煤矿安全监控实习讲课

1、 n煤矿生产安全监控实验教学系统应该做到与真实煤矿生产安全监控实验教学系统应该做到与真实 系统一样安全运行，又能满足教学需要，模拟生系统一样安全运行，又能满足教学需要，模拟生 产中各种工作现象和监控过程。产中各种工作现象和监控过程。 n应用各种物理方法产生模拟的一次信号，模拟井应用各种物理方法产生模拟的一次信号，模拟井 下环境参数与工况参数的改变。下环境参数与工况参数的改变。 n研发了煤矿生产安全监控信号教学模拟软件，完研发了煤矿生产安全监控信号教学模拟软件，完 成对煤矿井下生产安全监控数据的计算机模拟。成对煤矿井下生产安全监控数据的计算机模拟。 n从而使教学系统能够在实验室动态模拟井下监控从

2、而使教学系统能够在实验室动态模拟井下监控 过程。过程。 图1 煤矿生产安全监控实验教学系统结构图 KJT-2 KJT-2传输接口装置是用于监控分站和地面监控主机之传输接口装置是用于监控分站和地面监控主机之 间进行通讯的智能型接口装置。该装置以间进行通讯的智能型接口装置。该装置以FSKFSK移频键控通移频键控通 讯方式通过二芯无极性电缆与分站通讯，接口装置内置光讯方式通过二芯无极性电缆与分站通讯，接口装置内置光 电隔离、保护安全栅，抗干扰性能好。电隔离、保护安全栅，抗干扰性能好。 n主要技术指标主要技术指标 n供电电压：供电电压：AC220VAC220V； n整机功耗：整机功耗： 10W10W；

3、 n与分站间传输速率：与分站间传输速率：1200bps1200bps； n最大传输距离：不小于最大传输距离：不小于15km15km； n信号线最大短路电流：信号线最大短路电流：50mA50mA； n接口与主计算机传输：接口与主计算机传输：RS232CRS232C、距离不大于、距离不大于15m15m； n防爆型式：一般兼本质安全型；防爆型式：一般兼本质安全型； n传输接口工作方式：主从、半双工、单层连接。传输接口工作方式：主从、半双工、单层连接。 KJF39KJF39监控分站监控分站 内含本质安全电源，除具备采集、显示井内含本质安全电源，除具备采集、显示井 下各种安全参数数值、设备运行状态以及接

4、受下各种安全参数数值、设备运行状态以及接受 主机命令传送数据和状态信息以外，还具有如主机命令传送数据和状态信息以外，还具有如 下功能：下功能： n具备甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功具备甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功 能。传输线断线或中心站软件故障时，分站仍能。传输线断线或中心站软件故障时，分站仍 可独立工作，确保井下安全生产；可独立工作，确保井下安全生产； n主要技术指标：主要技术指标： n容量：模拟量输入容量：模拟量输入 4 4个；开关量输入个；开关量输入 n4 4个；控制量输出个；控制量输出4 4个。个。 n输入信号制式：模拟量输入信号制式：模拟量 2002001000Hz10

5、00Hz、 n0 0200Hz200Hz、0 0400Hz400Hz、2002006006001000Hz1000Hz； n开关量：开关量：0 05mA5mA。 n控制输出：断电继电器接点容量控制输出：断电继电器接点容量 AC220V 5AAC220V 5A； DC12VDC12V。 KGY-002A KGY-002A智能遥控甲烷传感器用于检测煤矿井智能遥控甲烷传感器用于检测煤矿井 下空气中的甲烷含量。它是一种智能型检测仪表，下空气中的甲烷含量。它是一种智能型检测仪表， 具有自动稳零、低功耗、软启动、环保电源、精具有自动稳零、低功耗、软启动、环保电源、精 度高、稳定可靠等特点。各种操作可通过遥

6、控器度高、稳定可靠等特点。各种操作可通过遥控器 来实现，免开盖调试。能与国内各种监控系统、来实现，免开盖调试。能与国内各种监控系统、 风电瓦斯闭锁、断电仪配套使用。风电瓦斯闭锁、断电仪配套使用。 测量范围测量范围0-4% 0-4% CH4 CH4测量误差测量误差 0.00-1.00 % CH4 0.00-1.00 % CH4，0.10 % CH40.10 % CH4 1.00-2.00 % CH4 1.00-2.00 % CH4，0.20 % CH40.20 % CH4 2.00-4.00 % CH4 2.00-4.00 % CH4，0.30 % CH4 0.30 % CH4 响应时间小于响应

