监控系统设计.doc

123 矿井监控系统3.1 矿井安全监控系统3.1.1 安全监控系统设备的选择一、 矿井安全生产条件1、 开采技术条件和安全条件1) 开采技术条件区内出露地层有第四系；三叠系下统夜郎组；二叠系上统长兴组、龙潭组，二叠系中统茅口组。地层呈单斜产出，产状较稳定，走向220-230，倾向40-50，倾角一般4-11。地质构造复杂类型属简单类型。C4号煤层上距长兴组9.5730.54(一般17m)，厚度1.512.71m(平均2.53m)；C9煤层上距C4煤层23m(平均)，厚度1.002.66m(平均2.57m)；C15煤层上距C9煤层40m(平均)，厚度0.802.22m(平均2.13m)，下距茅口组灰岩顶界3.4417.80m(一般4.5m)。顶底板多为炭质页岩、粉砂岩、泥质粉砂、钙质页岩，其抗压强度约2040Mpa，为不稳定较稳定顶底板。2) 安全技术条件(1) 瓦斯06年鉴定结果相对瓦斯涌出量36.47m3/t，本设计按AQ1018-2006标准进行了瓦斯涌出量的预测，预测结果为矿井相对瓦斯涌出量40.822m3/t。(2) 煤尘爆炸性根据业主提供的鉴定报告(见附件)，鉴定结果C4、C9、C15均为爆炸无爆炸性，本设计三煤层均按无煤尘爆炸性设计。(3) 煤的自燃性根据业主提供的鉴定报告(见附件)，鉴定结果C4、C9、C15均为III类，属不易自燃煤层，本设计三煤层均按III类(不易自燃煤层)设计。(4) 煤与瓦斯突出情况C9煤层中开采已多次发生突出，为煤与瓦斯突出矿井。经鉴定C4煤层+1091m标高以上且埋深小于283m的开采范围内不具有突出危险性。未鉴定区域均按突出煤层设计。(5) 水文地质条件煤系顶板长兴组为含水层，距C4煤层一般17m，底板茅口灰岩为强含水层，距离C15煤层一般4.5m，煤系地层为隔水层。区内未发现老窑，仅有本矿采空区。水文地质条件中等。(6) 冲击地压情况暂按无冲击地压考虑。2、 矿井开拓开采及生产系统1) 开拓布置斜井单水平上下山开拓。井筒:5条井筒即主斜井、副斜井、进风斜井、一盘区材料井和风井。水平:一个开采水平(水平标高+1050m)。大巷:5条，均为已有巷道。其中盘区下部轨道大巷（+1075m）、盘区上部轨道大巷和回风大巷（2条，+1220m）布置于C9煤层；运输大巷布置于C9与C15煤层之间，标高为+1050m。采区:整个矿井为二个盘区，本设计先采上部一盘区。车场：副斜井井底为平车场，一盘区材料井井底为甩车场。硐室:设有井底水泵房、水仓、变电所、盘区煤仓和区段溜煤眼，消防材料库、采区避难所等硐室。2) 采区布置及采煤方法(1) 巷道布置一盘区联合布置。上山：已有上山三条，运输、轨道和回风上山，均布置于C9煤层，通过各区段斜巷联系煤层。车场:采区下部为甩车场，其余各区段车场为甩入式。顺槽：单巷布置。工作面：工作面真斜布置，面长120m，倾角49。(2) 采煤方法设计首采C4煤层，工作面为走向长壁后退式采煤法，炮采工艺，采面斜长120m，设计工作面选用DW25-2500/100X外注式单体液压支柱和HDJA-1000型金属铰接顶梁支护顶板，齐梁齐柱式布置，“三四”排控顶，排距1.0m，柱距0.8m，最小控顶距3.2m，最大控顶距4.2m，放顶步距1.0m。回柱绞车选用JH-8型。工作面打眼放炮落煤、溜槽运煤。掘进工作面为炮掘，配备211kw型号为2BKJ-5.6/22的对旋式矿用防爆局部通风机及煤、岩电钻和凿岩机。3) 矿井生产系统(1) 提升运输A、 煤炭工作面(刮板输送机)工作面运输顺槽(转载机+胶带输送机)区段运输斜巷(铁皮溜槽)区段溜煤眼一盘区运输上山(胶带机) 盘区煤仓运输大巷(胶带机)主斜井(胶带机)地面。B、 辅助运输10401工作面运料：地面一盘区材料井(绞车)一盘区上部轨道大巷(调度绞车)一盘区轨道上山(无极绳绞车)11区段回风斜巷(调度绞车)工作面回风顺槽(调度绞车)工作面。掘进工作面运料：地面副斜井(绞车)盘区下部轨道大巷(调度绞车)一盘区轨道上山(无极绳绞车)掘进区段回风斜巷(调度绞车)各掘进面(调度绞车)掘进工作面排矸：与上述运料线路相反。(2) 通风系统初期通风方式为并列式。回采工作面(10401面)：新鲜风流从一盘区材料井一盘区上部轨道大巷一盘区运输上山、一盘区轨道上山11区段运输斜巷10401采面运输顺槽10401采面10401采面回风顺槽11区段回风斜巷一盘区回风上山回风大巷回风斜井引风道(风机)地面。掘1:局部通风机(安设于一盘区轨道上山)掘进头1一盘区回风上山。掘2:局部通风机(安设于一盘区轨道上山)掘进头2一盘区回风上山。本设计各个掘进工作面以及回采工作面均为独立回风，有各自独立的回风系统。井下硐室通风：变电所为独立通风；水泵房、消防材料库为通过式通风(位于新鲜风流中)；避难所、信号、调度硐室为扩散通风(深度小于6m)。风井安设FBCDZ-6-18（B）型防爆对旋轴流式风机，一台运行，一台备用。