煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)設計方案

某煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)設計

目錄

一、礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)設計根據(jù)

二、礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)設計方案

三、礦井安全監(jiān)控設備安裝闡明

四、礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)重要性能

五、礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)管理制度

六、礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)設備安裝位置

七、附圖

一、礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)設計根據(jù)

1、《煤炭工業(yè)小型礦井設計規(guī)范》

2、《煤礦安全規(guī)程》［2023］版

3、《新疆地方國有和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦礦井安全監(jiān)控管理暫行

措施》

［2023］年

4、《礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)與瓦斯檢查》［2023］年

5、國家其他有關(guān)煤炭工業(yè)建設的技術(shù)、經(jīng)濟政策和法

律、法規(guī)

6、煤礦提供的有關(guān)資料和設計規(guī)定

二、礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)設計方案

1、分站選型

根據(jù)礦井歐I實際狀況的規(guī)定，分站選擇兩個大分站、

一種中型分站。地面設一種大分站、在井下+822

水平設一種大分站、+772水平車場設一種中型分

站。

(1)安裝位置：1#大分站在地面、型號KJ90-F16,控制

范圍、主井絞車、副井絞車、地面主通風機。

(2)2#中分站安裝在+772水平車場、型號KJ90-F8,控

制范圍、+772水平水泵的、變電所、運送皮帶、

機電胴室等。

(3)3#大分站安裝在+822水平南巷、型號KJ90-F16,

控制范圍在+822水平首采工作面、回風巷等。

2、大型分站的特點：

型號：KJ90-F16

特點：KJ90-F16/KJ90-F8型井下監(jiān)控分站是一種以

89C60單片機為刻心的微型計算機系統(tǒng)，可掛接多種傳

感器，能對井下多種環(huán)境參數(shù)諸如瓦斯、風速、一氧化

碳、負壓、設備開停狀態(tài)等進行持續(xù)監(jiān)測，具有多通道,

多制式的信號采集功能和通訊功能，通過工業(yè)以太網(wǎng)或

總線方式能和時將監(jiān)測到得多種環(huán)境參數(shù)、設備狀態(tài)傳

送到地面中心站，并中心站發(fā)出的多種命令，和時發(fā)出

報警和斷電控制信號。

3、重要用途和使用范圍：

重要用途

(1)為井下所掛接的多種傳感器、斷電器提供工作電源;

(2)采集各傳感器日勺實測參數(shù)，設備運行狀況、開停狀

態(tài)；

(3)通過工業(yè)以太網(wǎng)迅速向地面的系統(tǒng)中心站傳送巡

檢參數(shù)；

(4)通過RS485方式向地面中心站傳送參數(shù)；

(5)執(zhí)行地面中心站發(fā)往井下的多種控制命令；

(6)對異常狀況進行斷電控制。

4、合用范圍：

(1)煤礦井下所有存在瓦斯和煤塵爆炸危險日勺場所；

(2)煤礦井下所有需要使用傳感器監(jiān)測、監(jiān)控多種有

毒有害氣體和設備運行狀態(tài)的地方和場所。

5、品種、規(guī)格

(1)井下監(jiān)控分站。

(2)KJ90-F16/KJ90-F8o

(3)型號的J構(gòu)成和其代表的意義

KJ90F8/16

產(chǎn)品系列編號(8代表KJ90-F8；16代表KJ90-F1型)

