煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

./注：本文檔版權(quán)歸原作者所有.現(xiàn)僅供網(wǎng)友學(xué)習(xí)交流,勿作他用,否則后果自負(fù).第一章安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的概述1.1歷史發(fā)展及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀對(duì)煤礦井下危險(xiǎn)源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警,是煤礦最早關(guān)注的項(xiàng)目.從20世紀(jì)60年代后期開(kāi)始,工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始研制礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng).主要有法國(guó)OLDHAM公司的CTT63／40U集中監(jiān)控系統(tǒng)；波蘭的CMM—20M和CMM—1監(jiān)控系統(tǒng),英國(guó)MINOS<MineOperationSystem>,德國(guó)F—H公司的TF200H信息傳輸系統(tǒng)和ZM400遙控系統(tǒng),美國(guó)的DJN6400系統(tǒng)以及加拿大康斯培克公司的MINl600安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng).在煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中,影響較大的是20世紀(jì)70年后期由英國(guó)煤管局組織開(kāi)發(fā),分別由不同公司生產(chǎn)的MINOS系統(tǒng).該系統(tǒng)最早應(yīng)用于煤礦環(huán)境監(jiān)測(cè),后來(lái)擴(kuò)展了許多生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控的功能.例如,煤倉(cāng)監(jiān)測(cè)、帶式輸送機(jī)控制等.但總體上講,該監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)仍是以監(jiān)測(cè)功能為主,附加簡(jiǎn)單邏輯控制功能.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DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200引進(jìn)了一批安全監(jiān)控系統(tǒng),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、KJ4、KJ8、KJ10、KJ13、KJ19、KJ38、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.隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的迅猛發(fā)展和企業(yè)自身發(fā)展的需要,國(guó)內(nèi)各主要科研單位和生產(chǎn)廠家又相繼推出了KJ90、KJ95、KJ101、KJF2000、KJ4/KJ2000和KJG2000等監(jiān)控系統(tǒng),以及MSNM、WEBGIS等煤礦安全綜合化和數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng).同時(shí),在"以風(fēng)定產(chǎn),先抽后采,監(jiān)測(cè)監(jiān)控"十二字方針和煤礦安全規(guī)程有關(guān)條款指導(dǎo)下,規(guī)定了我國(guó)各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng).因此,大大小小的系統(tǒng)生產(chǎn)廠家如雨后春筍般的不斷出現(xiàn),為用戶提供了更多的選擇機(jī)會(huì)、也促進(jìn)了各廠家在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)條件下不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)意識(shí).最近幾年來(lái),我國(guó)對(duì)煤礦安全生產(chǎn)空前重視,成立了專門的煤礦安全監(jiān)察機(jī)構(gòu),煤礦安全監(jiān)察局推動(dòng)了各煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的工作,將各煤礦的關(guān)鍵監(jiān)測(cè)參數(shù)傳送到煤礦安全監(jiān)察分局,監(jiān)察人員可以實(shí)時(shí)地查看各煤礦的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),再通過(guò)其他必要的人工檢查、核查,可全面地掌握各煤礦的安全生產(chǎn)情況,提高了煤礦安全監(jiān)察工作的有效性.1.2我國(guó)煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平系統(tǒng)中心站環(huán)境監(jiān)測(cè).主要監(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、低濃度甲烷氣體、一氧化碳、氧氣濃度、風(fēng)速、負(fù)壓、溫度、巖煤溫度、頂板壓力、煙霧等.生產(chǎn)監(jiān)控.主要監(jiān)控井上、下主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的各種生產(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)、局扇、主扇、膠帶機(jī)、采煤機(jī)、開(kāi)關(guān)、磁力起動(dòng)器運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)等.中心站軟件.具有測(cè)點(diǎn)定義功能；具有顯示測(cè)量參數(shù)、數(shù)據(jù)報(bào)表、曲線顯示、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.隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)日新月異的發(fā)展,目前,各廠家的系統(tǒng)應(yīng)用軟件正不斷更新版本,如KJF2000系統(tǒng)中心站應(yīng)用軟件版本2.40和MSNM局域網(wǎng)絡(luò)終端應(yīng)用軟件版本1.1的操作界面全部實(shí)現(xiàn)了可視化和圖形化功能,而且具備礦井采空區(qū)火災(zāi)早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和專家決策分析功能；具備皮帶運(yùn)輸機(jī)全線火災(zāi)監(jiān)測(cè)功能；具備井下瓦斯抽放監(jiān)控功能.局域網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用軟件.XX分院開(kāi)發(fā)率先開(kāi)發(fā)的WEBGIS數(shù)字化礦山安全監(jiān)測(cè)監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用軟件版本1.10,采用人性化設(shè)計(jì),利用WebGIS技術(shù)使得大到省煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局、礦業(yè)集團(tuán)公司所轄各礦井分布位置,小到各礦采區(qū)工作面實(shí)際尺寸及設(shè)備實(shí)際使用位置,以任意無(wú)級(jí)縮小或無(wú)級(jí)放大圖形的形式達(dá)到圖形和數(shù)據(jù)的無(wú)縫集成和瀏覽；提供完備的安全監(jiān)測(cè)與安全信息管理和監(jiān)管功能；建立煤礦基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、對(duì)主要圖紙〔通風(fēng)系統(tǒng)圖、采掘工程平面圖、井下運(yùn)輸系統(tǒng)、抽排水管路系統(tǒng)圖、電氣系統(tǒng)布線圖等實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)瀏覽；實(shí)現(xiàn)安全信息的共享和設(shè)備隱患排查；安全信息的網(wǎng)上公開(kāi)〔公司內(nèi)部；安全隱患排查及信息發(fā)布〔如對(duì)各礦下達(dá)整改通知等.與WEBGIS安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相配合,可實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性分析、診斷、評(píng)價(jià)、管理及通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)整的科學(xué)決策.煤礦監(jiān)控系統(tǒng)井下分站.盡管各廠家的監(jiān)控系統(tǒng)井下分站形式多樣,但基本上具備了如下功能：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分站設(shè)程控功能〔實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)儀功能、風(fēng)電瓦斯閉鎖功能、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(hào)、量程、斷電點(diǎn)、斷電點(diǎn)、報(bào)警上限和報(bào)警下限等>；⑥分站自動(dòng)識(shí)別配接傳感器類型〔電壓型、電流型或頻率型等；⑦分站本身具備超限報(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?系統(tǒng)配接的各種傳感器控制器傳感器的穩(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)用基本滿足了煤礦安全生產(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.實(shí)踐表明,綜合評(píng)價(jià)我國(guó)現(xiàn)有煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)及配套傳感器等設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果,煤炭科學(xué)研究總院XX分院的KJ90、天地科技股份公司XX自動(dòng)化分公司的KJ95、煤炭科學(xué)研究總院XX分院的KJF2000和北京瑞賽公司的KJ4/KJ2000等系統(tǒng)無(wú)論在軟硬件功能、穩(wěn)定性和可靠性、專業(yè)技術(shù)服務(wù)能力、企業(yè)性質(zhì)和生產(chǎn)規(guī)模等方面幾本代表了我國(guó)煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平.1.3目前礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)使用的現(xiàn)狀目前雖有不少礦井都裝備了安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng),但很多都沒(méi)有充分發(fā)揮出應(yīng)有的作用,一些礦井只重視對(duì)生產(chǎn)方面的監(jiān)測(cè)而忽視對(duì)安全方面的監(jiān)控.其實(shí),安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是最關(guān)鍵的技術(shù)是對(duì)瓦斯的監(jiān)測(cè)監(jiān)控,礦井只要生產(chǎn),就隨時(shí)會(huì)有瓦斯產(chǎn)生,靠工人檢測(cè)只能是間斷性的,而礦井監(jiān)控系統(tǒng)不僅能時(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè),還能對(duì)瓦斯超限信號(hào)及時(shí)進(jìn)行報(bào)警和斷電控制,對(duì)保證礦井安全起著人工無(wú)法替代的作用.近年來(lái)發(fā)生的幾起特大瓦斯爆炸事故,多數(shù)是因?yàn)轭I(lǐng)導(dǎo)對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)重視不夠,管理不到位,投入不足,造成瓦斯積聚沒(méi)能及時(shí)進(jìn)行斷電控制而發(fā)生的.因此,管好用好礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng),真正發(fā)揮其應(yīng)有的作用,是有效預(yù)防瓦斯事故的關(guān)鍵.1.4煤礦現(xiàn)在存在的問(wèn)題礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)滿足了機(jī)械化采煤的需要,但這些系統(tǒng)均存在著控制功能差、通用性差、性能價(jià)格比低等問(wèn)題,這既不符合監(jiān)測(cè)與控制并重、硬件通用、軟件兼容、現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控與多媒體技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì),又滿足煤炭高產(chǎn)、高效、安全生產(chǎn)的需要.這主要在如下幾個(gè)方面：1現(xiàn)有礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)均針對(duì)某一監(jiān)控對(duì)象開(kāi)發(fā),其為單一的多參數(shù)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng),包括環(huán)境安全、軌道運(yùn)輸、帶式輸送、提升運(yùn)輸、供電系統(tǒng),從而造成硬件不通用、軟件不兼容、信道不共享、信息不共享.