配套电机：YBFh315L2-6，电机功率2132KW，380V，风量范围3275m/s，风压范围30801350Pa。局部通风机为2BKJ-5.6/22的对旋式矿用防爆局部通风机，211KW，660V。(3) 排水系统A、 副井底部水泵房及排水设施本矿为斜井开拓，利用副斜井井底(+1075m标高)已有的水泵房及水仓，安设水泵经副井排水。本设计按矿井正常涌水量50m3/h，最大涌水量150m3/h考虑(储量核实报告预测为正常涌水量21m3/h，最大涌水量30m3/h)，排水垂高38m(水泵房至副井口垂高)。选择矿上已有的IS125-100-250型矿用离心泵，其流量为173m3/h，扬程为60m，效率75。电机选用矿用防爆型，功率45kW，660V。吸水管选择225无缝钢管(壁厚4mm)，排水管选择200无缝钢管(壁厚3.5mm)。主排水管设两趟，即工作水管和备用水管，沿副斜井敷设。正常涌水时期一趟工作，一趟备用，最大涌水量时两趟工作。B、 主井底部水泵房及排水设施设计另在主斜井井底(+1050m标高)新设水泵房及水仓，安设水泵将主井底部涌出排至盘区下部轨道大巷（+1075m）自流至副井底部主、副水仓。本设计按矿井正常涌水量50m3/h，最大涌水量125m3/h考虑(储量核实报告预测为正常涌水量21m3/h，最大涌水量30m3/h)，排水垂高25m(主井底部水泵房至盘区下部轨道大巷垂高)。选择ISA125-100-315型矿用单级单吸离心泵，其流量为144m3/h，扬程为40m，效率74.9。电机选用矿用防爆型，功率30kW，660V。吸水管选择200无缝钢管(壁厚3mm)，排水管选择175无缝钢管(壁厚2.5mm)。主排水管设两趟，即工作水管和备用水管，沿井底联络巷敷设。正常涌水时期一趟工作，一趟备用，最大涌水量时两趟工作。(4) 压风系统地面设空压机房，安设LG-16/8G型风冷式螺杆空气压缩机2台(1用1备)负责井下压风。(5) 抽放系统地面设瓦斯抽放泵房，分别安设高低负压抽放泵各2台(均为1用1备)进行井下瓦斯抽放，抽泵放型号均为2BEC-40，功率132kW，380V。二、 本章编制依据的主要文件煤矿安全规程AQ1029-2007煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求AQ1020-2006煤矿井下粉尘综合防治技术规范GB50399-2006煤炭工业小型矿井设计规范三、 设置安全监控系统的重要性煤矿生产的主要特点之一是井工生产，井下环境差，瓦斯易于集聚，容易引起瓦斯和煤尘爆炸而酿成事故，另一特点是大型机电设备多，如提升机(绞车)胶带运输机、通风机、压风机、电气设备等，这些设备的正常运转与否，对矿井安全生产影响极大。为了实现煤矿安全生产，管理人员能够及时了解和掌握井下环境和设备运转的状态，设置安全监控系统具有及其重要的意义。根据国家煤矿安全监察局文件“关于印发煤矿初步设计安全专篇编制内容的通知”，必须要求设计配置矿井安全监测监控系统，对矿井瓦斯，井下环境和大型机电设备的工作状态进行实时监测。以便有关领导及有关工作人员及时了解情况，采取有效措施。该矿按煤与瓦斯突出矿井设计应设置煤矿安全监控系统。四、 安全监控系统设置的条件及要求1、 条件矿井监测监控系统是指对煤矿井上、下的环境参数及有关生产环节的机电设备运行状况进行检测，用计算机对采集的数据进行分析处理，对设备、局部生产环节或过程进行控制的一种系统。根据煤矿安全规程158条“所有矿井必须装备矿井安全监控系统”。同时煤矿安全规程、煤炭工业小型矿井设计规范、煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范等都要求矿井设立安全监控系统。2、 要求根据AQ1029-2007(煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范)，煤矿安全监控系统需由具有模拟量、开关量、累计量采集、传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、控制等功能，用于监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、风速、风压、温度、烟雾、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主通风机开停，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制，由主机、传输接口、分站、传感器、断电控制器、声光报警器、电源箱、避雷器等设备组成。3、 监测监控设备的选择原则(1)设备须符合有关国家标准和行业标准，经国家煤矿安全监察局授权的有资质的检验机构进行联检合格，取得煤矿矿用产品标志。用于爆炸环境的煤矿安全监控设备，还必须通过国家技术监督局认证的检测机构防爆检验，并取得“MA”。(2)优先选用本质安全型设备。