------------分站設備

------------登記序號

--------------礦用監(jiān)測、控制系統(tǒng)或設備

6、環(huán)境條件

(1)、工作條件

a)工作溫度；0C~40℃；b)相對溫度：W95%；

c）大氣壓力；80kpa"106kpa；d）機械環(huán)境；無濕著震

動和沖擊的場所；e）有煤塵和瓦斯存在的場所。

7、運送貯存條件

a）高度；-40℃飛0℃；b）相對溫度：W95%；

c）震動；^50m/s2；

d）沖擊；500m/s2o

6、防爆類型與標志

a）防爆形式；礦用本質(zhì)安全型；

b）防爆標志；Exib

8^技術(shù)參數(shù)：

1）分站工作電壓；12VDC,最大工作電流300mA

2）模擬量信號；奮戰(zhàn)的模擬量信號為200Hzl000Hz

日勺平率范圍內(nèi)的脈沖寬度不不不小于0.3ms；其高電

平電壓應不不不小于2.5V,底電平電壓應不不不小于

1.0V,輸入與輸出處理誤差應不不不小于0.5%o

開關(guān)量信號；分站日勺開關(guān)量信號為lmA/5mA日勺電流信

號。電流WL5mA時表達為停，電流：24mA時表達

為開。

3）合計量輸入處理誤；

合計量輸入處理誤差不不小于0.5%

4）系統(tǒng)信號傳播；

a）分站與KJJ46數(shù)據(jù)接口的信號通訊方式為RS-485

通訊方式，數(shù)據(jù)傳送速率為2400bps,最大工作電壓

幅值WL5V,最大工作電流幅值W150mA。

b）分站與KJJ103礦用網(wǎng)絡互換機日勺信號通訊方式為

以太網(wǎng)通訊方式：數(shù)據(jù)傳播速率為10/100Mbpa自適

應，最大工作電壓幅值WL5V,最大工作電流幅值W

150mAv

5）分站到KJJ46數(shù)據(jù)通訊接口采用煤礦用聚乙烯絕

緣聚乙烯護套通信電纜

a）電纜信號；MHYVRP1X2X7/0.52;

b）線纜直流電阻；W12.8Q/km

c）線纜分布電容：W0.06口F/km;

d）線纜分布電感;W0.8mH/km。

6）分站到KJJ103數(shù)據(jù)互換機采用聚乙烯絕緣聚乙

烯護套超五類雙絞線。

7）分站到模擬量傳感器采用煤礦用聚乙烯絕緣聚

乙烯護套通訊屏蔽電纜。

a）電纜信號；MIIYVRP1X4X7/0.43;—MIIYVRP1

X2X7/0.52;

b）b）線纜直流電阻；W12.8Q/km

c）線纜分布電容:^0.06uF/km;

d）線纜分布電感；^0.8mH/kmo

8）分站到開關(guān)量、數(shù)字量傳感器采用煤礦用聚乙烯

絕緣聚乙烯護套通訊屏蔽電纜。

a）電纜信號；MHYVRP1X2X7/0.43;

b）b）線纜直流電阻；W45Q/km

c）線纜分布電容:^0.06uF/km;

d）線纜分布電感;W0.6mH/km。

9）分站到斷電執(zhí)行器采用煤礦用聚乙烯絕緣聚乙

烯護套通訊屏蔽電纜。

a）電纜信號；MIIYVRP1X2X7/0.43;

b）b）線纜直流電阻；＜45。/km

c）線纜分布電容:W0.06uF/km;

d）線纜分布電感；WO.6mH/km。

10）最大傳送距離；

a）在傳播電纜滿足9）日勺條件下分站到KJJ46數(shù)據(jù)接

口之間的最大傳播距離不不不小于10km；

b）在傳播電纜滿足9）的條件下分站到KJJ103網(wǎng)絡

互換機之間已勺最大傳播距離不不不小于100m；

C）在傳播電纜滿足9）的條件下分站到傳感器之間的

信號傳播距離不不不小于2km；

d）在傳播電纜滿足9）日勺條件下分站到控制執(zhí)行器之

間的信號傳播距離應不不不小于2km。

11）控制執(zhí)行時間應滿足控制規(guī)定，甲烷超限斷電和

甲烷風電閉鎖的控制執(zhí)行時間應不不不小于3s

12）電網(wǎng)停電后，備用電源持續(xù)工作時間應不不不小

于是2h

9、地面中心站：詳細方案如下

1、主監(jiān)控機2臺

2、UPS不間斷電源1臺

3、打印機1臺

4、通訊線路避雷器1臺

5、電源避雷器1臺

6、井下分站布置（見監(jiān)控設備布置圖）

三、礦井安全監(jiān)控設備安裝闡明

（-）1#大分站設在地面，監(jiān)控范圍是;