一個(gè)礦井要實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)測(cè)監(jiān)控,則需要裝備環(huán)境安全、軌道運(yùn)輸、帶式輸送、提升運(yùn)輸、供電系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、礦山壓力、煤與瓦斯突出、大型機(jī)電設(shè)備、健康狀況等數(shù)個(gè)互不兼容的監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng),從而造成設(shè)備重復(fù)投資、電纜重復(fù)敷設(shè)、維護(hù)人員增加,浪費(fèi)大量人力、物力和財(cái)力.2現(xiàn)有監(jiān)測(cè)礦井監(jiān)控系統(tǒng)均在同一技術(shù)水平上重復(fù)開(kāi)發(fā),若需進(jìn)行新領(lǐng)域的監(jiān)測(cè)監(jiān)控,又需重新開(kāi)發(fā),開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng),在開(kāi)發(fā)過(guò)程中浪費(fèi)大量的人力物力和財(cái)力.3現(xiàn)有礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)均沒(méi)有將數(shù)據(jù)、文字、聲音、圖像等多種媒體統(tǒng)一監(jiān)測(cè)、傳輸,難以提高信息的利用率.4現(xiàn)有礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)均沒(méi)有針對(duì)礦井機(jī)電一體化和一定監(jiān)控的功能,這主要表現(xiàn)在沒(méi)有用于機(jī)電一體化的、體積小、功能齊全的本質(zhì)安全型嵌入式職能監(jiān)控站和便攜式一起接入的移動(dòng)監(jiān)控網(wǎng).5現(xiàn)有礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的通信協(xié)議暈自我定義,互不兼容,沒(méi)有符合礦井電氣防爆等特殊要求的總線標(biāo)注,從而造成不同廠家的設(shè)備無(wú)法接入,無(wú)法共享傳輸電纜.6現(xiàn)有礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)均采用主從式傳輸.這種傳輸方式的可靠性受地面主站設(shè)備及主千電纜影響很大,當(dāng)?shù)孛嬷髡驹O(shè)備或主干電纜發(fā)生故障時(shí),將會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)癱瘓.當(dāng)該傳輸方式用于環(huán)境安全、軌道運(yùn)輸、帶式輸送、供電系統(tǒng)等單一方面監(jiān)控時(shí),一邊不回出現(xiàn)主站瓶頸效應(yīng)；當(dāng)用于全礦井多方面綜合監(jiān)控時(shí),由于信息量的增加,必然會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的主站瓶頸效應(yīng).雖然可以通過(guò)提高傳輸速度的方法來(lái)避免或減少瓶頸效應(yīng).但經(jīng)過(guò)理論分析和試驗(yàn)表明:采用礦用電纜,系統(tǒng)傳輸距離為10km時(shí),最大傳輸速率可為48007>現(xiàn)有礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)軟件均為某一特定系統(tǒng)開(kāi)發(fā),通用性差,難以滿足環(huán)境安全、軌道運(yùn)輸、帶式輸送、提升運(yùn)輸、供電系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、礦山壓力、火災(zāi)、水災(zāi)、煤與瓦斯突出、大型機(jī)電設(shè)備健康診斷等多方面綜合監(jiān)測(cè)監(jiān)控的需要.8>現(xiàn)有監(jiān)控分站均為某一監(jiān)控目的而開(kāi)發(fā),功能單一,用戶難以通過(guò)簡(jiǎn)單的操作實(shí)現(xiàn)環(huán)境安全、軌道運(yùn)輸、帶式輸送等多方面底層監(jiān)控目的.9>現(xiàn)有傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般采用星形結(jié)構(gòu)與監(jiān)控分站連接<除個(gè)別系統(tǒng)外>,這種結(jié)構(gòu)雖然可使用一根多芯電纜既給傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)供電,又傳遞信號(hào),但由于電纜復(fù)用率低,需鋪設(shè)大量的電纜,導(dǎo)致系統(tǒng)投資大,維護(hù)不便.10現(xiàn)有傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般需經(jīng)監(jiān)控分站接人系統(tǒng)〔個(gè)別除外>,這樣雖然便于監(jiān)控分站實(shí)現(xiàn)就地控制,但當(dāng)個(gè)別傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)距離監(jiān)控分站較遠(yuǎn)、距離系統(tǒng)電纜較近時(shí),就顯得十分不合理,既不便于系統(tǒng)維護(hù),又增加了系統(tǒng)電纜投資.11>現(xiàn)有傳感器輸出信號(hào)為模擬信號(hào)<頻率型、電流型和電壓型>和開(kāi)關(guān)量信號(hào),采用模擬信號(hào)和開(kāi)關(guān)量信號(hào)很難實(shí)現(xiàn)傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電纜多路復(fù)用.12>現(xiàn)有傳感器的電路均針對(duì)某一種傳感元件設(shè)計(jì),僅能實(shí)現(xiàn)標(biāo)校、顯示、聲光報(bào)警等基本功能,不能實(shí)現(xiàn)同一電路可以配接不同傳感元件<如監(jiān)測(cè)甲烷濃度的黑白元件,監(jiān)測(cè)溫度的半導(dǎo)體元件等>的功能,不便于用戶維護(hù).現(xiàn)有傳感器不能實(shí)現(xiàn)多參數(shù)監(jiān)測(cè).若研制多參數(shù)傳感器,如甲烷和風(fēng)速二參數(shù)傳感器,既能測(cè)出監(jiān)測(cè)點(diǎn)甲烷濃度,又可測(cè)出監(jiān)測(cè)點(diǎn)風(fēng)速,便于通風(fēng)調(diào)度;一氧化碳和溫度二參數(shù)傳感器,既能測(cè)出監(jiān)測(cè)點(diǎn)的一氧化碳濃度,又可測(cè)出監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度,便于監(jiān)測(cè)自然發(fā)火情況.這樣,可以減少傳感器的數(shù)量,降低設(shè)備成本,便于安裝與維護(hù).13控制功能<特別是地面遠(yuǎn)程控制功能>難以滿足減少井下危險(xiǎn)環(huán)境從業(yè)人員的需要.1.5我國(guó)煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)存在的問(wèn)題不規(guī)范由于現(xiàn)有廠家的監(jiān)控系統(tǒng)幾乎都采用各自專用通信協(xié)議,所以,很難找到兩個(gè)相互兼容的系統(tǒng).目前,信息傳輸系統(tǒng)的兼容性已成為裝備監(jiān)控系統(tǒng)的各集團(tuán)公司、礦井進(jìn)一步補(bǔ)套和擴(kuò)充系統(tǒng)功能的制約因素,主要是用戶在裝備了某廠家的系統(tǒng)后,在眾多型號(hào)、價(jià)格不同、功能各具特色的監(jiān)控系統(tǒng)的軟件、硬件〔如分站的補(bǔ)套以及服務(wù)等方面,就別無(wú)選擇地依賴于這個(gè)廠家.有些礦井為了安全生產(chǎn)的需要,在系統(tǒng)存在嚴(yán)重問(wèn)題和得不到技術(shù)服務(wù)的條件下,不得不廢棄原有系統(tǒng)而另選擇其他的系統(tǒng).因此,通信協(xié)議不規(guī)范的后果是造成設(shè)備重復(fù)購(gòu)置、系統(tǒng)補(bǔ)套受制于人和不能隨意進(jìn)行軟硬件升級(jí)改造.井下信息傳輸設(shè)備物理接口協(xié)議不規(guī)范井下信息傳輸設(shè)備物理接口協(xié)議不規(guī)范也是制約用戶進(jìn)一步補(bǔ)套和擴(kuò)充系統(tǒng)功能的關(guān)鍵因素.如KJF2000和KJ4/KJ2000系統(tǒng),盡管兩種系統(tǒng)均采用FSK技術(shù),以及信息傳輸波特率均為1200bps或2400bps,但其傳輸信息的調(diào)制頻率不同和傳輸信息的收發(fā)電壓幅值不同也造成這兩種系統(tǒng)的分站不能兼容.傳感器等質(zhì)量不過(guò)關(guān)與監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)配接的甲烷傳感器已成為礦井瓦斯綜合治理和災(zāi)害預(yù)測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)裝備,并越來(lái)越受到使用單位和研究人員的普遍重視.據(jù)統(tǒng)計(jì),國(guó)產(chǎn)安全檢測(cè)用甲烷傳感器幾乎全部采用載體催化元件,然而,長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)載體催化元件一直存在使用壽命短、工作穩(wěn)定性差和調(diào)校期頻繁的缺點(diǎn),嚴(yán)重制約著礦井瓦斯的正常檢測(cè),與國(guó)外同類傳感器比較差距較大.主要問(wèn)題是：①抗高濃沖擊性能差.在巷道瓦斯涌出量大的情況下元件激活.反復(fù)作用的結(jié)果造成零點(diǎn)漂移并使其催化性能下降,抗高濃沖擊性能差是造成元件使用壽命低、穩(wěn)定性差的主要原因；②對(duì)過(guò)分追求低功耗的元件,在礦井高濕度環(huán)境條件下,CH4在元件表面燃燒生成的水蒸氣易于凝結(jié)在元件表面,降低元件使用壽命；③抗中毒性能差；④載體催化元件制作工藝水低,元件一致性差.現(xiàn)場(chǎng)管理和維護(hù)水平有待于加強(qiáng)盡管國(guó)家和各省、地、市煤炭管理部門強(qiáng)制性要求各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng),并加大了對(duì)礦井安全生產(chǎn)的管理力度,但一些地方國(guó)有煤礦,特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)小煤礦,多數(shù)由于缺乏專業(yè)技術(shù)人員而不能正常使用和維護(hù)已裝備的系統(tǒng),甚至對(duì)系統(tǒng)配接的傳感器根本不進(jìn)行調(diào)校.市場(chǎng)秩序亟待規(guī)范大大小小的系統(tǒng)生產(chǎn)廠家的不斷出現(xiàn),無(wú)疑存在著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)條件下初級(jí)階段的惡性競(jìng)爭(zhēng),其結(jié)果是不僅損壞了廠家的利益,而且由于導(dǎo)致生產(chǎn)企業(yè)的系統(tǒng)研發(fā)后勁不足、技術(shù)支持能力降低,最終將影響產(chǎn)品用戶的正常使用.此外,由于煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)涉及計(jì)算機(jī)的軟硬件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化管理技術(shù)、系統(tǒng)傳輸設(shè)備的軟硬件技術(shù)、各種傳感器技術(shù)、系統(tǒng)的完善和升級(jí)改造技術(shù)、技術(shù)支持和服務(wù)能力等綜合性技術(shù).因此,在選擇某種系統(tǒng)時(shí)必須特別強(qiáng)調(diào)廠家的企業(yè)規(guī)模、研發(fā)能力、系統(tǒng)的技術(shù)水平和技術(shù)支持能力等.1.6發(fā)展趨勢(shì)a.系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控,而且在軟件技術(shù)上應(yīng)研究開(kāi)發(fā)能根據(jù)被監(jiān)測(cè)環(huán)境地點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)行有效的危險(xiǎn)性判別、分析和提出專家決策方案.同時(shí)系統(tǒng)應(yīng)用軟件應(yīng)向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展,按統(tǒng)一的格式向外提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù).b.針對(duì)通信協(xié)議不規(guī)范和傳輸設(shè)備物理層協(xié)議不規(guī)范盡,應(yīng)盡快尋找一種解決系統(tǒng)兼容性的途徑或制定相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),這對(duì)促進(jìn)礦井監(jiān)控技術(shù)發(fā)展和系統(tǒng)的推廣應(yīng)用均具有十分重要的意義;c.研制高可靠性瓦斯傳感器；d.礦井瓦斯爆炸多半是由電氣火災(zāi)引起的,因此應(yīng)研制智能化的高壓開(kāi)關(guān)柜、高壓真空饋電開(kāi)關(guān)、低壓真空饋電開(kāi)關(guān)等,依此向系統(tǒng)提供多參數(shù)的信息,如電流、電壓、單相/三相漏電電流、開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)、開(kāi)關(guān)機(jī)械/電氣閉鎖狀態(tài)等；e.制定科學(xué)、合理的政策法規(guī),研究提高煤礦安全管理水平的管理技術(shù),使我國(guó)的煤礦安全生產(chǎn)管理從以人治為主,發(fā)展到以法治理.當(dāng)前,煤礦開(kāi)采正在向高產(chǎn)高效和集約化方向發(fā)展.全礦井的生產(chǎn)自動(dòng)化、管理信息化技術(shù)在一些現(xiàn)代化礦井得到越來(lái)越多的應(yīng)用,使礦井在"采、掘、運(yùn)、風(fēng)；水、電、安全"等生產(chǎn)環(huán)節(jié)和管理環(huán)節(jié)逐步實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化與管理信息化.