7、时间小于30S30S 报警点报警点0.5-2.5% CH40.5-2.5% CH4可调可调 报警方式红色报警方式红色LEDLED灯闪烁、蜂鸣器鸣叫灯闪烁、蜂鸣器鸣叫 输出信号输出信号200-1000Hz200-1000Hz或或4-20mA4-20mA 工作电压本安工作电压本安DC8V-22V DC8V-22V 电电 流流50mA50mA GTH100/500GTH100/500煤矿用一氧化碳传感器煤矿用一氧化碳传感器 GTH100/500GTH100/500煤矿用一氧化碳传感器是用于连续检测煤矿井煤矿用一氧化碳传感器是用于连续检测煤矿井 下一氧化碳气体浓度的高精度仪表。传感器使用进口检测元下一

8、氧化碳气体浓度的高精度仪表。传感器使用进口检测元 件，使传感器的性能、测量精度、使用寿命都大大提高。具件，使传感器的性能、测量精度、使用寿命都大大提高。具 有红外遥控有红外遥控 调校零点、灵敏度、报警点等功能。调校零点、灵敏度、报警点等功能。 传感器除了和本公司传感器除了和本公司KJ83KJ83煤矿安全煤矿安全 监控系统配套使用外还可和国内监控系统配套使用外还可和国内 其它监控系统配套使用。其它监控系统配套使用。 测量范围测量范围0-100PPm0-100PPm或或0-500PPm0-500PPm 测量误差测量误差 2 2 响应时间小于响应时间小于40S40S 报警点报警点24PPm24PPm

9、 报警方式红色报警方式红色LEDLED灯闪烁、蜂鸣器鸣叫灯闪烁、蜂鸣器鸣叫 输出信号输出信号200-1000Hz200-1000Hz或或4-20mA4-20mA 工作电压本安工作电压本安DC8V-21VDC8V-21V 工作电流工作电流50mA50mA；报警电流；报警电流70mA70mA GPD1/5煤矿用负压传感器煤矿用负压传感器 GPD 1/5GPD 1/5煤矿用负压传感器是采用扩散硅压力传感器芯煤矿用负压传感器是采用扩散硅压力传感器芯 片开发的固定式仪表。主要用于连续监测矿井通风总负压、片开发的固定式仪表。主要用于连续监测矿井通风总负压、 矿井风机差压、井下风门两侧及矿井密闭墙内外压力差

10、，是矿井风机差压、井下风门两侧及矿井密闭墙内外压力差，是 矿井通风安全参数测量的重要仪表。具有红外遥控调校、调矿井通风安全参数测量的重要仪表。具有红外遥控调校、调 校简单等特性。传感器除了和本公司校简单等特性。传感器除了和本公司KJ83KJ83煤矿安全监控系统煤矿安全监控系统 配套使用外还可和国内其它监控系统配套使用。配套使用外还可和国内其它监控系统配套使用。 测量范围测量范围 0-1KPa0-1KPa或或0-5KPa0-5KPa 测量误差测量误差 2 2 响应时间响应时间 小于小于30S30S 输出信号输出信号 200-1000Hz200-1000Hz或或4-20mA4-20mA 工作电压工

11、作电压 DC12V-21V DC12V-21V 工作电流工作电流 50mA50mA GFC-15GFC-15煤矿用风速传感器煤矿用风速传感器 GFC-15GFC-15煤矿用风速感器是采用超声波测量原理。主要用于煤矿用风速感器是采用超声波测量原理。主要用于 连续监测矿井通风总回风巷、井下主要测风站、扇风机等处连续监测矿井通风总回风巷、井下主要测风站、扇风机等处 的风速，是矿井通风安全参数测量的重要仪表。具有红外遥的风速，是矿井通风安全参数测量的重要仪表。具有红外遥 控调校、调校简单等特性。传感器除了和本公司控调校、调校简单等特性。传感器除了和本公司KJ83KJ83煤矿安煤矿安 全监控系统配套使用