1、主井絞車開停傳感器（KT）一臺。

2、副井絞車開停傳感器（KT）一臺。

3、風井主扇開停傳感器（KT）兩臺。

4、總回風瓦斯傳感器（CHD一臺。

5、一氧化碳傳感器（CO）一臺

6、風速傳感器（V）一臺。

7、溫度傳感器（T）一臺。

8、負壓傳感器（P）一臺。

9、安全出口開關(guān)傳感器（FM）一臺。

（二）2”中型分站設在+772水平車場。監(jiān)控范圍是;

1、水泵開停傳感器（KT）兩臺。

2、水倉水位傳感器（YW）一臺。

3、機電胴室瓦斯傳感器（CH1）一臺。

4、軌道上山風速傳感器（V）一臺。

5、軌道上山溫度傳感器（T）一臺。

6、機電胴室斷電傳感器（D）3臺。

7、機電胴室饋電傳感器（KD）一臺。

（三）3#大型分站設在+822水平南巷。監(jiān)控范圍是;

1、機電砸I室饋電傳感器(KD)一臺。

2、機電胴室斷電傳感器(D)一臺。

3、1#煤門風門開關(guān)傳感器(FM)一臺。

4、回風巷瓦斯傳感器(CHD一臺。

5、一氧化碳傳感器(CO)一臺

6、風速傳感器(V)一臺。

7、溫度傳感器(T)一臺。

8、皮帶開停傳感器(KT)一臺。

9、采煤機開停傳感器(KT)一臺。

10、液壓泵站開停傳感器(KT)一臺。

11、工作面上遇角瓦斯傳感器(CHD一臺。

12、采區(qū)工作面瓦斯傳感器(CHD一臺。

四、KJ90安全監(jiān)控系統(tǒng)安裝規(guī)范

(1)機房：保證環(huán)境清潔、衛(wèi)生，作好機房防塵，如

有條件機房安裝空調(diào)，作好機房恒溫。機房電纜(含主

通訊電纜、電源線纜、網(wǎng)線、避雷器接地線)鋪設時最

佳在防靜電地板下面。

(2)監(jiān)控計算機：監(jiān)控主機叫“計算機名”必須為

“KJ90”，KJ98目錄(監(jiān)控系統(tǒng)文獻目錄)必須在C盤

根目錄下，設置c盤為共享；電源管理都必須設置為“從

不關(guān)閉”，刪除所有屏幕保護軟件(*.SCR)；必須繪制監(jiān)