為此,國(guó)內(nèi)技術(shù)力量強(qiáng)的廠家都在開(kāi)發(fā)新型的工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)加現(xiàn)場(chǎng)總線煤礦綜合監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng),并在一些大型現(xiàn)代化煤礦得到了實(shí)際推廣應(yīng)用,使監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)性能躍上了新的臺(tái)階,也代表了國(guó)內(nèi)煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì).第二章礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征2.1礦區(qū)概況井田位于XX省紅興隆農(nóng)墾管理局二九一農(nóng)場(chǎng)管轄境內(nèi),井田面積46.37平方公里.本井田地處三江平原之上,煤系地層均被第四系松散層覆蓋,地形平坦,地面標(biāo)高一般為66—70M.井田內(nèi)無(wú)較大河流,僅有縱橫交錯(cuò)的農(nóng)灌排澇溝.松花江在井田北約35KM處通過(guò).20年一遇最高洪水位為+67.3m,百年一遇洪水位為+67.51m.本井田氣候?qū)俸疁貛Т箨懶詺夂?冬季嚴(yán)寒,夏季溫?zé)?平均最低氣溫-23.9℃,平均最高氣溫23.9℃；年降水量為325.7—6923mm,年蒸發(fā)為1015.2—1733.2mm,年平均相對(duì)濕度為61—71%；冬季多西北風(fēng)；凍結(jié)期為每年11月到次年4月,最大凍結(jié)深度為1.55—開(kāi)拓方式為采用立井、一個(gè)水平、上下山開(kāi)采、主要石門、分組大巷開(kāi)拓方式.主井井深645.12米,井筒直徑5.5米,安設(shè)16噸箕斗2個(gè),往復(fù)提升.每小時(shí)可提煤400噸.副井井深595米,井筒直徑6.5米,用于提矸和升降人員、設(shè)備、材料及入風(fēng).風(fēng)井井深礦區(qū)內(nèi)以農(nóng)業(yè)為主要經(jīng)濟(jì)形式,工業(yè)基礎(chǔ)薄弱,主要農(nóng)作物有小麥,大豆,玉米等.除煤礦以外,礦區(qū)尚有機(jī)修廠、木材廠、磚瓦廠、糧食加工廠等為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的工廠.本井田以南為已有70多年歷史的雙鴨山礦區(qū).雙鴨山礦物局有9對(duì)生產(chǎn)礦井,設(shè)計(jì)總能力為8.34Mt/a,本井田所屬的東榮礦區(qū)共分為四個(gè)井田,總體設(shè)計(jì)規(guī)模為5.1Mt/a,其中東榮二礦已于1995年底投產(chǎn).2.2井田地質(zhì)特征地質(zhì)構(gòu)造：〔一地層?xùn)|榮三礦位于集賢煤田的東南部,為一全隱蔽區(qū).區(qū)內(nèi)地層系統(tǒng)簡(jiǎn)單,發(fā)育有下元古界麻山群、古生界泥盆系中統(tǒng)、中生界侏羅系上統(tǒng)、新生界第三系上新統(tǒng)和第四系.其中侏羅系上統(tǒng)最大地層厚度大雨2400M.〔二構(gòu)造由于受東西向壓應(yīng)力的作用及新華夏構(gòu)造體系的改造,使盆地形成了系列的軸向北北動(dòng)的富錦、XX等相間排列的隆起帶與拗陷帶,同時(shí)產(chǎn)生了不同序次和不同方向的斷裂構(gòu)造.井田內(nèi)主體部分,走向近南北,傾角一般15度—25度,局部地段受基底斷裂影響形成急傾斜帶.煤層及煤質(zhì)井田煤層賦存于朱羅系城子河組,含煤63層,煤層總厚31.43m.其中可采煤層10層,平均厚度2.49m,16號(hào)和30號(hào)煤層為主采煤層.井田內(nèi)各煤層觸16煤層底板為含炭粉砂巖與炭質(zhì)泥巖外,其它各煤層頂、底板均為各級(jí)砂巖與粉、細(xì)砂巖互層.自然轉(zhuǎn)臺(tái)下的巖石抗壓強(qiáng)度頂板為38.4—168.2Mpa,底板為41.7—215.7Mpa.全井煤層以低—中灰、特低硫、中—低磷、高揮發(fā)分、富焦油—高焦油、極易選—極難選、高發(fā)熱量、弱粘結(jié)性—中等粘結(jié)性的氣煤為主,少量長(zhǎng)焰煤和弱粘結(jié)煤.可以作為動(dòng)力和煉焦配煤.井田為全隱蔽區(qū),井田內(nèi)以下不對(duì)稱的寬緩的向、背斜構(gòu)造為主體,同時(shí)發(fā)育較多的斷層,伴有少量的巖漿巖活動(dòng),煤層層數(shù)多,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單至復(fù)雜,主要煤層厚度較穩(wěn)定.因此,按二類二型布置勘探工程,同時(shí)運(yùn)用鉆探、地震、測(cè)井相結(jié)合的綜合勘探方法.第三章安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置要求3.1礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的分類及組成礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)是由單一功能的甲烷監(jiān)測(cè)、就地?cái)嚯娍刂频耐咚惯b測(cè)系統(tǒng)和簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)模擬調(diào)度系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)的:由于早期的系統(tǒng)監(jiān)測(cè)參數(shù)單一、監(jiān)測(cè)容量小、電纜用量大,難以滿足煤礦安全生產(chǎn)的需要.隨著采煤機(jī)械化程度的提高和傳感器技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息傳輸技術(shù)的發(fā)展,礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)已由早期的單一參數(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展為多參數(shù)單方面監(jiān)控系統(tǒng).3.1.1礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)可按監(jiān)控系統(tǒng)的使用環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等多種方式分類,按監(jiān)測(cè)監(jiān)控目的可分為環(huán)境安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、軌道運(yùn)輸監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、帶式輸送監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、提升運(yùn)輸監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、供電監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、排水監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、瓦斯抽放監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、人員位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、礦山壓力監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、水災(zāi)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、煤與瓦斯突出監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、大型機(jī)電設(shè)備健康狀況監(jiān)控系統(tǒng)等.〔1環(huán)境安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要用來(lái)監(jiān)測(cè)甲烷濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、硫化氫濃度、風(fēng)速、負(fù)壓、濕度、風(fēng)門狀態(tài)、風(fēng)窗狀態(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)停等,并實(shí)現(xiàn)甲烷濃度超限聲光報(bào)警、斷電和風(fēng)電閉鎖控制等.〔2軌道運(yùn)輸監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要用來(lái)監(jiān)測(cè)信號(hào)機(jī)狀態(tài)、電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)狀態(tài)、機(jī)車位置、機(jī)車編號(hào)、運(yùn)行方向、運(yùn)行速度、車皮數(shù)、空〔重車皮數(shù)等,并實(shí)現(xiàn)信號(hào)機(jī)、電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)閉鎖控制、地面遠(yuǎn)程調(diào)度與控制等.〔3帶式輸送監(jiān)測(cè)監(jiān)控主要用來(lái)監(jiān)測(cè)皮帶速度、軸溫、煙霧、堆煤、橫向撕裂、縱向撕裂、跑偏、打滑、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、煤倉(cāng)煤位等,井實(shí)現(xiàn)順煤流啟動(dòng)、逆煤流停止、閉鎖控制和安全保護(hù).地面遠(yuǎn)程調(diào)度與控制、皮帶火災(zāi)監(jiān)測(cè)與控制等.〔4提升運(yùn)輸監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要用來(lái)檢測(cè)罐籠位置、速度、安全門狀態(tài)、搖臺(tái)狀態(tài)、阻車器狀態(tài)等,并實(shí)現(xiàn)推車、補(bǔ)車、提升閉鎖控制等.〔5供電監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要用來(lái)檢測(cè)電網(wǎng)電壓、電流、功率、功率因數(shù),饋電開(kāi)關(guān)狀態(tài),電網(wǎng)絕緣狀態(tài)等,并實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)、饋電開(kāi)關(guān)閉鎖控制、地面遠(yuǎn)程控制等.〔6排水監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要用來(lái)檢測(cè)水倉(cāng)水位、水泵工作電壓、電流、功率,閥門狀態(tài),流量、壓力等,并實(shí)現(xiàn)閥門開(kāi)關(guān)、水泵開(kāi)停控制,地面遠(yuǎn)程控制等.〔7火災(zāi)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要用來(lái)監(jiān)測(cè)一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、溫度、壓差、煙霧等,并通過(guò)風(fēng)門、風(fēng)窗控制,實(shí)現(xiàn)均壓滅火控制、制氮與注氮控制等.〔8瓦斯抽放監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要用來(lái)監(jiān)測(cè)甲烷濃度、壓力、流量、溫度、抽放泵狀態(tài)等,并實(shí)現(xiàn)甲烷超限聲光報(bào)警、抽放泵和閥門控制等.〔9人員位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要用來(lái)監(jiān)測(cè)井下人員位置、滯留時(shí)間、個(gè)人信息等.〔10礦山壓力監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要用來(lái)監(jiān)測(cè)地音,頂板位移、位移速度、位移加速度,紅外發(fā)射、電磁發(fā)射等,并實(shí)現(xiàn)礦山壓力預(yù)報(bào).〔11煤與瓦斯突出監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要用來(lái)監(jiān)測(cè)煤巖體聲發(fā)射、瓦斯涌出量、工作面煤壁溫度、紅外發(fā)射、電磁發(fā)射等,并實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯突出預(yù)報(bào).〔12大型機(jī)電設(shè)備健康狀況監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要用來(lái)監(jiān)測(cè)機(jī)械振動(dòng)、溫升、油質(zhì)污染等,并實(shí)現(xiàn)故障診斷.礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)按使用環(huán)境可分為防爆型、礦用一般型、地面普通型和復(fù)合型等系統(tǒng).按采用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分星形、環(huán)形、樹(shù)形、總線型和復(fù)合型等系統(tǒng).3.1.3礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要由傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、監(jiān)控分站、電源箱〔或電控箱、主站〔或傳輸接口、主機(jī)〔含顯示器、打印機(jī)、模擬盤、多屏幕、LYS電源、遠(yuǎn)程終端、網(wǎng)絡(luò)接口電纜和接線盒等組成.〔1傳感器將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào),經(jīng)3芯或4芯礦用電纜<其中,1芯用作地線、t芯用作信號(hào)線、1芯用作分站向傳感器供電>與分站相連,并具有顯示和聲光報(bào)警功能<有些傳感器沒(méi)有顯示或聲光報(bào)警>.