12、外还可和国内其它监控系统配套使用。全监控系统配套使用外还可和国内其它监控系统配套使用。 测量范围测量范围 0.3-15 m/s0.3-15 m/s 测量误差测量误差 小于小于 0.3 m/s0.3 m/s 响应时间响应时间 小于小于40S40S 显示三位显示三位LEDLED就地显示就地显示 输出信号输出信号 200-1000Hz200-1000Hz或或4-20mA4-20mA 工作电压工作电压 DC8V-21V DC8V-21V 工作电流工作电流 70mA70mA GKT-LGKT-L煤矿用设备开停状态传感器煤矿用设备开停状态传感器 主要用于监测矿井机电设备主要用于监测矿井机电设备 运行状态，

13、将机电设备开停运行状态，将机电设备开停 状态信号转换为电流信号，状态信号转换为电流信号， 传送到监控分站。传送到监控分站。 GFK-LGFK-L煤矿用煤矿用 风门开闭状态传感器风门开闭状态传感器 主要用于监测矿井主要用于监测矿井 主要风门的开关状态。主要风门的开关状态。 ZQJD-1ZQJD-1矿用断电馈电转换器矿用断电馈电转换器 矿用断电馈电转换器是矿井安全监控系统的配矿用断电馈电转换器是矿井安全监控系统的配 套设备，与监控分站配套使用实现远程断电，同套设备，与监控分站配套使用实现远程断电，同 时作为风电瓦斯闭锁装置的组成部分之一。传感时作为风电瓦斯闭锁装置的组成部分之一。传感 器监测被控电

14、气设备的断电、馈电状态，通过监器监测被控电气设备的断电、馈电状态，通过监 控分站将状态信息传送到地面中心站控分站将状态信息传送到地面中心站。 工作电源用作断器：工作电源用作断器： 电本安电本安DC9V-21VDC9V-21V、整机电流、整机电流10mA10mA 馈电状态转换器：输入端电压：馈电状态转换器：输入端电压：AC36VAC36V 动作距离动作距离 不大于不大于10m10m 至分站距离至分站距离: : 不大于不大于 3km3km； 外形尺寸及重量外形尺寸及重量1901901901908484； 重量：重量：1.8kg1.8kg KHJ-03FKHJ-03F风电甲烷闭锁装置风电甲烷闭锁装置

15、 该锁装置是以该锁装置是以AT89S8252AT89S8252微处理器为核心的煤矿安全监控微处理器为核心的煤矿安全监控 装置。该装置用于监测煤矿甲烷和局部通风机状态，并实现装置。该装置用于监测煤矿甲烷和局部通风机状态，并实现 当通风机未开或风力不足，以及甲烷超限报警时，能自动切当通风机未开或风力不足，以及甲烷超限报警时，能自动切 断并闭锁被控区域动力电源的控制功能。因此，使用该装置断并闭锁被控区域动力电源的控制功能。因此，使用该装置 可有效地防止煤矿瓦斯爆炸事故。闭锁装置适用于高瓦斯矿可有效地防止煤矿瓦斯爆炸事故。闭锁装置适用于高瓦斯矿 井，特别适用于采用局部通风的掘进工作面对甲烷的有效监井，

16、特别适用于采用局部通风的掘进工作面对甲烷的有效监 控。控。 风电瓦斯闭锁基本配置风电瓦斯闭锁基本配置 主机主机 1 1台台 ZQJD-1 ZQJD-1断电馈电转换器断电馈电转换器 2 2台台 KGY-002A KGY-002A甲烷传感器甲烷传感器 3 3台台 GKT-L GKT-L开停状态传感器开停状态传感器 2 2台台 KGY-002KKGY-002K双路甲烷超限断电仪双路甲烷超限断电仪 双路甲烷超限断电仪，自身带有本安电源并具有双路甲烷超双路甲烷超限断电仪，自身带有本安电源并具有双路甲烷超 限断电功能。限断电功能。 主要特点：主要特点： 两个模拟量传感器和两个开关量传感器；两个模拟量传感器