(3)安全监测、监控设备必须具有故障闭锁功能。(4)安全监测、监控设备必须具备甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能。当主机和系统发生故障时，必须保证甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能。当电网停电后安全监测、监控系统必须保证正常工作时间不小于2h。(5)为防止雷电通过矿井安全监测、监控系统引起井下瓦斯爆炸。系统设备必须具有防雷保护。(6)为防止人为取消断电功能，保障煤炭安全生产，系统设备必须具有断电状态和馈电状态监测、报警、显示、存储和打印报表功能。(7)传输设备应符合中华人民共和国煤炭行业标准煤矿用信息传输装置(MT/T899-2000)。(8)安全监测、监控设备之间的输入输出信号必须为本质安全型信号，设备之间必须使用专用阻燃电缆连接，严禁与调度电话线和动力电缆等共用。(9)符合AQ1029-2007(煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范)之规定和要求。五、 安全监控系统设备选择1、 监控系统选择根据煤矿安全规程，安全监测监控设备必须具有故障闭锁功能。安全监测监控设备必须具备瓦斯断电仪和瓦斯风电闭锁装置的全部功能；当主机或系统电缆发生故障时，系统必须保证瓦斯断电仪和瓦斯风电闭锁装置的全部功能；当电网停电后，系统必须保证正常工作时间不小于2h；系统必须具有防雷电保护；系统必须具有断电状态和馈电状态监测、报警、显示、存储和打印报表功能。设计从系统的主要特点、技术的先进性、性能价格比、用户使用反馈意见、系统的发展前景、对煤矿监测监控特点的适应性以及系统研制单位的技术力量、售后服务的保证程度等方面进行综合性分析，本设计选用矿方已购置安装使用的KJ73N型煤矿综合监控系统。KJ73N型煤矿安全综合监控系统是重庆梅安森公司开发的品牌产品，该煤矿监测监控系统设备选型设计根据系统的主要特点，技术的先进性、技术性能、软件功能、用户使用反馈意见，系统发展前景，对该矿监测特点的适应性以及售后服务的保证程度方面，选择KJ73N型煤矿安全综合监控系统，该设备先进，功能强，且有较强的密码保护体系，只有授权人员才能登录对系统关健数据进行操作和维护。1) 系统组成采用时分制分布式结构，主要由地面监控主机、数据库服务器、网络终端、图形工作站、通信接口、避雷器、系列监控分站、各种传感器和控制执行器等部分组成。是一套集矿井安全监控、生产工况监控内容为一体的矿井安全生产综合监控系统。2) 系统特点1)系统能全面满足AQ6201-2006新的煤矿监控系统行业标准，为取得安标证的煤矿监控系统。2)产品自配套性强，系列化齐全，性价比高，全套系统设备由重庆煤科院自主研发、生产制造，售后服务有保障。3)具有良好的开放性和可伸缩性，采用模块化设计，组态灵活。能满足各类型矿井的监控系统最优化最经济运行。4)地面监控中心运行在标准的EthernetTCP/IP网络环境，操作系统平台为中文Win98/2000/2003，可方便实现网上信息共享和网络互联。支持Internet/Intranet模式的Web系统综合监控信息浏览。5)系统显示画面采用文本、图形兼容方式，显示信息直观、生动，具有实时多屏显示功能。6)具有实时数据存储和各种统计数据存储能力。数据存储时间长、查询和报表功能丰富，格式可由用户编排。7)有系列化，多用途监控分站，功能丰富，具有甲烷断电仪及甲烷风电闭锁装置的全部功能。有完善的数据停电保存能力，确保监测数据和设置数据信息不丢失。配有智能口，可采用RS485通讯方式的各种传感器及设备。8)当通讯线路断线后，分站能保存2h以上的数据，待通讯线路恢复后，自动将数据补传至中心站。9)分站及传感器全面实现了智能化和红外遥控调校、设置。分站模拟量和开关量端口可任意互换，并支持多种信号制，有实时数据存储能力。10)分站电源具有宽范围动态自适应能力，适合矿井电网波动大的严酷环境。其备用电池可保证2h以上的供电容量。11)独特的三级断电控制和超强异地交叉断电能力(中心站手控、分站程控和传感器就地控制)。具有断电回馈信息比较，若异常则报警。12)传感器种类齐全，全面满足新的AQ传感器系列行业标准，具有稳定性高、寿命长、功耗低、传输距离远等特点。13)具有自检功能，可对分站、电源、传感器、电缆等设备进行诊断，能报警和记录并自动切断故障支路。有完善的多级口令保护功能。14)系统设备具有完善的故障闭锁功能，当与闭锁有关的设备未投入正常运行或故障时能切断与之有关设备的电源并闭锁。3) 设备主要技术指标：容量：128个，1024个输入量，512个控制量传输速率：2400bps传输方式：RS485或DPSK中心站到分站传输距离：25km分站到传感器传输距离：2.5km巡检周期：30s处理精度：0.5%画面刷新：4s电源波动：90110%(地面)1575%(井下)处理传感器种类：瓦斯、风速、负压、一氧化碳、水位、煤位、温度、烟雾、开停、风门、馈电、流量、电流、电压、功率等。