測系統(tǒng)示意圖，其大小“800*600”象素；其他規(guī)定參照

軟件使用闡明書。

(3)機房電源：輸入電壓200VAe?240VAe，如電壓不在

此范圍或電壓波動較大，必須安裝交流凈化電源。

(4)接地極：接地措施見附件1,接地極離避雷器日勺距

離必須不不小于10m,接地電阻不不小于2歐姆(接地

包括電源避雷器接地、計算機外殼地、信號避雷器接地)。

(5)地面通訊線：機房到井口時通訊電纜必須使用屏

蔽電纜，安裝時線路應盡量埋地(減少雷擊也許)，井口

和機房通訊電纜的I屏蔽層都必須接地，且在井口安裝避

雷器(入井5nl位置)。

(6)井下通訊線：與動力電纜分開鋪設，防止信號干

擾，如因特殊原因與動力電纜一起，就必須保證與動力

電纜間距在30cm以上。

(7)分站：①分站應安放在便于人員觀測、調(diào)試、檢

查，維護和支撐良好，無滴水，無雜物及I進風巷道或砌

室中，安設時墊支架，使其距巷道底板不不不小于

300mm,或吊掛在巷道中并可靠接地。②分站電源箱所接

輸入電壓、電纜以和控制線電纜，必須與所配密封圈相

匹配。③安裝接線時，應注意變電壓器時接線端子，與

外接電壓等級與否相符（假如是660V,插頭應當插在有

660V字樣的插頭上，然后連接分站的兩個“交流”標識

接線端到井下開關(guān)）。瓦斯超限斷電時被控開關(guān)必須是磁

力防爆開關(guān)，并注意繼電器保險日勺匹配（36VAC/5A）。④

送電時用萬用表測分站工作電壓與否在分站變壓器工作

電壓許可范圍之內(nèi)（土15%）。⑤查看分站號與否與地面

計算機定義一致，便于通訊，否則用遙控器進行設置。

詳細連接措施見附件3。

（8）傳感器電纜；分站到傳感器的電纜使用L5mm2電

纜單臺距離必須不不小于2.5km,若兩臺共用電纜，距

離必須不不小于1.5km；使用1.0mm2電纜單臺距離必須

不不小于1.0km,若兩臺共用電纜，距離必須不不小于

0.6kmo

（9）傳感器：

①、瓦斯傳感器

1、CH」傳感器應設置在巷道上方，并不影響行人和行

車，維護以便，傳感器應垂直懸掛距頂板，不得不小

于300mm,距巷道側(cè)壁不得不不小于200mmo

2、工作面（掘進工作面）瓦斯傳感器的設置嚴格符

合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定。（見附件2）

3、為了傳感器能真實反應環(huán)境參數(shù)，必須用原則氣

樣調(diào)校，氣體流量控制在200ml/s。

②、風速傳感器

1、安裝在重要測風站，頂板很好無明顯淋水干燥日勺巷

道，并不影響行人和行車。

2、傳感頭風流指向與風流方向應一致，偏角不得不小

于5度。

3、吊掛時必須固定，不能讓傳感器左右擺動。

③、開停傳感器

1、卡固在被測設備日勺負荷電纜上。

2、卡固開停傳感器時，必須在動力電纜非密集地

方，否則將受其他電纜的干擾，信號不穩(wěn)定。

（10）斷電器：近程斷電使用1.5加2時電纜，分站到被

控開關(guān)距離應不不小于30m；嚴禁使用DW系列開關(guān)作為

被控開關(guān)；被控開關(guān)必須使用磁力防爆開關(guān)。

五、避雷器接地極原則(如圖)

(1)接地坑地點：潮濕處

規(guī)格：深、長、寬各1.5米

接地極底部：需鋪上10厘米木炭、20公斤鹽，再用鍍

鋅扁鐵(寬度不不不小于4厘米，厚度不不不小于4毫

米，長度約10米)在接地坑底部盤成圈。

(2)連接線規(guī)格：線截面不不不小于25平方毫米的

銅芯線。

避雷器

1.5IH

附件1

六、回采工作面、回風巷和進風巷甲烷傳感器的設置

傳感器日勺安裝位置如圖1,甲烷傳感器T1必須安裝,

其報警濃度為1.0%CH4,斷電濃度為1.5%CH4,復電濃度

不不小于L0%CH4;高瓦斯、高突礦井還必須安裝T2,

其報警濃度為1.0%CH4,斷電濃度為1.0%CH4,復電濃度

不不小于L0%CH4，TKT2斷電范圍為工作面和回風巷

內(nèi)的所有非本質(zhì)安全型電氣設備；煤與瓦斯突出礦井必

須安裝進風巷甲烷傳感器T3,其報警濃度為0.5%CH4,

斷電濃度為0.5%CH4,復電濃度不不小于0.5%CH4,斷電

范圍為進風巷內(nèi)的所有非本質(zhì)安全型電氣設備；串聯(lián)通

風必須安裝甲烷傳感器T4,其報警濃度為0.5%CH4,斷

電濃度為0.5%CH4,復電濃度不不小于0.5%CH4,斷電范

圍為進風巷、工作面和回風巷內(nèi)的所有非本質(zhì)安全型電

氣設備。

圖1

七、掘進工作面和回風流甲烷傳感器的設置

傳感器的安裝位置如圖1,甲烷傳感器T1必須