〔2執(zhí)行機(jī)構(gòu)<含聲光報(bào)警及顯示設(shè)備>將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為被控物理量,使用礦用電纜與分站相連.〔3監(jiān)控分站接收來(lái)自傳感器的信號(hào),并按預(yù)先約定的復(fù)用方式<時(shí)分制或頻分制等>遠(yuǎn)距離傳送給主站<或傳輸接日>,同時(shí)接收來(lái)自主站的<或傳輸接口>多路復(fù)用信號(hào)<時(shí)分制或頻分制>:監(jiān)控分站還具有線性校正、超限判別、邏輯運(yùn)算等簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理能力,對(duì)傳感器輸入的信號(hào)和主站<或傳輸接口>傳輸來(lái)的信號(hào)進(jìn)行處理,控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作.傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)距監(jiān)控分站的最大傳輸距離一般不大于2km;因此,一般采用星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)<1個(gè)傳感器或1個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用1根電纜與分站相連>單向模擬傳輸.監(jiān)控分站至主站之間最大傳輸距離達(dá)10km為減少電纜用量、降低系統(tǒng)電纜投資、便于安裝維護(hù)、提高系統(tǒng)可靠性,通常采用2芯<用于單工或單向>、3芯或4芯<用于雙向>礦用信號(hào)電纜,時(shí)分制或頻分制多路復(fù)用<有的系統(tǒng)采用碼分制>;采用樹(shù)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或樹(shù)形與星形混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),串行數(shù)字傳輸<基帶傳輸或頻帶傳輸,異步傳輸或同步傳輸>.<4>電源箱將井下交流電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需的本質(zhì)安全型直流電源,并具有維持電網(wǎng)停電后正常供電不小于7h的蓄電池.<5>主站<或傳輸接口>接收監(jiān)控分站遠(yuǎn)距離發(fā)送的信號(hào),并送主機(jī)處理;接收主機(jī)信號(hào),并送相應(yīng)監(jiān)控分站.主站<或傳輸接口>主要完成地面非本質(zhì)安全型電器設(shè)備與井下本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的隔離、控制監(jiān)控分站的發(fā)送與接收、多路復(fù)用信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)、系統(tǒng)自檢等功能.<6>主機(jī)一般選用工控微型計(jì)算機(jī)或普通臺(tái)式微型計(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)、磁盤存儲(chǔ)、顯示、聲光報(bào)警、人機(jī)對(duì)話、輸出控制、控制打印輸出、與管理網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接等.<7>投影儀、模擬盤、大屏幕、多屏幕、電視墻等用來(lái)擴(kuò)大顯示面積,以便于在調(diào)度室遠(yuǎn)距離觀察.<8>管理工作站或遠(yuǎn)程終端一般設(shè)置在礦長(zhǎng)及總工辦公室,以便隨時(shí)了解礦井安全及生產(chǎn)狀況.<9>數(shù)據(jù)服務(wù)器是主機(jī)與管理工作站及網(wǎng)絡(luò)其他用戶交換監(jiān)控信息的集散地.<10>路由器企業(yè)網(wǎng)到互聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備.礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)特征<1>傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與監(jiān)控分站相連,單向模擬傳輸.〔2監(jiān)控分站至主站間采用樹(shù)形、環(huán)形或樹(shù)形與星形混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),多路復(fù)用<時(shí)分復(fù)用、頻分復(fù)用或碼分復(fù)用>、單工或雙工<個(gè)別系統(tǒng)采用單工>、串行數(shù)字傳輸或頻帶傳輸、異步傳輸或同步傳輸.〔3采用微型計(jì)算機(jī)<含單片機(jī)>、大規(guī)模集成電路、固態(tài)繼電器及大功率電力電子器件、投影儀、大屏幕、模擬盤、多屏幕、電視墻等.具有彩色顯示、磁盤記錄、打印報(bào)表、聯(lián)網(wǎng)等功能.系統(tǒng)功能①監(jiān)測(cè)礦井狀態(tài)對(duì)整個(gè)礦井系統(tǒng)中的各種狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè).例如檢測(cè)甲烷、風(fēng)速、煙霧、溫度、煤塵等環(huán)境參數(shù);煤倉(cāng)煤位水倉(cāng)水位、各種機(jī)電設(shè)備開(kāi)停等生產(chǎn)參數(shù);電壓、電流功率等電力系統(tǒng)參數(shù);帶速、軸承溫度等設(shè)備的上作狀態(tài).②環(huán)境參數(shù)超限報(bào)警和自動(dòng)控制功能當(dāng)某些環(huán)境參數(shù)超限時(shí)會(huì)報(bào)警,并進(jìn)行諸如斷電等一些安全操作.為防}卜系統(tǒng)主機(jī)和電纜發(fā)生故障時(shí),無(wú)法實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)超限報(bào)警、斷電等操作,斷電等控制功能由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備完成.所以即使主機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備沒(méi)能正常通訊,現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備仍保證能正確實(shí)現(xiàn)上述全部的控制功能.③手動(dòng)遙控?cái)嚯?、通電功能?dāng)瓦斯超限或者其它重要的環(huán)境指標(biāo)超標(biāo)時(shí),控制中心的值班人員可通過(guò)系統(tǒng)切斷有關(guān)Ix:域的電源,待瓦斯?jié)舛然蛘咂渌匾h(huán)境指標(biāo)恢復(fù)正常后,控制中心的值班人員可通過(guò)系統(tǒng)遙控使有關(guān)Ix:域重新通電.④自檢功能當(dāng)系統(tǒng)中傳感器、分站、轉(zhuǎn)接板、傳輸電纜等設(shè)備發(fā)生故障時(shí),能報(bào)警并記錄故障發(fā)生的時(shí)間、發(fā)生故障的設(shè)備,以供查詢及打印.當(dāng)系統(tǒng)中的主計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障不能正常上作時(shí),接口板會(huì)檢測(cè)出來(lái),同時(shí)啟動(dòng)備份計(jì)算機(jī),使其進(jìn)入正常上作狀態(tài).⑤數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)分為兩部分,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和設(shè)置數(shù)據(jù).實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)主要為各監(jiān)測(cè)對(duì)象的值或狀態(tài),包括:a甲烷、風(fēng)速等重要參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值,以及這些參數(shù)值的統(tǒng)計(jì)值；b報(bào)警及解除報(bào)警時(shí)間及狀態(tài)；c斷電、復(fù)電時(shí)間及狀態(tài)；d設(shè)備開(kāi)、停時(shí)間及狀態(tài)；e設(shè)備故障、恢復(fù)正常上作時(shí)間及狀態(tài)等.設(shè)置數(shù)據(jù)主要為一些相關(guān)設(shè)備的初始化數(shù)據(jù)、控制方式等,和一些系統(tǒng)用戶的信息.⑥列表顯示功能對(duì)于系統(tǒng)中各個(gè)指標(biāo)的模擬量,以及各個(gè)控制的開(kāi)關(guān)量,在主計(jì)算機(jī)的軟件中,都可以用列表等顯示出來(lái).⑦模擬量實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線顯示功能對(duì)于當(dāng)前系統(tǒng)中的一些部件的上作狀態(tài)的模擬量,會(huì)生成實(shí)時(shí)曲線,以便于用戶的實(shí)時(shí)檢測(cè).同時(shí)這些采集到的值,也會(huì)保存起來(lái),后而可以根據(jù)用戶的要求生成某個(gè)時(shí)段上的歷史曲線.分布信息和工作狀態(tài)顯示根據(jù)實(shí)際的地理分布情況,在系統(tǒng)中建立模擬地圖,地圖中的功能點(diǎn)都是可以局部放大的.每個(gè)局部的放大圖有該功能Ix:域上的名稱、上作狀態(tài)和模擬的運(yùn)作情況.這些功能點(diǎn)大可是一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu),小可是一個(gè)傳感器、分站電控箱等.⑧統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)對(duì)于各種保存的數(shù)據(jù),可以按特定的要求進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)分析.并將結(jié)果生成報(bào)表、曲線圖、柱狀圖、餅圖等,同時(shí)也可以將生成的這些結(jié)果打印出來(lái).⑨短信報(bào)警、檢測(cè)功能當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到有報(bào)警情況時(shí),可以跟據(jù)用戶的設(shè)置,把的警情發(fā)送到相關(guān)的負(fù)責(zé)人的手機(jī)上.通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的設(shè)置用戶也可以定時(shí)將某些重要的參數(shù)的實(shí)時(shí)采集值發(fā)送到特定人員的手機(jī)上.3.4煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)選型3.4.13監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淅碚?綜合煤礦各類監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可歸納為如下3類:3.1星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是監(jiān)控系統(tǒng)的各組成部分均以星型方式連接,它以地面主站為中心,通過(guò)信道與分站構(gòu)成星形,井下分站連接各測(cè)點(diǎn)傳感器.該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)適用于測(cè)點(diǎn)較少,沒(méi)有控制要求的小型監(jiān)測(cè)系統(tǒng),具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于集中管理,傳輸誤差低,可靠性高的優(yōu)點(diǎn).缺點(diǎn)是所有的原始數(shù)據(jù)都必須傳輸?shù)降孛嬷髡具M(jìn)行處理,造成負(fù)擔(dān)太重,同時(shí)主站出現(xiàn)故障,將影響系統(tǒng)的正常使用.這種結(jié)構(gòu)的典型監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有:XX的AU-1型、波蘭的CMM一20型、法國(guó)的CTT63/40型及前西德的TF-200型等.3.2樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是星型結(jié)構(gòu)的變形,屬分級(jí)管理網(wǎng)絡(luò),分級(jí)的級(jí)數(shù)根據(jù)實(shí)際情況而定,每一級(jí)又構(gòu)成星型網(wǎng)絡(luò).<1>總體結(jié)構(gòu)中增設(shè)了了系統(tǒng),了系統(tǒng)可以獨(dú)立工作,即一級(jí)分站對(duì)它所管轄的分站進(jìn)行獨(dú)立的信息傳輸,這樣,各分站可以接在了系統(tǒng)中<二級(jí)串行總線>,也可以接在總系統(tǒng)<一級(jí)串行總線>中.<2>提高了整個(gè)系統(tǒng)工作的可靠性.因?yàn)槿魏我粋€(gè)了系統(tǒng)都能獨(dú)立工作,主站的故障不會(huì)影響到了系統(tǒng)的正常運(yùn)行,反之亦然;了系統(tǒng)之問(wèn)亦能隔離,均不影響.如:對(duì)集中或較集中的大型設(shè)備立監(jiān)控了系統(tǒng),即對(duì)煤礦的主要工作過(guò)程<供電系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等>進(jìn)行監(jiān)控,這些了系統(tǒng)有獨(dú)立工作能力,同時(shí)又可與地面進(jìn)行通訊;對(duì)分散的信息,可在相對(duì)集中的地點(diǎn)設(shè)分站,這些分站能與了系統(tǒng)或主站通訊.<3>提高了關(guān)鍵信息的傳輸速率,減輕了主站負(fù)擔(dān).了系統(tǒng)將原始信息處理后,只將關(guān)鍵信息發(fā)送到主站就可以了.對(duì)設(shè)備的控制命令,如不設(shè)了系統(tǒng),所有的指令均由主站發(fā)出,而串行傳輸速度隨信息量的增加而降低,顯然會(huì)影響數(shù)據(jù)的采集和設(shè)備的實(shí)時(shí)控制.