2、 监控分站选择KJF16/F8大、中型分站是KJ73N型煤矿监控系统的关键配套设备，主要实现对各类传感器的数据采集、实时处理、存储、显示、控制以及与地面监控中心的数据通信。具有红外遥控初始化设置功能。可独立使用，实现瓦斯断电仪和瓦斯风电闭锁装置的全部功能。容量:KJF16/F8分别是16/8个输入端口，8/5个控制输出(模拟量和开关量可任意互换)电源电压:36、127、220、380V、660V本安电源:18VDC或24VDC输入信号:200-1000Hz，1-5mA、1/5mA、触点输出信号:电平、触点分站至传感器距离:2.5km处理误差:0.5断电容量:36V/5A、660V/0.3A防爆型式:Exib矿用本安型1) 主要功能KJF8/KJF16型井下监控分站(以下简称分站)是一种以嵌入式芯片为核心的微机计算机系统，可挂接多种传感器，能对井下多种环境参数诸如瓦斯、风速、一氧化碳、负压、设备开停状态等进行连续监测，具有多通道，多制式的信号采集功能和通讯功能，通过工业以太网或总线方式能及时将监测道德各种环境参数、设备状态传送到地面中心站，并执行中心站发出的各种命令，及时发出报警和断电控制信号。2) 功能特点为井下所挂接的各种传感器、断电器提供工作电源；采集各传感器的实测参数，设备运行状况、开停状态；通过工业以太网快速向地面的系统中心站传送巡检参数；通过RS485方式向地面中心站传递参数；执行地面中心站发往井下的各种控制命令；对异常状况超限状况进行断电控制；分站具有与传输接口双向通信及工作状态指示功能；分站具有甲烷、风速、风压、一氧化碳、温度等模拟量采集及显示功能，模拟量输入信号采用频率型模拟信号；分站具有馈电状态，风筒开关，风门开关、烟雾等开关量采集及显示功能；分站具有累计量采集及显示功能；分站具有控制风电、瓦斯闭锁功能；分站具有初始化参数设置和掉电保护功能。初始化参数可通过中心站软件输入和修改；分站具有自诊断和故障指示功能；分站具有备用电源，当电网停电后，能对甲烷、风速、风压、一氧化碳、局部通风机开停、风筒状态等主要监控量继续监控。d.主要技术指标：分站工作电压：12VDC，最大工作电流：300mA；模拟量信号：200HZ1000HZ的频率量信号；开关量信号：1mA/5mA的电流信号；累计量输入处理误差：累计量输入处理误差不大于0.5；数字量信号:与外接数字量信号的传感器采用RS-485方式进行数据交换，最大工作电压幅值5V，最大工作电流幅值150mA;控制量信号：采用本安高低电平或无源继电器触点输出；系统信号传输：采用RS-485通讯方式：数据传输速率为2400bps数据传输速率为10/100采用以太网通讯方式分站信号端口名称KJF16型井下监控分站KJF8型井下监控分站信号采集端口模拟量信号/开关量信号输入口(通过中心站软件设置可以互相转换)16路8路数字量输入口1路1路脉冲量输入口1路1路断电控制端口近程断电输出口2路1路远程断电输出口6路4路通讯端口RS-485通讯口1路1路10/100Mbps自适应以太网口1路1路注：表中的所有端口均为本安端口。3、 分站电源选择设计选择KDW0.3/660系列矿用隔爆兼本安直流稳压电源。该适用于煤矿井下有瓦斯和煤尘存在的场所或需要本质安全直流电源的地方，为矿井监控分站、防爆交换机、传感器等提供本质安全直流稳压电源。采用先进的电源模块对输入的电源进行处理，使电路有完全独立的本安输出，每路均设计有双重的过压过流以及过热保护，加之采用了先进的工艺，使效率高达90%以上。主要技术指标：(1)电源波动适应性输入电源电压(可选)：660/380/220V，50Hz输出电源电压(可选)：5/12/18/24VDC等(2)传输介质稳压电源至分站、传感器传输介质为煤矿用聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆(3)电源类型KDW0.3/660(A)KDW0.3/660(B)KDW0.3/660(C)KDW0.3/660(D)4、 监测传感器选型本设计选择与KJ73N配套的以下各类传感器，设备安装时厂家必须提供和配备与KJ73N相配套的传感器。