17、和两个开关量传感器； 两路模拟量信号轮流显示，开关量状态显示；两路模拟量信号轮流显示，开关量状态显示； 两种断电输出方式，简化断电系统设备，降低应用成本。两种断电输出方式，简化断电系统设备，降低应用成本。 JCB-C2000JCB-C2000型智能甲烷检测报警仪型智能甲烷检测报警仪 此报警仪，是采用微电脑数字技术此报警仪，是采用微电脑数字技术 的超小型便携式智能仪表，主要用于的超小型便携式智能仪表，主要用于 检测煤矿井下空气中的甲烷气体浓度，检测煤矿井下空气中的甲烷气体浓度， 具有自动调零、报警、连续自动记录具有自动调零、报警、连续自动记录 120 120组数据等功能。体积小、密封好、组数据等

18、功能。体积小、密封好、 精度高、稳定可靠，可供井下所有工精度高、稳定可靠，可供井下所有工 作人员携带使用。作人员携带使用。 1 1）KJ83KJ83监控系统软件主要功能监控系统软件主要功能 系统具有通讯传输测试、传输故障记录、显示、传输错系统具有通讯传输测试、传输故障记录、显示、传输错 误统计功能；误统计功能； 系统具有自检功能，包括分站、传感器故障诊断，报警系统具有自检功能，包括分站、传感器故障诊断，报警 提示；提示； 在线生成分站定义、传感器定义、监测点定义，修改在线生成分站定义、传感器定义、监测点定义，修改 监测点的报警、断电等监测参数功能；监测点的报警、断电等监测参数功能； 以各种表格

19、、曲线形式显示各测点实时数据，包括监测以各种表格、曲线形式显示各测点实时数据，包括监测 参数、测点位置、数值、状态、报警值、断电值等；参数、测点位置、数值、状态、报警值、断电值等； 3 3 实验教学系统的软件功能实验教学系统的软件功能 1 1）KJ83KJ83监控系统软件主要功能监控系统软件主要功能 实时数据、统计数据的查询、报表统计功能。可查询实时实时数据、统计数据的查询、报表统计功能。可查询实时 数据、历史数据、各种曲线、报警、断电以及操作记录，便数据、历史数据、各种曲线、报警、断电以及操作记录，便 于管理人员分析处理；于管理人员分析处理； 相同类型传感器和不同类型传感器的实时数据同屏曲线

20、动相同类型传感器和不同类型传感器的实时数据同屏曲线动 态对比功能；态对比功能； 动态图形显示功能，方便的绘制监控设备布置图等图形，动态图形显示功能，方便的绘制监控设备布置图等图形， 使用户了解井下实时数据和设备运行状态更形象、生动；使用户了解井下实时数据和设备运行状态更形象、生动； 多种动态图的循环显示功能，数据库动态生成的方式，如多种动态图的循环显示功能，数据库动态生成的方式，如 果硬盘容量足够大，监测数据可无限期保存；果硬盘容量足够大，监测数据可无限期保存； 多种报警方式。以图标变化、数值颜色变化、声音等多种多种报警方式。以图标变化、数值颜色变化、声音等多种 方式报警；方式报警； 1 1）

21、KJ83KJ83监控系统软件主要功能监控系统软件主要功能 中心站软件具有二次数据定义的功能。通过二次数据定中心站软件具有二次数据定义的功能。通过二次数据定 义来实施各种复杂的逻辑关系，如不同分站的断电控制、义来实施各种复杂的逻辑关系，如不同分站的断电控制、 将提升的箕斗数计算为产量等；将提升的箕斗数计算为产量等； 报警数据的无线发送功能。系统能将报警数据发送到主报警数据的无线发送功能。系统能将报警数据发送到主 管领导的手机中，以便及时处理各种危险事故；管领导的手机中，以便及时处理各种危险事故； 系统具有多种用户权限管理功能。不同的用户具有不同系统具有多种用户权限管理功能。不同的用户具有不同 的

22、操作权限；的操作权限； 组网功能。系统向外提供了统一的数据接口，便于联网组网功能。系统向外提供了统一的数据接口，便于联网 和其它数据分析系统联网；和其它数据分析系统联网； 图图2 监控软件检测数据部分表格监控软件检测数据部分表格 n软件可以对矿井环境参数如甲烷浓度软件可以对矿井环境参数如甲烷浓度,一氧化碳浓度一氧化碳浓度, 风压风压,风速等环境模拟量参数随机动态模拟；可分别设风速等环境模拟量参数随机动态模拟；可分别设 置设备开停状态传感器置设备开停状态传感器,风门开闭状态传感器风门开闭状态传感器,断电馈电断电馈电 转换器等矿井数字量工况参数；对风电甲烷闭锁功能转换器等矿井数字量工况参数；对风电

