某煤矿安全监控系统设计

某煤矿安全监控系统设计目录一、矿井安全监控系统设计依据二、矿井安全监控系统设计方案三、矿井安全监控设备安装说明四、矿井安全监控系统主要性能五、矿井安全监控系统管理制度六、矿井安全监控系统设备安装位置七、附图一、矿井安全监控系统设计依据、《煤炭工业小型矿井设计规范》、《煤矿安全规程》[2006]版、《新疆地方国有和乡镇煤矿矿井安全监控管理暂行办法》[2003]年、《矿井安全监控系统与瓦斯检查》 [2003]年、国家其它有关煤炭工业建设的技术、经济政策和法律、法规、煤矿提供的相关资料和设计要求二、矿井安全监控系统设计方案1、分站选型根据矿井的实际情况的要求，分站选择两个大分站、一个中型分站。地面设一个大分站、在井下+822水平设一个大分站、+772水平车场设一个中型分站。（1）安装位置： 1#大分站在地面、型号 KJ90-F16,控制范围、主井绞车、副井绞车、地面主通风机。2#中分站安装在 +772水平车场、型号 KJ90-F8,控制范围、+772水平水泵的、变电所、运输皮带、机电硐室等。3#大分站安装在 +822水平南巷、型号 KJ90-F16,控制范围在 +822水平首采工作面、回风巷等。2、大型分站的特点：型号：KJ90-F16特点：KJ90-F16/KJ90-F8型井下监控分站是一种以89C60单片机为刻心的微型计算机系统，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到得各种环境参数、设备状态传送到地面中心站，并中心站发出的各种命令，及时发出报警和断电控制信号。3、主要用途及使用范围：主要用途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 ;（4）通过RS48昉式向地面中心站传送参数；行地面中心站发往井下的各种控制命令；异常状况进行断电控制。4、适用范围：1）煤矿井下所有存在瓦斯和煤尘爆炸危险的场所；2）煤矿井下所有需要使用传感器监测、监控各种有毒有害气体及设备运行状态的地方及场所O5、品种、规格（1）井下监控分站。（2）KJ90-F16/KJ90-F8。（3）型号的组成及其代表的意义KJ90F8/16 产品系列编号（8代表KJ90-F8;16代表KJ90-F1型） 分站设备 登记序号 矿用监测、控制系统或设备6、环境条件（1）、工作条件a）工作温度；0C~40C；b）相对温度：w95%c）大气压力；80kpa〜106kpa；d）机械环境；无湿著震动和冲击的场合；e）有煤尘和瓦斯存在的场所。7、运输贮存条件a）高度；-40C〜60C；b）相对温度：w95%c）震动；w50m/s2;d）冲击；500m/s2。6、防爆类型与标志a）防爆形式；矿用本质安全型；b）防爆标志；Exib8、技术参数：1）分站工作电压；12VDC最大工作电流300mA2）模拟量信号；奋战的模拟量信号为 200Hz~1000Hz的平率范围内的脉冲宽度不小于0.3ms;其高电平电压应不小于 2.5V,底电平电压应不小于1.0V,输入与输出处理误差应不小于 0.5%。开关量信号；分站的开关量信号为1mA/5mA的电流信号。电流w1.5mA时表示为停，电流：＞4mA寸表示为开。3）累计量输入处理误 ;累计量输入处理误差不大于0.5%4）系统信号传输；a）分站与KJJ46数据接口的信号通讯方式为RS-485通讯方式，数据传送速率为2400bps,最大工作电压幅值W1.5V,最大工作电流幅值w150mAb）分站与KJJ103矿用网络交换机的信号通讯方式为以太网通讯方式：数据传输速率为10/100Mbpa自适应，最大工作电压幅值W1.5V,最大工作电流幅值W150mA。5）分站到KJJ46数据通讯接口采用煤矿用聚乙烯绝缘聚乙烯护套通信电缆a）电缆信号；MHYVRPK2X7/0.52;b）线缆直流电阻；w12.8Q/kmc）线缆分布电容：w0.06wF/km;d）线缆分布电感；w0.8mH/km。6）分站到KJJ103数据交换机采用聚乙烯绝缘聚 乙烯护套超五类双绞线。7）分站到模拟量传感器采用煤矿用聚乙烯绝缘聚乙烯护套通讯屏蔽电缆。