1) 甲烷传感器(1) 高低浓度甲烷传感器(KG9001C型)测量范围:0100.00%CH4测量精度:0.001.00%CH40.10%CH41.002.00%CH40.20%CH42.004.00%CH40.30%CH44.0040.00%CH48.00%CH440.00100.00%CH410.00%真值(相对误差)元件检测反应速度:30s调校周期:1个月使用寿命:1.5年信号带负载能力:0400报警方式:二级间歇式声光报警，80dB(声强)，能见度20m(光强)报警点范围:0.52.5%CH4连续可调采样方式:扩散式整机工作电压:924VDC整机工作电流:70mADC传输距离:2km(供电18VDC使用1.5mm2截面铜芯电缆)输出信号:2001000Hz、15mADC防爆型式:Exibd矿用本安兼隔爆型(2) 低浓度甲烷传感器(KG9701A型)测量范围:04.00%CH4(010.00%CH4)测量精度:0.001.00%CH40.10%CH41.002.00%CH40.20%CH42.004.00%CH40.30%CH44.0010.00%CH48.00%真值(相对误差)元件检测反应速度:20s调校周期:1个月使用寿命:1.5年信号带负载能力:0400报警方式:二级间歇式声光报警，85dB(声强)，能见度20m(光强)报警点范围:0.52.5连续可调采样方式:限制扩散式整机工作电压:924VDC传输距离:3km(供电18VDC使用1.5mm2截面铜芯电缆)输出信号:2001000Hz、15mADC防爆型式:Exibd矿用本安兼隔爆型2) 风速传感器(KGF15型)测量范围:0.315m/s基本误差:0.3%工作电压:924VDC工作电流:70mADC显示方式:就地显示3位LED输出信号:15mADC、2001000Hz防爆型式:Exib矿用本安型3) 风流压力传感器(GF100F(A)型)测量范围:0100kPa测量误差:1F.S输出信号:2001000Hz、l5mADC、05VDC、420mADC等工作电压:924VDC工作电流:60mADC显示方式:三位半LED数字显示防爆型式:Exib矿用本安型4) 一氧化碳传感器(GTH500(B)型)工作电压:924VDC工作电流:100mADC检测范围:0500PPmCO检测误差:F.S范围内5%(相对误差)显示方式:三位红色LED显示(分辨率:1PPmCO)输出信号:2001000Hz、1.05.0mADC防爆型式:Exib矿用本安型5) 温度传感器(GW50(A)型)电源电压:924VDC最大工作电流:40mADC输出信号制:2001000Hz、15mADC、05VDC、420mADC等测量范围:050测量误差:0.5显示方式:三位半LED显示测量值，发光二极管指示灯相应亮红灯防爆型式:Exib矿用本安型6) 液位传感器(KGU9901型)测量范围:05m基本误差:1%工作电流:30mADC输出信号:电流、电压或频率信号显示方式:三位LED显示防爆型式:Exib矿用本安型7) 瓦斯抽放多参数监测传感器(GD4型)主要用于矿井瓦斯抽放浓度(C)负压(P)温度(T)压差(H)标准状态(温度20，大气压力100kPa)下的纯瓦斯流量(A)和混合量(L)等参数的检测和计算。监测参数:浓度(CH4)负压(P)差压(H)温度(T)测量范围:a)甲烷浓度(4100)%显示分辨率为0.1%CH4b)负压(0100)KPa显示分辨率为0.1kPac)压差(05.0)KPa显示分辨率为0.01kPa(1毫米水柱)d)温度(050.0)显示分辨率为0.1测量精度:CH44.040.0%真值的10%40.0100.0%测量上限的10%P2%(F.S)H2%(F.S)T2%(F.S)信号输出参数:浓度(CH4)负压(P)瓦斯纯流量(A)反应时间:不大于30秒供电电压:9V24VDC本安电源工作电流:不大于180mA最大输入电压:18.5V最大输入电流:360mA防爆标志:ExibI8) 设备开停传感器(GT-L(A)型)对各种机电设备(如通风机、局扇、水泵等)开、停状态的连续实时监测。电源电压:924VDC工作电流:1/5mADC、5/-5mADC、无电位(继电器)触点、信号制时30mADC、其它信号制时15mADC工作方式:锁固吊挂于被测电缆上，连续工作输出信号:1/5mADC、05VDC、5mADC、无电位触点显示方式:绿色灯为电源指示、红色灯指示开停防爆型式:Exib矿用本安型9) 烟雾传感器(GQF0.1(A)型)预报自然发火及各种皮带火灾，能对烟雾进行就地监测、遥测和集中监视。工作电压:924VDC响应时间和报警:60s声报警输出信号(无烟/有烟):1.0(4.0)/5.0(20.0)mADC、200/1000Hz可调继电器接点(无烟/有烟):通(ON)/断(OFF)10) 粉尘传感器(GCG500型)总粉尘浓度测量范围:0.1500mg/m3测量误差:15%输出信号:2001000Hz、15mA采样流量:2L/min电源:918(本安电源)防爆型式:Exib矿用本安型11) 风门开闭传感器(GML(A)型)用于检测煤矿井下通风系统风门的开闭状态，输出多种信号制，具有现场风门“开”、“闭”状态的指示。12) 风筒传感器(GY15型)主要用于检测煤矿井下通风用局扇内的风压，实现对风筒内风压的连续监测，用以防止对风筒的人为损坏所造成的跑风漏风现象。杜绝事故的发生。风压传感器为井下悬挂卡式仪器，在使用时应严格按照有关规定执行，防止发生意外事故。其防爆型式为矿用本质安全型，防爆标志为:ExibI。