23、甲烷闭锁功能 进行模拟。进行模拟。 n可分别设置设备开停状态传感器可分别设置设备开停状态传感器,风门开闭状态传感风门开闭状态传感 器器,断电馈电转换器等矿井数字量工况参数；对风电甲断电馈电转换器等矿井数字量工况参数；对风电甲 烷闭锁功能进行模拟。烷闭锁功能进行模拟。 n模拟输出煤矿井下监控数据模拟输出煤矿井下监控数据,通过通过KJ83监控系统的监监控系统的监 控软件采集应用控软件采集应用,从而达到教学模拟的目的。从而达到教学模拟的目的。 KJF39KJF39监控分站监控分站 内含本质安全电源，除具备采集、显示井内含本质安全电源，除具备采集、显示井 下各种安全参数数值、设备运行状态以及接受下各种

24、安全参数数值、设备运行状态以及接受 主机命令传送数据和状态信息以外，还具有如主机命令传送数据和状态信息以外，还具有如 下功能：下功能： n具备甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功具备甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功 能。传输线断线或中心站软件故障时，分站仍能。传输线断线或中心站软件故障时，分站仍 可独立工作，确保井下安全生产；可独立工作，确保井下安全生产； n主要技术指标：主要技术指标： n容量：模拟量输入容量：模拟量输入 4 4个；开关量输入个；开关量输入 n4 4个；控制量输出个；控制量输出4 4个。个。 n输入信号制式：模拟量输入信号制式：模拟量 2002001000Hz1000Hz

25、、 n0 0200Hz200Hz、0 0400Hz400Hz、2002006006001000Hz1000Hz； n开关量：开关量：0 05mA5mA。 n控制输出：断电继电器接点容量控制输出：断电继电器接点容量 AC220V 5AAC220V 5A； DC12VDC12V。 KGY-002A KGY-002A智能遥控甲烷传感器用于检测煤矿井智能遥控甲烷传感器用于检测煤矿井 下空气中的甲烷含量。它是一种智能型检测仪表，下空气中的甲烷含量。它是一种智能型检测仪表， 具有自动稳零、低功耗、软启动、环保电源、精具有自动稳零、低功耗、软启动、环保电源、精 度高、稳定可靠等特点。各种操作可通过遥控器度高

26、、稳定可靠等特点。各种操作可通过遥控器 来实现，免开盖调试。能与国内各种监控系统、来实现，免开盖调试。能与国内各种监控系统、 风电瓦斯闭锁、断电仪配套使用。风电瓦斯闭锁、断电仪配套使用。 测量范围测量范围0-4% 0-4% CH4 CH4测量误差测量误差 0.00-1.00 % CH4 0.00-1.00 % CH4，0.10 % CH40.10 % CH4 1.00-2.00 % CH4 1.00-2.00 % CH4，0.20 % CH40.20 % CH4 2.00-4.00 % CH4 2.00-4.00 % CH4，0.30 % CH4 0.30 % CH4 响应时间小于响应时间小于

27、30S30S 报警点报警点0.5-2.5% CH40.5-2.5% CH4可调可调 报警方式红色报警方式红色LEDLED灯闪烁、蜂鸣器鸣叫灯闪烁、蜂鸣器鸣叫 输出信号输出信号200-1000Hz200-1000Hz或或4-20mA4-20mA 工作电压本安工作电压本安DC8V-22V DC8V-22V 电电 流流50mA50mA GTH100/500GTH100/500煤矿用一氧化碳传感器煤矿用一氧化碳传感器 GTH100/500GTH100/500煤矿用一氧化碳传感器是用于连续检测煤矿井煤矿用一氧化碳传感器是用于连续检测煤矿井 下一氧化碳气体浓度的高精度仪表。传感器使用进口检测元下一氧化碳气体浓度的高精度仪表。传感器使用进口检测元 件，使传感器的性能