而設(shè)置一級(jí)了系統(tǒng)可以對(duì)它管轄的設(shè)備直接發(fā)布控制指令,及時(shí)控制設(shè)備的工作狀況.<4>增加了現(xiàn)場(chǎng)裝備的靈活性,煤礦可根據(jù)礦井條件和資金情況,先裝備了系統(tǒng),有條件時(shí)再配置整個(gè)系統(tǒng),反之,也可先裝備一套全礦井的大系統(tǒng),以后再根據(jù)生產(chǎn)需要及現(xiàn)代化管理的要求增設(shè)了系統(tǒng).這種結(jié)構(gòu)的典型監(jiān)控系統(tǒng)有:XX自動(dòng)化研究所研制的ICJ-2,ICJ-l0系統(tǒng)等,英國(guó)的MINOS系統(tǒng),美國(guó)的DAN6400系統(tǒng)等均屬此類.3.3復(fù)合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)該網(wǎng)絡(luò)是利用總線結(jié)構(gòu)和星型結(jié)構(gòu)或樹(shù)型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要組合成新型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu).典型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是NOVELL總線和星型網(wǎng)絡(luò)組成的復(fù)合網(wǎng),其邏輯結(jié)構(gòu)如圖3.其特點(diǎn)：<1>安裝靈活、節(jié)省電纜、搬家和維護(hù)方便.所有的傳感器都可以就地掛接方式與干線連接,解決了傳感器傳輸電纜長(zhǎng)度問(wèn)題;傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是傳感器離開(kāi)了分站就不能在系統(tǒng)中工作,所有傳感器必須經(jīng)過(guò)分站進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)化,蜘蛛網(wǎng)狀的電纜及傳感器分布,使得分站很難搬家,只要有監(jiān)控的地方,哪怕是有一個(gè)測(cè)點(diǎn)也必須設(shè)立一個(gè)分站,造成了資金及設(shè)備的浪費(fèi).<2>增加了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性.由于采用了以干線為主、分站為輔的網(wǎng)絡(luò)形式,兼分站可有可無(wú)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)通過(guò)干線串行向主站傳輸,減少巡檢周期,增加了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性及信號(hào)傳輸速率.<3>配置靈活,功能齊全,網(wǎng)絡(luò)規(guī)?？纱罂尚?該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式在發(fā)展了傳感器可以直接干線及提高傳輸速度的基礎(chǔ)上,采用智能傳感、智能監(jiān)控分站即區(qū)域控制器,前者用在單一控制處,例如:瓦斯超限報(bào)警及斷電,水位超限停泵,煤倉(cāng)煤位超限皮帶停止運(yùn)轉(zhuǎn)等簡(jiǎn)單控制;后者用于復(fù)雜控制,例如:設(shè)備鎖控制,順序控制等,兩者都可不受地面主機(jī)故障的影響,這樣,我們就可以根據(jù)需要來(lái)選用智能傳感器或控制智能監(jiān)控分站.對(duì)那些不需控制的測(cè)量點(diǎn)傳感器則直接與干線或了干線連接.這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的典型監(jiān)控系統(tǒng)有:天津福深康斯培克公司生產(chǎn)的森透里昂190型,森透里昂400型及600型等系列產(chǎn)品.監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備布置一、電纜鋪設(shè)要點(diǎn)及注意事項(xiàng)1電纜的選用及使用要點(diǎn)<1>從"調(diào)度監(jiān)控室"到井筒<豎井>之間如果距離很長(zhǎng),可先用MHY32<1×4>主傳輸電纜<又稱信號(hào)電纜>；假如其間距離不是很長(zhǎng),則用MHYBV<1x4>的鋼絲愷裝井筒電纜,一直延續(xù)到井下比較干燥<無(wú)水滴、空氣流通好>的環(huán)境,然后用絕緣膠布帶將線頭封固.〔2提升井筒<豎井>的電纜線在放到位后,必須將該電纜固定到井筒壁<或相關(guān)的設(shè)施>上,以防長(zhǎng)時(shí)間垂掛將電纜線拉斷.〔3井下的巷道呈斜坡<<450>或平巷時(shí),一律選用MHY32<1×4>主傳輸電纜：〔4監(jiān)控分站〔包括分站供電電源>的出線部分一律先用MHYVR<1×4>傳感器專用電纜<又名"通信電纜">,如果傳感器本身帶有電纜,則用本安二通接線盒將各個(gè)線頭對(duì)應(yīng)連接.2.注意事項(xiàng)〔1電腦網(wǎng)絡(luò)線路布置依照普通聯(lián)機(jī)的布線方法；〔2信號(hào)傳輸電纜與動(dòng)力電纜分道走線；即使無(wú)法分離,最近間距需大于或等于1m；〔3信號(hào)傳輸電纜盡量選用四芯,以便將其余兩根線作為屏蔽層使用,所有電纜的屏蔽層盡量擰接在一起；〔4傳輸設(shè)施一定要采用動(dòng)力線纜和動(dòng)力電器設(shè)備；〔5高壓及所有非本安設(shè)備的接線盒一定要做到線頭與外界隔離,且所有含電路的設(shè)備應(yīng)盡量安放在遠(yuǎn)離滴水、通風(fēng)良好、空氣濕度低、溫度適宜的環(huán)境中.二、調(diào)度監(jiān)控室的布置〔1地面盡量用"抗靜電"材料的地板鋪設(shè)；〔2各種電線電纜不許擰絞在一起—尤其是信號(hào)傳輸電纜；〔3現(xiàn)場(chǎng)220V線路的布線必須先出草圖；〔4整個(gè)系統(tǒng)要求單點(diǎn)接地,即從機(jī)房引出地線,并且連接到室外的地線坑,且不允許與其他設(shè)備共用地線.三、系統(tǒng)接地裝置施工方法在距離建筑物基部不小于3m的地方挖掘方圓2m×2m×2m的土坑,底部勻撒5kg～10kg非加碘食鹽<工業(yè)用鹽也可>,將一層銅質(zhì)絲網(wǎng)平鋪于食鹽之上<銅網(wǎng)上預(yù)先連接好接地線>,然后取土掩埋30cm～40cm,用水澆透后再撒5kg～10kg食鹽,加30cm～40cm土后澆水,最上方留四、傳感器布置1.傳感器的布置要求由于甲烷的密度小于空氣,一般巷道上方的甲烷濃度大于下方.因此傳感器的布置的總體要求是：〔1甲烷傳感器安置在粉塵較少的環(huán)境,且距離煤壁不小于300mm,距頂板不得大于300mm,距巷道測(cè)壁不得小于〔2風(fēng)速傳感器安置于巷徑均勻、風(fēng)速均勻、空氣溫度不大的環(huán)境中,且風(fēng)速傳感器進(jìn)風(fēng)口距離巷道頂部約為25cm～35cm之間.〔3溫度傳感器在巷道中可隨意放置或溫度偏高的煤壁附近.〔4所有傳感器的安放、設(shè)置、調(diào)校均以該產(chǎn)品的使用說(shuō)明書(shū)為準(zhǔn).2傳感器在工作面的布置1>采謀工作面甲烷傳感器的設(shè)置為及時(shí)監(jiān)控采煤工作面的甲烷濃度變化情況,低瓦斯、高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井都必須在工作面和回風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器：高瓦斯和煤<巖>與瓦斯突出礦井的采煤工作面仁隅角必須設(shè)置甲烷傳感器.低瓦斯、高瓦斯礦并的采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷甲烷濃度一般較低.因此,工作面甲烷傳感器和回風(fēng)巷甲烷傳感器的斷電范圍為工作面和回風(fēng)巷：當(dāng)煤<巖>與瓦斯突出時(shí),瓦斯在突出的壓力下會(huì)逆風(fēng)涌人進(jìn)風(fēng)巷,如果煤<巖>與瓦斯突出礦井采煤上作面甲烷傳感器不能控制其進(jìn)風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全設(shè)備,則必須在進(jìn)風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器.采煤工作面采用串聯(lián)通風(fēng)時(shí),被串聯(lián)的工作面的進(jìn)風(fēng)巷必須設(shè)置甲烷傳感器.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.2>長(zhǎng)壁采煤工牛面甲烷傳感器的布置如圖l-4所示,對(duì)U型通風(fēng)方式的采煤丁作面,低瓦斯、高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井都必須在工作面設(shè)置甲烷傳感器Tl,在工作面回風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器T2；高瓦斯和煤<巖>與瓦斯突出礦井的采煤工作面上隅角必須設(shè)置甲烷傳感器T0；若煤<巖>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),被串聯(lián)的工作面的進(jìn)風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器T4.對(duì)Z型、Y型、H型、W型和雙Z型通風(fēng)方式的采煤土作面,甲烷傳感器的設(shè)置參照上述規(guī)定執(zhí)行,如圖1-5～圖1-9所示<3>采用兩條巷道回風(fēng)的采煤工作面甲烷傳感器設(shè)置如圖1-10所示,甲烷傳感器T0,T1,T2,T3和T4的設(shè)置方法和U型通風(fēng)方式一致；在工作面混合回風(fēng)流處設(shè)置甲烷傳感器T5,在第二條回風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器T6、T7.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)巷一致.4>有專用排瓦斯巷的采煤工作面甲烷傳感器設(shè)置甲烷傳感器T0,T1,T2,T3和T4的設(shè)置同圖1-4一圖1-9所示,在專用排瓦斯巷設(shè)置甲烷傳感器幾,在工作面混合回風(fēng)流處設(shè)置甲烷傳感器幾,如圖1-11〔a>,<b>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10005非長(zhǎng)壁式采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置非長(zhǎng)壁式采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置可參照上述規(guī)定及圖1-4～圖1-11所行.但低瓦斯礦井的采煤工作面至少設(shè)置1個(gè)甲烷傳感器,高瓦斯礦井的采煤工作面至少設(shè)置2個(gè)甲烷傳感器.2.掘進(jìn)工作面甲烷傳感器的設(shè)置①瓦斯礦井的煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出巖巷的掘進(jìn)工作面甲烷傳感器的設(shè)置如圖1-12所示,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)流中甲烷傳感器T2；采用串聯(lián)通風(fēng)的掘進(jìn)工作面,必須在串聯(lián)工作面局部通風(fēng)機(jī)前,沒(méi)進(jìn)工作面進(jìn)風(fēng)流甲烷傳感器T3.②高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井雙巷掘進(jìn)工作面甲烷傳感器的設(shè)置如圖1-13所示,在掘進(jìn)工作面及回風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器T1和T2;工作面混合回風(fēng)流處設(shè)置甲烷傳感器T5.3>高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井的掘進(jìn)工作面甲燒傳感器布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1000m4>對(duì)掘進(jìn)機(jī)的要求掘進(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.其他位蓋甲烷傳感器設(shè)置<1>采區(qū)回風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷、一個(gè)水平的回風(fēng)巷及總回風(fēng)巷的測(cè)風(fēng)部設(shè)置甲烷傳感器.<2>設(shè)在回風(fēng)流中的機(jī)電酮室進(jìn)風(fēng)測(cè)必須設(shè)置甲烷傳感器,如圖1-14所示.<3>使用架線電機(jī)車的主要運(yùn)輸巷道內(nèi),裝煤點(diǎn)處必須設(shè)置甲烷傳感器,如圖I-15所示.<4>高瓦斯礦井進(jìn)風(fēng)的主要運(yùn)輸巷道使用架線電機(jī)車時(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1-I6所示.<5>已封閉的采掘工作面密閉墻外應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器.〔6回風(fēng)系統(tǒng)巾的臨時(shí)工程,在電氣設(shè)備的上風(fēng)測(cè)應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器.<7>井下煤倉(cāng)、地面洗選煤廠機(jī)房?jī)?nèi)上方應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器.<8>封閉的地面洗選煤廠機(jī)房?jī)?nèi)上方應(yīng)沒(méi)置甲烷傳感器.〔9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；礦用防爆特殊型蓄電池電機(jī)車必須設(shè)置機(jī)載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀；礦用防爆型柴油機(jī)車必須設(shè)置埂攜式甲烷檢測(cè)儀.4其他傳感器的設(shè)置裝備礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的礦井,第一個(gè)采區(qū)、一翼回風(fēng)巷及總回風(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、斷面規(guī)則、能準(zhǔn)確計(jì)算測(cè)風(fēng)巷道斷面積的地點(diǎn).