13) 远程断电器(KDG2型)主要适用于煤矿井下馈电开关控制回路的远程断电控制和馈电传感监测，为隔爆兼本安型结构，可与KJ73N等监控系统分站配套使用。主要特点有采用高压继电器控制，适用于矿井馈电开关的交、直流高低压控制回路；采用光电隔离技术，对被控开关负荷进行馈电传感监测，有效防止井下瓦斯超限“假断电”现象；具有断电控制适应性强，馈电传感监测可靠等优点。主要技术指标:输入控制信号:无源触点或电平控制输出控制方式:强继电器触点分站到断电器控制距离:10km(无源触点信号)2km(电平控制信号)断电控制容量:36V/5A或660V/0.5A断电控制指标:红灯亮表示断电控制馈电输入电压:660/380/220/127/36VAC(可选)馈电输出信号:0/1mA/5V(分别对应断线/无电/有电状态)。断电输入/输出:2路断电输入，2路断电输出，可实现1控2或2控2馈电监测:2路5、 传输设备选择1) 传输设备及器材选型原则传输设备应符合中华人民共和国煤炭行业标准煤矿用信息传输装置(MT/T899-2000)。用于监测监控系统的误码率不应大于10-8，最大巡检周期不应大于30s。安全监测监控设备之间的输入输出信号必须为本质安全型信号，设备之间必须使用专用阻燃电缆连接，严禁与调度电话线和动力电缆等共用。2) 传输设备选择选择与KJ73N配套的KJJ46型数据通信接口，通讯方式为DPSK/RS485，传输电缆选择MHYV型煤矿用信号电缆。接线盒为防爆三通(CZ-3)和二能(CZ-2)接线盒。KJJ46数据通信接口是KJ73N型煤矿监控系统的关键设备，主要实现地面中心站与井下监控分站之间的数据双向通信、地面非防爆设备与矿井防爆设备之间的电气安全隔离等功能。通讯方式：DPSK/RS485通讯速率：2400bps通讯距离：25km六、 安全监测监控系统设备必须严格执行“四位一体”综合防突措施并经效果检验。地点设备名称型号单位数量总站监控主机IPC610台2打印机HpLaserJet台1UPS电源山特2KVA在线不间断电源台1避雷器DHX90避雷器台2通讯接口KJJ46个2分站大型分站KJF16台8中型分站KJF8台2分站电源KDW0.3/660台9小型断电箱KJF19.1台3监控仪后备电源KJ101N-D台1接线盒三通CZ-3个40两通CZ-2个30电缆中心站至地面及井下各分站MHYV-141.0Km12.61分站至模拟量传感器之间MHYV-147/0.52Km4200分站至开关量传感器之间MHYV-127/0.28Km5000七、 安全监测监控系统选择的合理性、可靠性分析KJ73N型煤矿安全综合监控系统在煤矿行业得到了很好的推广应用，并在其它非煤矿行业如环保、化工、公路、铁路、隧道及民用方面也得到应用。KJ73N型煤矿安全综合监控系统具有成套性好，可靠性高等特点。到目前为止，KJ73N型煤矿安全综合监控系统用户遍及全国多个省区，反映良好，取得了较好的经济效益和社会效益。KJ73N型煤矿安全综合监控系统可增容扩大监测范围和增加监测传感器。设备必须故障闭锁功能:当与闭锁控制有关的设备未投入正常运行或故障时，必须切断该监控设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当与闭锁控制有关的设备工作正常并稳定运行后，自动解锁。设备具备甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能；当主机或系统电缆发生故障时，系统必须保证甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能；当电网停电后，系统能保证正常工作时间不小于2小时；系统具有防雷电保护；系统具有断电状态和馈电状态监测、报警、显示、存储和打印报表功能。设计监测监控总站设在地面办公楼内，井下各分站设在进风巷道中，选择了KJJ46型数据通信接口和符合MT818标准的传输电缆，能较好的保证系统的可靠性。3.1.2 地面中心站设置一、 地面中心站设置地面中心站设在工业场地办公楼生产调度室内，以便矿领导及有关部门可随时查看全矿的监测监控实时信息，及时准确地掌握当前的各类的生产工况信息，以便做出正确的决策。KJ73N型煤矿综合监控系统采用时分制分布式结构，主要由地面中心站、网络终端、图形工作站、通信接口、关时多屏、系列监控分站、各种传感器和控制执行器等部分组成。地面中心站主机连续不断地轮流与各个分站进行通信，每个分站接收到主机的询问后，立即将该分站接收的各测点的信号传给主机，各分站又不停地对接收到的传感器信号(开关量、模拟量)进行检测变换和处理，时刻等待主机的询问，以便把检测的参数送到地面。需要对井下设备进行控制时，主机将控制命令与分站巡检信号一起传给分站，由分站输出通过远动开关控制设备。监控主机将接收到的实时信息进行处理和存盘，并通过本机显示器、电视墙、模拟盘等外设显示出来。可显示各种工艺过程模拟盘、测量参数表、各种参数的实时或历史曲线、柱状图、圆饼图等，也可通过打印机打印各种报表，或通过绘图仪绘制各种图表和曲线。