類(lèi)型。丁&，代提升機(jī)動(dòng)力地血低

30、壓U|生水泉I變流設(shè)常rrn井底卑場(chǎng)mow:作武用膽點(diǎn)Ln畫(huà)負(fù)荷井底車(chē)墉低壓動(dòng)力"i!'v;jkKS(iZY1140)VI件面配電南工作闿歷荷圖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。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。井下中央變電所井下中央變電所的結(jié)線(xiàn)如圖5-21下井電*firm6kVrrnrrrnJJ3整顯施番尸5全添果透用U登設(shè)區(qū)*380VW660V)井底尊場(chǎng)低張動(dòng)力及照明圖5-2井下中央變電所主結(jié)線(xiàn)(1)單母線(xiàn)分段結(jié)線(xiàn)：可靠性高，負(fù)荷大(獨(dú)立雙電源)：對(duì)一二類(lèi)

31、負(fù)荷供電.獨(dú)立電源：對(duì)二三類(lèi)負(fù)荷供電.(2)運(yùn)行方式：母線(xiàn)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(duì)一二類(lèi)負(fù)荷供電。6.2,2井下中央變電所的位置和碉室布置(1)位置選擇原則：負(fù)荷中心、通風(fēng)、交通、運(yùn)輸、進(jìn)出線(xiàn)、頂板、無(wú)淋水等。(2)碉室要求：耐火材料、尺寸、大小、通道、20嗾地。出口、柵欄門(mén)、防火門(mén)、外開(kāi)門(mén)、標(biāo)高等。(3)設(shè)備布置(圖5-3)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(mén)；7-鐵柵欄門(mén)；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(kāi)留有檢修間距留

32、有備用設(shè)備余地是總回路數(shù)量的20%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。采區(qū)變電所的結(jié)線(xiàn)考慮因素：電源回路數(shù)、負(fù)荷大小、變壓器臺(tái)數(shù)等。（1）單電源進(jìn)線(xiàn)。接線(xiàn)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(xiàn)。接線(xiàn)、分列運(yùn)行。適用對(duì)象；綜采工作面或下山采區(qū)、有排水泵的采區(qū)變電所。采區(qū)變電所的位置和碉布置室（圖5-4）與井下中央變電所的位置和碉室布置類(lèi)同。圖5-4采區(qū)變電所（a）主結(jié)線(xiàn)；（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(dòng)饋電開(kāi)關(guān);5-照明變壓器綜合裝置；6-檢測(cè)繼電器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

33、）高壓深入負(fù)荷中心。組成：采區(qū)配電所一移動(dòng)變電站一工作面。設(shè)備布置；圖5-5。6.4.2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。第七章礦用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的選擇現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，不僅引起測(cè)控及過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域的變革，同時(shí)也給煤礦監(jiān)控技術(shù)的跨越式發(fā)展帶來(lái)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(dòng)大、監(jiān)控距離遠(yuǎn)等），礦用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)不能照搬一般工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，需要根據(jù)礦井監(jiān)控的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)技術(shù)移植和改造，開(kāi)發(fā)出適合礦井生產(chǎn)環(huán)境的礦用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)。目前，國(guó)內(nèi)應(yīng)用于控制及儀表領(lǐng)域的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)主要有FF、Profits、CANLonWor

34、ks等。FF總線(xiàn)H1是用于過(guò)程控制的總線(xiàn)，具響應(yīng)速度較低。雖支持總線(xiàn)供電，但其安全柵的功率僅為600mW開(kāi)發(fā)難度較大，故H1不能滿(mǎn)足礦井要求。Profits的開(kāi)發(fā)比FF相對(duì)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(xiàn)H1的物理接口相同，RS485ft100bps時(shí)傳輸距離可達(dá)4km以上，加上中繼器可滿(mǎn)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(xiàn)具有成本低、開(kāi)發(fā)容易、實(shí)時(shí)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(shí)），最大距離達(dá)到10km（傳輸速率為5kbps）,節(jié)點(diǎn)數(shù)最多為110個(gè)，若加中繼器或網(wǎng)關(guān)等可擴(kuò)展。CAN總線(xiàn)只有物理層、鏈路層和應(yīng)用層，對(duì)CAN總線(xiàn)進(jìn)行本安設(shè)計(jì)，將它應(yīng)用于煤礦井下是一個(gè)較理想的方案。LonWorks是一種性能優(yōu)良的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，有完善的開(kāi)發(fā)工