裝備礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的礦井,主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)酮應(yīng)設(shè)置壓力傳感器.瓦斯抽放泵站中,抽放泵吸人管路程中應(yīng)沒(méi)置流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器；利用瓦斯時(shí),還應(yīng)在輸出管路中設(shè)置流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器.在開(kāi)采易自燃煤層的礦井、裝備礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí),應(yīng)設(shè)置一氧化碳傳感器.傳感器應(yīng)布置在巷道的上方,垂直懸掛,距頂板<頂梁>不得大于300mm,距巷壁測(cè)壁不得小于200m,并應(yīng)不影響行人和行車,安裝維護(hù)方便：一氧化碳傳感器的報(bào)警值為在容易自燃煤層的礦井裝備礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí),應(yīng)設(shè)置溫度傳感器.溫度傳感器的布置與一氧化碳傳感器布置相同,其溫度傳感器的報(bào)警值為30℃,溫度傳感器除用于環(huán)境監(jiān)測(cè)外還可用于自然發(fā)火預(yù)測(cè).自然發(fā)火可根據(jù)每天溫度平均值的增量來(lái)預(yù)測(cè),若增量為正,則具有自然發(fā)火的可能.為保證能正確反映監(jiān)測(cè)環(huán)境的溫度,溫度傳感器應(yīng)設(shè)置在風(fēng)流穩(wěn)定的位置,如圖1-裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的礦井,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,主要風(fēng)門應(yīng)設(shè)置風(fēng)門開(kāi)關(guān)傳感器,主開(kāi)關(guān)的負(fù)荷測(cè)必須設(shè)置饋電狀態(tài)傳感器.第四章東榮三礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、分析礦井現(xiàn)狀及基本問(wèn)題地形、地貌對(duì)礦井的影響本井田總的構(gòu)造形態(tài)為一個(gè)走向近南北的背、向斜相間的褶皺,井田內(nèi)發(fā)育不同序次和展布方向的四組斷裂.1褶皺構(gòu)造井田內(nèi)主要褶皺構(gòu)造有4個(gè),次一級(jí)的小型褶皺也存在.2斷裂構(gòu)造：全礦井田范圍內(nèi)查明的斷層47條,其中30m以下落差的斷層20條,30～50m落差的5條,50～100m落差的8條,100m以上落差的14條.按其展布規(guī)律可分四組：南北向的弧形斷裂、東西向斷裂、北東向斷裂、北西向斷裂.水對(duì)礦井的影響煤系巖層的含水特征：由于風(fēng)化作用和構(gòu)造因素的影響、裂隙發(fā)育是不均勻的,在垂直方向巖層的富水性極不均質(zhì),其特征是含水層〔帶厚度為上厚下薄,含水巖層的富水程度；為上弱下強(qiáng).地下水的補(bǔ)給排泄條件地下水埋藏條件變化較大,地下水主要補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水和周邊地下水的補(bǔ)給,地下水流向從西往東流,地勢(shì)低洼處是地表水的匯集區(qū),地表水與地下水逕流條件不好,松花江排泄地下水.根據(jù)水文地質(zhì)對(duì)礦井充水因素分析如下：a地形與地表水體：井田內(nèi)地勢(shì)平坦,無(wú)地表水體,〔河流只有縱橫交錯(cuò)的人工排水溝,在低洼處分布有沼澤地,地表處有8～14m隔水層,對(duì)礦井充水無(wú)影響.b巖性：根據(jù)井田88個(gè)水文孔觀測(cè)統(tǒng)計(jì),漏水處的巖性多為粗砂巖、中砂巖和細(xì)砂巖,可見(jiàn)巖性與巖層的富水性有著密切的關(guān)系,本井田埋藏在不同深度有兩個(gè)隔水層,第四系上部隔水層對(duì)大氣降水起一定的隔水作用,第三系隔水層對(duì)第四系含水層起隔水作用,所以第四含水層對(duì)礦床充水無(wú)影響.第三系底部礫巖含水很小,對(duì)礦床影響微弱.在第三系缺失處第四系含水層對(duì)礦床充水影響較大.c地質(zhì)構(gòu)造：本井田斷層以正斷層為主,逆斷層較少,斷層多為壓扭性結(jié)構(gòu)面,張性結(jié)構(gòu)面少,褶皺的特征是向斜東翼緩,西翼陡,背向斜的交接處,張性裂隙發(fā)育,富水性強(qiáng),主干斷層與分支斷層的交叉處和兩個(gè)斷層帶的交接處,導(dǎo)水性好,富水性較強(qiáng),在本井田表現(xiàn)較為明顯,兩個(gè)斷層交叉處,涌水量,涌水量是全井最大的.d頂板冒落帶：它的規(guī)模取決于采煤高度,采煤方法,地層傾角,巖石的力學(xué)性質(zhì)等因素,該帶波及到的含水層是礦井充水的來(lái)源.綜上所述,本井田補(bǔ)給條件差,煤系裂隙含水帶含水微弱,并以靜儲(chǔ)量為主.礦井涌水量開(kāi)采初期較大,隨著開(kāi)采深度的延深,地下水被逐漸疏干,則礦井涌水量逐漸減小至趨于穩(wěn)定.通過(guò)近三年生產(chǎn)過(guò)程中涌水量的實(shí)際觀測(cè),礦井涌水量為200～240M３／h可采煤層頂?shù)装遄匀粻顟B(tài)的抗壓強(qiáng)度本井田據(jù)精查報(bào)告分析,煤層頂?shù)装鍘r性變化大,對(duì)16、18、24、30號(hào)煤層頂?shù)装遄鲎匀粻顟B(tài)的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),頂板為392～1715kg/cm2,底板為425～2200kg/cm2.瓦斯對(duì)礦井的影響本井田瓦斯含量較低為低瓦斯礦井,精查階段測(cè)定瓦斯含量如下：本井田7個(gè)主要可采煤層共采38個(gè)樣,測(cè)值：火焰長(zhǎng)度大于400mm,抑制煤塵爆炸巖粉量65～80%,各煤層均有爆炸危險(xiǎn).自然發(fā)火對(duì)礦井的影響7個(gè)主要可采煤層,21個(gè)樣,測(cè)值△T值在6～46之間,煤層有可能自燃發(fā)火.本井田恒溫帶為22m,恒溫點(diǎn)溫度為5.5℃,向深部每百米地溫梯度為２.5℃,井田內(nèi)除865孔在深度730m的孔底溫度為二、煤礦常用的監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)選型原則從以上的應(yīng)用可知,一般的煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)由地面中心站、井下分站、通信電纜、傳感器等組成,對(duì)這兒部分選擇時(shí)應(yīng)參考以下原則.1地面中心站選擇地面中心站選用最新配置的工控機(jī)即可.2井下分站選擇根據(jù)"煤礦安全規(guī)程"的要求,安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)在瓦斯超限斷電時(shí),井下分站要能在瓦斯超限的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)正常工作,同時(shí)"規(guī)程"還要求,隔爆型電器設(shè)備在瓦斯超限時(shí)必須斷電,和隔爆型相比,本安型分站更安全,允許使用的范圍更廣,能真正滿足在瓦斯超限停電的情況下,瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)正常工作的要求,所以對(duì)高瓦斯礦井要堅(jiān)持選用本安型分站,對(duì)低瓦斯礦井則可以選用隔爆型分站以節(jié)省投資.3通信選擇〔1通信方式選擇隨著現(xiàn)場(chǎng)總線在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用,其優(yōu)點(diǎn)更加明顯,由于現(xiàn)場(chǎng)總線采用數(shù)字通訊方式,可采用多種傳輸介質(zhì)進(jìn)行雙向多點(diǎn)通信,根據(jù)不同的使用地點(diǎn)可選用多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu).另外,現(xiàn)場(chǎng)總線采用統(tǒng)一的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),是開(kāi)放式的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),對(duì)用戶是透明的,不同廠家的設(shè)備可以方便地接入同一網(wǎng)絡(luò).而傳統(tǒng)的DCS中,不同廠家的產(chǎn)品是不能互相訪問(wèn)的,伴隨著計(jì)算機(jī)業(yè)的發(fā)展,要想更大限度的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,應(yīng)首選現(xiàn)場(chǎng)總線.〔2通信協(xié)議的選擇通信協(xié)議要采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的護(hù)尋址,可與管理信息網(wǎng)進(jìn)行無(wú)縫連接.在多個(gè)了系統(tǒng)互連,并需互動(dòng),互為約束時(shí)采用對(duì)等通信協(xié)議,而在集中控制,無(wú)關(guān)聯(lián)了系統(tǒng)時(shí),可考慮采用主從通信協(xié)議.4瓦斯傳感器的選擇〔1類型選擇國(guó)內(nèi)煤礦使用較多的一般有催化燃燒型<黑白元件>與紅外線兩類傳感器.傳統(tǒng)的黑白元件瓦斯傳感器價(jià)格便宜,但使用壽命短,每1-2周需要校正1次,黑白元件傳感器量程有限,此外,當(dāng)遇到高濃度瓦斯沖擊時(shí),傳感器存在激活問(wèn)題,硫化氫濃度過(guò)高時(shí)還能使傳感器中毒,損壞傳感器,因此,催化燃燒型傳感器可靠性不高,使用范圍受到限制.紅外傳感器使用壽命長(zhǎng),安全可靠,全量程,耐沖擊,基本上沒(méi)有飄移,實(shí)際上無(wú)需校正,考慮到"煤礦安全規(guī)程"要求,可以在規(guī)程允許的最長(zhǎng)時(shí)問(wèn)內(nèi)校正.紅外傳感器宜在高瓦斯礦井使用,但紅外傳感器探頭易受空氣內(nèi)灰塵影響,應(yīng)使用在灰塵較小之處,并定期更換探頭過(guò)濾器.〔2校正方法選擇人工氣樣校正的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備成本低,人工成本高,需要專職人員攜帶氣樣和工具定期校正,適宜在低瓦斯礦井使用.在線氣樣校正法采用的是自動(dòng)校正裝置,可以定期通氣校驗(yàn),無(wú)需專職人員操作,但設(shè)備成本高,適宜在高瓦斯礦井使用.5斷電方式選擇采用智能型傳感器就地?cái)嚯姾椭行姆终究刂茢嚯婋p重方式,智能性傳感器在瓦斯超限時(shí),能直接將斷電信號(hào)傳送到相應(yīng)的斷電設(shè)備,可以大大提高斷電系統(tǒng)的反應(yīng)速度和可靠性.對(duì)于高瓦斯礦井和有瓦斯突出危險(xiǎn)的掘進(jìn)面,應(yīng)采用智能型瓦斯傳感器,配置用于斷電的控制單元,實(shí)行就地?cái)嚯?1、KJ95型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)KJ95型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)是集監(jiān)測(cè)、通信、光線傳輸于一體的綜合性煤礦系統(tǒng),選用于大、中、小型各類礦井.監(jiān)測(cè)、通信和光纖傳輸三部分又可單獨(dú)使用,以滿足煤礦各種不同的應(yīng)用要求.KJ95煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)作為整個(gè)礦井綜合信息系統(tǒng)的一部分,主要用來(lái)對(duì)井上、井下的各類環(huán)境參數(shù)和設(shè)備開(kāi)停等主要生產(chǎn)參數(shù).KJ95型綜合監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)由全礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)度通信系統(tǒng)、光線高速通道、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)四大部分組成.他們既可以作為獨(dú)立的系統(tǒng)或設(shè)備使用,也可集成在一起形成KJ95煤礦綜合監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng).主要功能1監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)功能A可以檢測(cè)蛙式、風(fēng)速、負(fù)壓、一氧化碳、煙霧、溫度、風(fēng)門開(kāi)關(guān)等環(huán)境參數(shù),也可監(jiān)測(cè)煤倉(cāng)煤位、水倉(cāng)水位、壓風(fēng)機(jī)風(fēng)壓、箕斗計(jì)數(shù)、各宗機(jī)電設(shè)備開(kāi)停等生產(chǎn)參數(shù),電壓、電流、功率等電量參數(shù),以及傳送帶跑偏、傳送帶速度、軸承溫度、機(jī)頭堆煤等各種機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行情況.B可以配接輸送帶集中控制、電力監(jiān)測(cè)等系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)局部環(huán)節(jié)的自動(dòng)化.C可以再全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)范圍內(nèi)通過(guò)便攜式調(diào)試電話機(jī)與地面中心站或分站、傳感器之間進(jìn)行語(yǔ)音通信.D工作人員可以在總新站利用鼠標(biāo)通過(guò)PC機(jī)CRT上的對(duì)話框進(jìn)行各種操作,一邊對(duì)礦井設(shè)備配置和測(cè)點(diǎn)進(jìn)行生成及操作.E可以方便地在屏幕上繪制各種圖形.F可以方便的由用戶自行生成各類表格.G通過(guò)主機(jī)的RS-232串行口實(shí)時(shí)地與分站設(shè)備進(jìn)行廣播式通信.H通過(guò)主機(jī)的RS-232串行口實(shí)時(shí)地與模擬盤進(jìn)行廣播式通信.J主機(jī)上插網(wǎng)卡,即可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)直接上網(wǎng).K可以配送繪圖儀,以便繪制各種圖形和監(jiān)測(cè)曲線.L可以配接大屏幕或投影儀,以便在更大的面積上顯示更多的工藝流程模擬圖、監(jiān)測(cè)曲線、表格和文字,以及主機(jī)CRT上所能顯示的全部?jī)?nèi)容.M可通過(guò)掃描儀輸入圖像圖片資料,并進(jìn)行圖文編輯.N對(duì)各類報(bào)警信息進(jìn)行處理,并實(shí)時(shí)地進(jìn)行存儲(chǔ)和報(bào)警.O對(duì)監(jiān)測(cè)到得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,模擬量每2min存一個(gè)平均值,開(kāi)/停信息按小時(shí)計(jì)時(shí),累計(jì)量按小時(shí)計(jì)時(shí),并存儲(chǔ).P通過(guò)主機(jī)CRT可顯示一下幾大信息：系統(tǒng)生成及操作,測(cè)點(diǎn)生成及操作,時(shí)鐘和日期顯示,工藝流程模擬圖形顯示,各測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)表格顯示,模擬量參數(shù)的實(shí)時(shí)值表格,二維或三維柱狀圖、圓餅圖、變化曲線顯示,開(kāi)關(guān)量的實(shí)時(shí)值,累計(jì)開(kāi)/停時(shí)間顯示,累計(jì)量的實(shí)時(shí)值及累計(jì)值顯示,各類報(bào)警表格顯示,系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備及軟件操作說(shuō)明顯示.Q在井下高智能分站上主要可完成以下功能：實(shí)現(xiàn)采煤工作面、掘進(jìn)工作面以及串聯(lián)通風(fēng)情況下的風(fēng)電瓦斯閉鎖,電網(wǎng)停電后,可繼續(xù)工作2h,風(fēng)站上有液晶顯示窗口,一次可顯示16個(gè)漢字和字符,可存儲(chǔ)24h的瓦斯數(shù)據(jù),并能以曲線形式顯示出來(lái),站內(nèi)設(shè)有鍵盤,可任意設(shè)置報(bào)警點(diǎn)和斷電點(diǎn),可定點(diǎn)顯示某一測(cè)點(diǎn)或巡回顯示各個(gè)測(cè)點(diǎn)的實(shí)際監(jiān)測(cè)值,該分站可單獨(dú)使用,也可聯(lián)網(wǎng)使用.2、調(diào)度通信系統(tǒng)功能<1>可與地面交換機(jī)配接,實(shí)現(xiàn)一次等位拔號(hào),或單獨(dú)成局中繼人網(wǎng).<2>系統(tǒng)采用分散鈴流,鈴流故障時(shí),只影響所在用戶電話機(jī),鈴音有兩種,即復(fù)合音和單音:易識(shí)別來(lái)自地面交換機(jī)<復(fù)合音>還有程控調(diào)度交換機(jī)<單音>的振鈴.3調(diào)度臺(tái)上有24位數(shù)字顯示,每個(gè)鍵有紅、綠燈對(duì)位顯示,運(yùn)行狀態(tài)清晰,操作方便,話機(jī)有16位鍵,其中4位是功能鍵.4由單呼、群呼、全呼及單擴(kuò)、群擴(kuò)、全擴(kuò)等功能.<5>有會(huì)議調(diào)度功能,可召開(kāi)小型、大型及全體會(huì)議.<6>除具有強(qiáng)人、強(qiáng)拆、通話監(jiān)聽(tīng)業(yè)務(wù)外,還具有話機(jī)監(jiān)聽(tīng)功能,以便了解話機(jī)周圍5m<7>有禁止功能,對(duì)等位撥號(hào)或經(jīng)中繼人網(wǎng)的用戶可禁止呼人或呼出.8有語(yǔ)音信箱功能,用戶可將自己的語(yǔ)言存人該信箱,可由調(diào)度提取用戶的語(yǔ)音.<9>具有用戶線路查詢功能,當(dāng)用戶線路開(kāi)路、斷路故障時(shí),調(diào)度臺(tái)上有顯示.<10>緊急狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)雙向呼叫,并可錄音、及時(shí)與調(diào)度室擴(kuò)音監(jiān)聽(tīng).11具有無(wú)須用戶按話機(jī)的免提鍵,在調(diào)度控制下實(shí)現(xiàn).l2>本系統(tǒng)允許接人4個(gè)調(diào)度臺(tái)與8臺(tái)調(diào)度電話,或按入4臺(tái)計(jì)算機(jī)與8臺(tái)調(diào)度電話機(jī).13>本系統(tǒng)主機(jī)柜通過(guò)用戶向話機(jī)自動(dòng)浮充,無(wú)須更換話機(jī)電池.14>交換機(jī)柜的輸出端子為本安型,無(wú)須通過(guò)外接禍合器等防爆安全裝置.主要技術(shù)指標(biāo)系統(tǒng)容量：128臺(tái)分站級(jí)設(shè)備.傳輸制式：時(shí)分基帶光纖CMI半雙工.傳輸速率：電纜1200bps,光纖300bps～2400bps.電纜芯數(shù)：2芯地面中心站到分站之間無(wú)中繼最大傳輸距離：20km.模擬量傳感器信號(hào)：200Hz～1000Hz.開(kāi)關(guān)量傳感器信號(hào)：O～5mA,無(wú)電位接點(diǎn).模擬量傳感器信號(hào)制:200Hz～1000Hz.分站功能設(shè)置：手動(dòng).供電：地面中心站為220VAC,井下設(shè)備為127VAC、380V或660V.分站到傳感器之間的最大傳輸距離：2km<電源傳輸線芯線直徑0.52mm>2、KJ2000型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)KJ2000型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)是針對(duì)小型煤礦企業(yè)推出的煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng),本系統(tǒng)充分借鑒國(guó)內(nèi)各類煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),針對(duì)小型煤礦進(jìn)行了簡(jiǎn)化和優(yōu)化,不僅使本系統(tǒng)能較好地兼容國(guó)內(nèi)的主流大型監(jiān)控系統(tǒng),更具有投資小、系統(tǒng)配置靈活、合理,軟件功能豐富,操作使用方便等優(yōu)點(diǎn),是小型煤礦保證安全生產(chǎn)、提高管理水平、增加企業(yè)效益的最佳選擇.系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性,隨著企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大,系統(tǒng)可以方便地升級(jí)擴(kuò)展,保護(hù)先期投資.本系統(tǒng)通過(guò)接人各種傳感器,能連續(xù)地監(jiān)測(cè)和記錄整個(gè)礦井的環(huán)境、生產(chǎn)工況等參數(shù),并能實(shí)現(xiàn)瓦斯超限、斷電等自動(dòng)報(bào)警控制功能.同時(shí),地面監(jiān)控主機(jī)屏幕上可以顯示出不同的曲線、圖形和表格等,具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ),超限報(bào)警,輸出控制.打印各種報(bào)表、曲線和圖形等多種功能.主要功能KJ2000型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件是基于Windows98環(huán)境下開(kāi)發(fā)的軟件.軟件的用戶界面友好,操作簡(jiǎn)單,方便易用,功能齊備,大部分功能只需鼠標(biāo)點(diǎn)擊,方便直觀.系統(tǒng)軟件功能如下.1Windows98環(huán)境下的多屏顯示系統(tǒng)用戶可在一屏或多屏CRT上顯示各個(gè)不同的畫(huà)面.<2>各種數(shù)據(jù)的顯示處理:動(dòng)態(tài)模擬顯示處理、分站端口實(shí)時(shí)信息顯示處理,按類索引的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、各種歷史數(shù)據(jù)的顯示處理,整個(gè)系統(tǒng)的報(bào)警顯示處理、各種人工制作報(bào)表的處理.<3〕豐富的圖形顯示：可顯示矩形圖、曲線圖等.<4>豐富的數(shù)據(jù)及圖形打印功能：定時(shí)報(bào)表的處理,各種數(shù)據(jù)表的打印處理,圖形打印處理,給用戶所見(jiàn)即所得的效果.5>計(jì)算機(jī)屏幕顯示①各種測(cè)量數(shù)據(jù)的瞬時(shí)值顯示,如瓦斯、風(fēng)量等；②各種機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀況<開(kāi)/停>；③分站巡檢圖及傳輸系統(tǒng)狀態(tài)；④各個(gè)測(cè)點(diǎn)超限報(bào)警；⑤模擬圖形及工藝過(guò)程模擬圖形；⑥實(shí)時(shí)時(shí)鐘等.<6>主要打印功能①報(bào)表自動(dòng)打??；②故障統(tǒng)計(jì)打??；③主要設(shè)備運(yùn)行時(shí)間打??；①主要參數(shù)日最大值和日平均值打??；<7>數(shù)據(jù)采集和控制①監(jiān)控主機(jī)能實(shí)時(shí)采集由分站傳送來(lái)的數(shù)據(jù),并進(jìn)行實(shí)時(shí)處理；②監(jiān)控主機(jī)能依據(jù)需要對(duì)某個(gè)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行控制.8>主系統(tǒng)及分站具有自診斷及工作狀況和故障顯示,隨時(shí)為系統(tǒng)維護(hù)人員提供工作狀況信息.主要技術(shù)指標(biāo)1>系統(tǒng)容量：一臺(tái)監(jiān)控主機(jī)可帶16臺(tái)分站.2>分站容量：輸人量16路<模擬量、開(kāi)關(guān)量>、輸出量6路.3>系統(tǒng)巡檢周期：不大于15s.<4>傳輸方式：基帶半雙工.5>傳輸速率：1200bit/s.6>傳輸芯線：2芯.<7>分站到地面監(jiān)控主機(jī)的最大傳輸距離：10km<8>傳感器到分站的最大傳輸距離：2k<9>傳感器輸出信號(hào)：開(kāi)關(guān)量：無(wú)電位觸點(diǎn)或電平信號(hào)<高電平不低于3V,低電平小于0.4V；模擬量：200Hz～1000Hz頻率信號(hào).10>分站輸出信號(hào)：開(kāi)關(guān)量,電流為5mA時(shí),電壓幅度不低于4.5V.11>地面主機(jī)電源：220VAC；12>傳輸接口電源：24VDC和12VDC<輸人220VAC>.13>井下分站及傳感器電源：KDW.KJF2000監(jiān)控系統(tǒng)KJF2000監(jiān)控系統(tǒng)具備環(huán)境監(jiān)控、皮帶火災(zāi)監(jiān)控、瓦斯抽放泵房監(jiān)控、采空區(qū)自燃發(fā)火預(yù)測(cè)和生產(chǎn)監(jiān)控功能.環(huán)境監(jiān)測(cè)——主要監(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,如甲烷、一氧化碳,氧氣濃度、風(fēng)速、空氣溫度、巖煤溫度、頂板壓力、空氣壓力、煙霧和粉塵濃度等；生產(chǎn)監(jiān)控——監(jiān)控井上、下主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的各種生產(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、水泵狀態(tài)和排水量、提升機(jī)、局扇、壓風(fēng)機(jī)、膠帶機(jī)、采煤機(jī)、開(kāi)關(guān)、磁力起動(dòng)器、供電等運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)等.在環(huán)境監(jiān)測(cè)參數(shù)的基礎(chǔ)上推出基于Intranet/Internet礦井通風(fēng)安全管理系統(tǒng),瓦斯突出預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)系統(tǒng).KJF2000監(jiān)控系統(tǒng)在礦內(nèi)采用Intranet的方式,礦內(nèi)各監(jiān)測(cè)終端可實(shí)時(shí)地顯示KJF2000中心站監(jiān)測(cè)、監(jiān)控的內(nèi)容,可查詢KJF2000中心站的監(jiān)測(cè)、監(jiān)控的數(shù)據(jù),也可監(jiān)測(cè)中心站的運(yùn)行情況.礦局之間采用Internet和Intranet相結(jié)合的方式.同時(shí)向外提供了傳送實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)端口.KJF2000系統(tǒng)由地面中心站、局域網(wǎng)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端、通訊接口裝置、各種形式的井下分站、隔爆兼本質(zhì)安全型多路電源、遠(yuǎn)程斷電器、各種礦用傳感器和機(jī)電控制設(shè)備,及KJF2000安全生產(chǎn)監(jiān)控軟件、局域網(wǎng)軟件、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端軟件組成.地面中心站經(jīng)過(guò)KJFS－1型通信接口裝置采用兩芯無(wú)極性通信電纜與井下分站以移頻鍵控方式通信.