中心站配备两台P以上品牌工控机作为监测主机(互为备用)，主机的RS232串行口通过KJJ46传输接口与地面、井下各分站通讯。当工作主机发生故障时，备份主机应在5min内投入工作。两台主机均插有网卡，作为计算机网络的一个工作站，监测主机的信息可以进入全矿井计算机综合管理信息网。监测主机配置一台彩色打印机，系统配置一台激光打印机。中心站计算机电源由电网经交流净化电源供给，同时配备在线式UPS电源，以保证在电网停电时系统的正常工作时间不小于两小时。二、 主机和终端设置地面中心站配备：型号：KJ73N配置监控主机IPC6102台，数据库服务器2台图形工作站1台(可选配4屏或2屏多屏模式)KJJ46数据通信装置2台LQl600K或喷墨打印机1台山特2KVA在线不间断电源1台DHX90避雷器1套10/100M自适应网络集线器1台可配接多达255台远程网络终端，实现在不同地点监控信息的远程实时共享。软件运行平台为WIN98/2000/2003环境，通过Ethernet以太局域网组成全网络化环境，协议支持标准TCP/IP等。另外，联网主机必须配防火墙等网络安全措施。当系统显示井下某一区域瓦斯超限并有可能波及其它区域时，中心站值班员应按瓦斯事故应急预案手动遥控切断瓦斯可能波及区域的电源。 三、 中心站供电中心站设双回路供电并配备不小于2h的在线式不间断电源，双回路电源取自主井地面变电所不同母线段。计算机系统的电源设备应提供稳定可靠的电源。供电电源设备的容量应具有一定的余量。计算机系统的供电电源技术指标应按GB/T9361-1988计算站场地技术要求中的第9章的规定执行。机房须配备电源稳压设备，为计算机主机和终端配备UPS备用电源。计算机系统接地应采用专用地线。专用地线的引线应和大楼的钢筋网及各种金属管道绝缘。计算机机房应设置应急照明和安全出口的指示灯，并安设录音电话。四、 中心站安全防护1、 中心站选址要求中心站选址应避开如下区域:发生火灾危险程度高的区域；有害气体来源以及存放腐蚀、易燃、易爆物品的地方；低洼、潮湿、落雷区域和地震频繁的地方；强振动源和强噪音源；强电磁场的干扰的地方；设在建筑物的高层或地下室，以及用水设备的下层或隔壁；重盐害地区。2、 中心站室内装修要求中心站室内装修材料应符合建筑设计防火规范GB50016-2006中规定的难燃材料和非燃材料，应能防潮、吸音、不起尘、抗静电等。计算机机房地面应铺设活动地板，活动地板应是难燃材料或非燃材料。活动地板应有稳定的抗静电性能和承载能力，同时耐油、耐腐蚀、柔光、不起尘等。具体要求应符合SJ/T10796-19计算机机房用活动地板技术条件。异型活动地板提供的各种规格的电线、电缆、进出口应做得光滑、防止损伤电线、电缆。活动地板下的建筑地面应平整、光洁、防潮、防尘。在安装活动地板时，应采取相应措施，防止地板支脚倾斜、移位、横梁坠落。3、 中心站防火要求与中心站相关的其余基本工作房间及辅助房间，其建筑物的耐火等级不应低于建筑设计防火规范GB50016-2006中规定的三级耐火等级。4、 火灾报警及消防设施中心站应装设火灾报警设施。中心站内应设置卤代烷1211或1301灭火器。禁止使用水，干粉或泡沫等易产生二次破坏的灭火剂。5、 中心站空调系统配置要求计算机机房应采用专用空调设备，空调电源不能与监测监控系统共用。机房空气温度t=1826，噪声47dB(A)，湿度80，灯光照度符合卫生标准。中心站前环境条件应满足厂家关于安装环境的对中心机房的技术要求。6、 其它设备和辅助材料计算机机房使用的磁芯柜、磁带柜、终端点等辅助设备应是难燃材料和非燃材料，应采取防火、防潮、防磁、防静电措施。计算机机房内所使用的纸，磁带和胶卷等易燃物品。要放置于金属制的防火柜内。7、 其他防护和安全管理1) 防静电计算机机房的安全接地应符合GB/T9361-1988中的规定。(注：接地是防静电采取的最基本措施)；在易产生静电的地方，可采用静电消除剂和静电消除器。2) 防雷击计算机机房应符合GB50057建筑防雷设计规范中的防雷措施。在雷电频繁区域，应装设浪涌电压吸收装置。3) 防鼠害在易受鼠害的场所，机房内的电缆和电线上应涂敷驱鼠药剂。计算机机房内应设置捕鼠或驱鼠装置。五、 中心站装备要求 根据AQ10292007第9.1条，其中心站装备要求相关规定如下：1、煤矿安全监控系统的主机及系统联网主机必须双机或多机备份，24 h不间断运行。当工作主机发生故障时，备份主机应在5min内投入工作。 2、中心站应双回路供电并配备不小于8h在线式不间断电源。 3、中心站设备应有可靠的接地装置和防雷装置。 4、联网主机应装备防火墙等网络安全设备。 5、中心站应使用录音电话。3.1.3 分站及传输电缆设置一、 分站设置1、 分站设置的原则井下分站应安设在便于人员观察、调试、校验及支护良好、无滴水、无杂物的进风巷道或硐室中，安设时应架设支架，或吊挂在巷道中，使其距离巷道底板不小于300mm。