KJF2000系統(tǒng)已在軟硬件配量等方面形成了系列產(chǎn)品,高度智能化的分站可根據(jù)應(yīng)用功能和配接設(shè)備的類型、種類和數(shù)量由中心站下裝自動(dòng)實(shí)現(xiàn).系統(tǒng)可配置專用火災(zāi)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、煤自燃發(fā)火預(yù)測(cè)和瓦斯突出預(yù)測(cè)等軟件包,同時(shí)具備與XX分院長(zhǎng)期推廣的ASZ－Ⅱ型礦井火災(zāi)束管監(jiān)控系統(tǒng)、KJF火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、BJZC型瓦斯泵站監(jiān)控系統(tǒng)、FSZB－１A主要功能1、軟件組成：KJF2000V2.0中心站軟件；KJF2000V2.0報(bào)表查詢曲線分析軟件；KJF2000V2.0動(dòng)態(tài)圖演示軟件；KJF2000數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)終端軟件.系統(tǒng)軟件運(yùn)行在MicrosoftWindows95/98/2000或NT4.0中文操作平臺(tái)上.軟件充分利用多進(jìn)程和多線程技術(shù)實(shí)時(shí)并發(fā)處理多任務(wù).2、分站生成、修改、掛起和喚醒功能.系統(tǒng)具有在不中斷正常監(jiān)測(cè)功能的條件下由用戶生成、修改各種監(jiān)測(cè)參數(shù),對(duì)用戶的錯(cuò)誤輸入由提示和容錯(cuò)的功能3、在同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實(shí)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)修改的同步功能.只要服務(wù)器〔中心站修改測(cè)點(diǎn)屬性,其他與之相連的終端均同時(shí)被修改.4、系統(tǒng)通信測(cè)試、自檢和報(bào)警提示功能.信息傳輸時(shí),軟件有傳輸錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)功能,可對(duì)系統(tǒng)各分站工作狀態(tài)實(shí)時(shí)診斷.5、對(duì)不同類型的監(jiān)測(cè)值,可按不同的時(shí)間間隔進(jìn)行分檔存儲(chǔ),合理安排數(shù)據(jù)在硬盤中的保存期.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)保存一周,運(yùn)行數(shù)據(jù)保存三個(gè)月,趨勢(shì)數(shù)據(jù)保存一年.6、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以標(biāo)簽形式多屏顯示,包括全礦數(shù)據(jù)顯示、模擬量顯示和數(shù)字量顯示.7、查詢功能包括數(shù)據(jù)查詢和曲線查詢.其中曲線可任意縮放或局部放大.8、用TCP／IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端與中心站之間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢,其軟件和中心站軟件具有一致的操作界面.9、獨(dú)立的報(bào)表打印和數(shù)據(jù)整理系統(tǒng).打印報(bào)表的格式、內(nèi)容可由用戶自由編制并修改.能隨時(shí)召喚打印.10、軟件有程序自動(dòng)控制和手動(dòng)控制功能.斷電／復(fù)電控制、分站生成或修改命令具有優(yōu)先級(jí)功能.主要技術(shù)指標(biāo)：·數(shù)據(jù)通信速率：1200bps.與分站通信距離：≧15km.·系統(tǒng)循控時(shí)間：≦30s,可由用戶設(shè)置.·數(shù)據(jù)通信方式：移頻鍵控,兩芯無(wú)極性通信電纜傳輸.死機(jī)率：軟件連續(xù)運(yùn)行產(chǎn)生的死機(jī)率小于1次/720小時(shí)·精度：軟件在處理滿量程數(shù)值數(shù)據(jù)時(shí),產(chǎn)生的相對(duì)誤差小于0.5％.·最大監(jiān)控容量：64個(gè)分站.·1024個(gè)模擬量輸入和512個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入.·512個(gè)控制量輸出.掛接局域網(wǎng)絡(luò)終端數(shù)目：≦254個(gè)軟件組成：KJF20001.2版中心站軟件通過(guò)對(duì)多種礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比分析,我選出以上三種監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)適合應(yīng)用于該礦.經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的分析對(duì)比,我選擇KJF2000作為該礦的監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng),有以下幾方面的原因.5KJF2000系統(tǒng)各組成部件及具體性能指標(biāo)5.1KJFS-1數(shù)據(jù)通信接口裝置產(chǎn)品防爆形式：一般礦用本質(zhì)安全性防爆標(biāo)志：<ib>Ⅰ<150℃>防爆合格證號(hào)：1014119儀表合格證號(hào)：4200119安全標(biāo)志編號(hào)：20014391功能●接收地面中心站的RS-232C信號(hào)以移頻鍵控〔FSK信號(hào),向井下分站發(fā)送.●接收井下分站以正弦交流形式發(fā)來(lái)的移頻鍵控〔FSK信號(hào)數(shù)據(jù),并將其解調(diào)成符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)的RS-232C信號(hào),傳送給地面中心站計(jì)算機(jī).●內(nèi)置電阻保護(hù)式安全柵,具備本安與非本安電路安全隔離的作用.2特點(diǎn)●具有接收,發(fā)放濾波功能.●發(fā)、收回波消除功能.●數(shù)字卷積糾錯(cuò)編碼能力.●抗干擾能力強(qiáng),誤碼率低.●采用雙線無(wú)極性傳輸.●具備獨(dú)特的防雷擊能力.●輸入輸出安全隔離.3主要技術(shù)指標(biāo)●裝置由交流220V供電.●本安電路正常工作電壓：9V〔DC.●最高允許工作電壓：13V<DC>.●工作電流：≤70mA.●信號(hào)線最大短路電流：≤20mA.●信號(hào)正常工作電壓:0.2-6V.●信號(hào)正常工作電流：≤10mA.●數(shù)據(jù)傳輸速率：與地面中心站計(jì)算機(jī)間數(shù)據(jù)傳輸速率為2400bps與分站間傳輸速率為1200bps.●最大通信距離：≮15km.5.2KJFT-1通用分站產(chǎn)品防爆形式：礦用本質(zhì)安全型防爆標(biāo)志：ExibI〔150防爆合格證號(hào)：1014118儀表合格證號(hào)：4200121安全標(biāo)志編號(hào)：20014331功能●用于采集和顯示井下各種環(huán)境參數(shù)、生產(chǎn)狀態(tài)、機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài).●進(jìn)行井下機(jī)電設(shè)備控制.●接收地面中心站發(fā)出的各種控制命令.●將采集的各種數(shù)據(jù)和被控設(shè)備狀態(tài)送至地面中心站.特點(diǎn)●配接各種傳感器的種類、數(shù)量、量程、斷電點(diǎn)、復(fù)電點(diǎn)、報(bào)警點(diǎn)等均由地面中心站自動(dòng)生成、自動(dòng)記憶.●通用分站的應(yīng)用功能完全由地面中心站設(shè)置,自動(dòng)記憶.●地面中心戰(zhàn)或系統(tǒng)癱瘓時(shí),自身可按中心站定義獨(dú)立工作.●死機(jī)自復(fù)位功能.●可配接KJFA-1系統(tǒng)調(diào)試電話.3技術(shù)參數(shù)FSK移頻鍵控通信傳輸速率：1200bps.●－5mA、0、+5mA三狀態(tài)電流型傳輸距離≮15Km.控制量類型：3～21V<DC>隔離的電壓信號(hào)模擬量輸入：8個(gè).外形尺寸：320×220×140mm開(kāi)關(guān)量輸入：8個(gè).基本誤差控制量輸出：8個(gè).模擬量類型：●電壓型：0～10V或0～5V.●電流型：1～5mA或4～20mA.●頻率型：200～1000Hz.開(kāi)關(guān)量類型：●各種接點(diǎn)型.●0、+5mA兩狀態(tài)電流型.5.3KJFT-2基本分站產(chǎn)品防爆形式：礦用本質(zhì)安全型防爆標(biāo)志：ExdibI〔150℃1功能●用于采集和顯示井下各種環(huán)境參數(shù)、生產(chǎn)狀態(tài)、機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和進(jìn)行井下機(jī)電設(shè)備控制.●接收地面中心站發(fā)出的各種控制命令.●將采集的各種數(shù)據(jù)和被控設(shè)備狀態(tài)送至地面中心站.●具備風(fēng)電瓦斯閉鎖和斷電儀功能.2特點(diǎn)●配接各種傳感器的種類、數(shù)量、量程、斷電點(diǎn)、復(fù)電點(diǎn)、報(bào)警點(diǎn)等均由地面中心站自動(dòng)下裝生成、免編程.●基本分站的應(yīng)用功能完全由地面中心站設(shè)置,自動(dòng)記憶.●地面中心戰(zhàn)或系統(tǒng)癱瘓時(shí),自身可按中心站定義獨(dú)立工作.●死機(jī)自復(fù)位功能.3技術(shù)參數(shù)FSK移頻鍵控方式.信號(hào)傳輸速率：1200bps.最大傳輸距離：≮15km.模擬量輸入：4個(gè).開(kāi)關(guān)量輸入：4個(gè).控制量輸出：4個(gè).模擬量類型：200～1000Hz.模擬量基本誤差：±1%.開(kāi)關(guān)量類型：●各種接點(diǎn)型.●兩狀態(tài)電流型/三狀態(tài)電流型.●交流36伏電壓型.控制量類型：●內(nèi)置斷電繼電器.●0/3～12V<DC>隔離的斷電信號(hào).5.4KJFT-3型單/雙點(diǎn)斷電儀產(chǎn)品防爆型式：礦用隔爆兼本質(zhì)安全型產(chǎn)品防爆標(biāo)志：ExdibI〔150防爆合格證號(hào)：1012176儀表合格證號(hào)：4200138安全標(biāo)志號(hào)：2001444配接設(shè)備名稱：KG200甲烷傳感器KG3019高低濃度甲烷傳感器FZDB甲烷傳感器KGJ7甲烷傳感器配接設(shè)備防爆型式：礦用本質(zhì)安全型配接設(shè)備防爆標(biāo)志：ibI〔150技術(shù)參數(shù)本安電源供電距離≮1km.模擬量輸入：2個(gè).開(kāi)關(guān)量輸入：2個(gè).控制量輸出：2組常開(kāi)接點(diǎn).模擬量類型：頻率型：200-1000Hz,誤差±1%〔不包括傳感器.測(cè)量范圍：0-10%.電流脈沖信號(hào)I≤10mA.負(fù)載電阻≤1K?.最高電壓≤10V.開(kāi)關(guān)量類型：有源接點(diǎn)型〔36VAC.控制量類型：兩組常開(kāi)接點(diǎn),接點(diǎn)容量220V/5A〔AC.電源電壓及容量：AC380V/660V、50VA、50Hz.本安輸出電源：2組本安輸出電壓：21V.最高開(kāi)路電壓：23V.過(guò)流保護(hù)電流值：320mA.最大短路電流值：340mA.5.5KJFT-4型多點(diǎn)斷電儀產(chǎn)品防爆型式：礦用隔爆兼本質(zhì)安全型產(chǎn)品防爆標(biāo)志：ExdibI〔150防爆合格證號(hào)：1012177儀表合格證號(hào)：4200139安全標(biāo)志號(hào)：2001443配接設(shè)備名稱：KG200甲烷傳感器KG3019高低濃度甲烷傳感器FZDB甲烷傳感器KGJ7甲烷傳感器配接設(shè)備防爆型式：礦用本質(zhì)安全型配接設(shè)備防爆標(biāo)志：ibI〔150技術(shù)參數(shù)本安電源供電距離≮1km.模擬量輸入：4個(gè).控制量輸出：4個(gè).模擬量類型：輸入信號(hào)：200-1000Hz,誤差：±1%〔不包括傳感器.測(cè)量范圍：0-10%.電流脈沖信號(hào)I≤10mA.負(fù)載電阻≤1K?.最高電壓≤10V.控制量類型：4組常閉接點(diǎn),接點(diǎn)容量為36V/5A〔AC.交流電源電壓：AC380V/660V、50VA、50Hz.本安輸出電源：3組本安輸出電壓21V〔DC.最高開(kāi)路電壓23V〔DC.過(guò)流保護(hù)電流值320mA.最大短路電流值340mA.外形尺寸：430×280×180mm.5.6KJFB-1通信線路避雷器作用與功能KJFB-1通信線路避雷器是專門為KJF2000礦井安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的防雷擊保護(hù)裝置.它能有效的將沿線進(jìn)入設(shè)備的感應(yīng)雷擊電壓箝位在安全電壓范圍內(nèi),可承受架空線、地纜、橫向、縱向、正極性、負(fù)極性等雷擊及過(guò)壓沖擊,以保證地面計(jì)算機(jī)等外圍設(shè)備,以及井下各分站等免遭雷擊損壞.技術(shù)指標(biāo)防御電壓：4/300us4KV.防御電流：10/7us5KA.響應(yīng)時(shí)間：10ns.箝位電壓：10V.5.7KJFY-1礦用隔爆兼本質(zhì)安全型多路電源箱產(chǎn)品防爆型式：礦用隔爆兼本質(zhì)安全型防爆標(biāo)志：dibI〔150防爆合格證號(hào)：1012121儀表合格證號(hào)：4200128安全標(biāo)志編號(hào)：2001437技術(shù)指標(biāo)交流供電電源：380/660V<AC>±10%,150VA.向分戰(zhàn)提供的直流本安電源：1路.本安輸出電壓：12V.過(guò)壓保護(hù)整定值：13V.最大短路電流值：560mA.過(guò)流保護(hù)整定值：560mA.向傳感器提供的直流本安電源：本安輸出電壓：21V.過(guò)流保護(hù)整定值：350mA.過(guò)壓保護(hù)整定值：22V.最大短路電流值：370mA.備用電源：采用24節(jié)1.2V/7Ah鎳氫電池串聯(lián)構(gòu)成兩組電池作為備用電源.當(dāng)交流電源工作時(shí),電池處于浮充電狀態(tài)；當(dāng)交流電源掉電時(shí),備用電源同時(shí)投入工作,供電時(shí)間：≥2h.5.8KJFY-2礦用隔爆兼本質(zhì)安全型備用電源箱產(chǎn)品防爆形式：礦用隔爆兼本質(zhì)安全型防爆標(biāo)志：dibI<150℃安全標(biāo)志編號(hào)：2001438防爆合格證號(hào)1012179儀表合格證號(hào)4200127技術(shù)指標(biāo)交流供電電源：380/660V<AC>±10%,100VA.備用電源電壓輸出：30VDC、15VDC.5.9KJFD-1礦用隔爆兼本質(zhì)安全型遠(yuǎn)程斷電器防爆