分站主要实现对各类传感器数据采集、实时处理、存储、显示/控制和与地面监控中心的数据通信，具有红外遥控初始化设置功能。分站可单独使用于井上井下各种场合，实现瓦斯断电仪和瓦斯风电闭锁装置的全部功能。分站使用带备用电池电源(独立供电2h)，当系统因井下发生事故而使系统瘫痪时，仍可从分站调出事故前后有关参数的变化情况供事故分析用。矿井采区设计、采掘作业规程和安全技术措施必须明确中心站及各分站设备型号、数量及功能，明确分站设置地点、电源配置及控制区域，并根据实际布置及时修改，同时将检测检验内容列入管理制度。分站供电电源必须取自被控开关的电源侧，严禁接在被控开关的负荷侧。供电电源严禁设置在下列区域：断电范围内；采煤工作面、采面进风巷和回风巷内；掘进工作面内。分站及电源必须设置在新鲜风流巷道或硐室中，不得设置于回风流巷道或硐室内。2、 井下分站场地的技术安全要求(1)井下分站所在巷道处，应加强支护，其支护材料应采用不燃材料进行支护；(2)监控分站应设在新鲜风流中；(3)井下分站应设在直线巷道中，不得设在运输巷拐弯处；(4)井下分站应设置在巷道顶板稳定、无淋水的干燥处；(5)设置井下分站的巷道壁垒面应抹光平整，刷白；(6)井下分站的电缆应在巷道壁面上固定整齐，不得随意吊挂；(7)分站不得直接放置地上，应放置在离地30的固定架上。(8)井下分站周围必须安设防爆照明灯。3、 分站及隔爆电源设置地点、监测及断电范围本设计共设10个分站(其中大型分站8个，中型分站2个)，地面设有3个分站，井下设有7个分站，共监测模拟量59个，开关量56个，另有控制量5个。各总站及分站设置点、监测及断电范围见下表：地面分站供电电源取自地面变电所，井下取自井下变电所。二、 传输设备及电缆1、 传输设备及器材选型原则传输设备应符合中华人民共和国煤炭行业标准煤矿用信息传输装置(MT/T8992000)。用于监测监控系统的误码率不应大于10-8，最大巡检周期不应大于30s。安全监测监控设备之间的输入输出信号必须为本质安全型信号，设备之间必须使用专用矿用阻燃电缆连接，严禁与调度电话线和动力电缆等共用。2、 传输设备及器材型号、数量传输接口设备为KJJ46数据通信装置，通讯方式为DPSK/RS485。根据煤矿安全规程规定，井下电缆必须选用经检验合格的并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。本系统选用阻燃型的矿用信号电缆，中心站至地面及井下各分站之间采用MHYV-141.0型信号电缆；分站至模拟量传感器之间采用MHYV-147/0.52型信号电缆；分站至开关量传感器之间采用MHYV-127/0.28型信号电缆；控制电缆采用MHYV-127/0.28型信号电缆。电缆每隔100m作一黄色标志，标志电缆长度为100mm，电缆的敷设、连接方式按相关规程规范的规定执行。信号电缆之间采用防爆三通接线盒(CZ-3)和防爆二通接线盒(CZ-2)连接。3、 传输电缆敷设(1)电缆必须悬挂：在水平巷道或倾角在30以下的井巷中，电缆应用吊钩悬挂；倾角在30及其以上的井巷中，电缆应用夹子、卡箍或其他夹持装置进行敷设。夹持装置应能承受电缆重量，并不得损伤电缆。本矿初期巷道中倾角最大的为进风斜井为30，因此电缆应用夹子、卡箍或其他夹持装置进行敷设。其余井筒、采区上山和区段斜巷以及运输大巷、轨道大巷和回风大巷等巷道倾角均在30以下，巷道内传输电缆可应用吊钩悬挂。(2)水平巷道或倾斜井巷中悬挂的电缆应有适当的弛度，并能在意外受力时自由坠落。其悬挂高度应保证电缆在矿车掉道时不受撞击，在电缆坠落时不落在轨道或输送机上。(3)电缆悬挂点间距，在水平巷道或倾斜井巷内不得超过3m。(4)电缆不应悬挂在风管或水管上，不得遭受淋水。电缆上严禁悬挂任何物件。电缆与压风管、供水管在巷道同一侧敷设时，必须敷设在管子上方，并保持0.3m以上的距离。在有瓦斯抽放管路的巷道内，电缆(包括通信、信号电缆)必须与瓦斯抽放管路分挂在巷道两侧。盘圈或盘“8”字形的电缆不得带电。(5)电缆采用防爆接线盒。3.1.4 甲烷传感器的设置一、 回采工作面甲烷传感器设置传感器数量设置地点布置及要求备注甲烷传感器4(1)工作面上隅角设甲烷传感器(T0)1个(2)工作面设甲烷传感器(T1)1个，布置在距工作面出口不大于10m的位置(3)工作面回风巷设置甲烷传感器(T2)1个，布置在回风顺槽巷道口1015m的地方(4)工作面进风巷设置甲烷传感器(T3)1个，布置在距工作面出口不大于10m的位置甲烷传感器应垂直悬挂，距顶板(顶梁、屋顶)不得大于300mm，距巷道侧壁(墙壁)不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车掘进工作面长度大于1000m时，必须在掘进巷道中部增设甲烷传感器报警、断电、复电值及断电范围要求见表10-1-1回采工作面甲烷传感器布置布置见图10-1-1。图10-1-1回采工作面甲烷传感器布置