a）电缆信号；MHYVRPK4X7/0.43;—MHYVRP1X2X7/0.52;b）b）线缆直流电阻；w12.8Q/kmc）线缆分布电容：w0.06wF/km;d）线缆分布电感；w0.8mH/km。8）分站到开关量、数字量传感器采用煤矿用聚乙烯绝缘聚乙烯护套通讯屏蔽电缆。a）电缆信号；MHYVRPK2X7/0.43;b）b）线缆直流电阻；w45Q/kmc）线缆分布电容：w0.06wF/km；d）线缆分布电感；w0.6mH/km。9）分站到断电执行器采用煤矿用聚乙烯绝缘聚 乙烯护套通讯屏蔽电缆。a）电缆信号；MHYVRPK2X7/0.43;b）b）线缆直流电阻；w45Q/kmc）线缆分布电容：w0.06wF/km;d）线缆分布电感；w0.6mH/km。10）最大传送距离；a）在传输电缆满足 9）的条件下分站到KJJ46数据接TOC\o"1-5"\h\z口之间的最大传输距离不小于 10km；b）在传输电缆满足9）的条件下分站到KJJ103网络交换机之间的最大传输距离不小于 100m；c）在传输电缆满足 9）的条件下分站到传感器之间的信号传输距离不小于 2km；d）在传输电缆满足 9）的条件下分站到控制执行器之间的信号传输距离应不小于 2km。11）控制执行时间应满足控制要求，甲烷超限断电及甲烷风电闭锁的控制执行时间应不小于3s12）电网停电后，备用电源连续工作时间应不小于是2h9、地面中心站：具体方案如下TOC\o"1-5"\h\z、主监控机 2台2、UP轩间断电源1台、打印机1台、通讯线路避雷器 1台、电源避雷器 1台、井下分站布置（见监控设备布置图）三、矿井安全监控设备安装说明（一） 1#大分站设在地面 ，监控范围是；1、主井绞车开停传感器（KT）一台。2、副井绞车开停传感器（KT）一台。3、风井主扇开停传感器（KT）两台。4、总回风瓦斯传感器（CH）一台。5、一氧化碳传感器（CO一台6、风速传感器（V）一台。7、温度传感器（T）一台。8、负压传感器（P）一台。9、安全出口开关传感器（FM一台。2＃中型分站设在 +772水平车场。监控范围是1、水泵开停传感器（KT）两台。2、水仓水位传感器（YW一台。3、机电洞室瓦斯传感器（CH）一台。4、轨道上山风速传感器（V）一台。5、轨道上山温度传感器（T）一台。6、机电硐室断电传感器（D）3台。7、机电洞室馈电传感器（KD一台。3＃大型分站设在 +822水平南巷。监控范围是1、机电洞室馈电传感器（KD一台。2、机电洞室断电传感器（D）一台。3、1#煤门风门开关传感器（FM一台。4、回风巷瓦斯传感器（CH）一台。5、一氧化碳传感器（CO一台6、风速传感器（V）一台。7、温度传感器（T）一台。8、皮带开停传感器（KT）一台。9、采煤机开停传感器（ KT）一台。10、液压泵站开停传感器（KT）一台。11、工作面上遇角瓦斯传感器（CH）一台。12、采区工作面瓦斯传感器（CH）一台。四、KJ90安全监控系统安装规范（1）机房：保证环境清洁、卫生，作好机房防尘，如有条件机房安装空调，作好机房恒温。机房电缆（含主通讯电缆、电源线缆、网线、避雷器接地线）铺设时最好在防静电地板下面。（2）监控计算机 ：监控主机的“计算机名”必须为“KJ90”，KJ98目录（监控系统文件目录）必须在C盘根目录下，设置C盘为共享；电源管理都必须设置为“从不关闭”，删除所有屏幕保护软件（*.SCR）；必须绘制监测系统示意图，其大小“800*600”象素；其它要求参考软件使用说明书。（3）机房电源：输入电压200VAC~240VAC如电压不在此范围或电压波动较大，必须安装交流净化电源。（4）接地极： 接地方法见附件 1，接地极离避雷器的距离必须小于10mi接地电阻小于2欧姆（接地包括电源避雷器接地、计算机外壳地、信号避雷器接地）。（5）地面通讯线：机房到井口的通讯电缆必须使用屏蔽电缆，安装时线路应尽量埋地（减少雷击可能），井口及机房通讯电缆的屏蔽层都必须接地，且在井口安装避雷器（入井5m位置）。（6）井下通讯线 ：与动力电缆分开铺设，避免信号干扰，如因特殊原因与动力电缆一起，就必须保证与动力电缆间距在30cm以上。（7）分站：①分站应安放在便于人员观察、调试、检验，维护和支撑良好，无滴水，无杂物的进风巷道或硐室中，安设时垫支架，使其距巷道底板不小于 300mm，或吊挂在巷道中并可靠接地。②分站电源箱所接输入电压、电缆以及控制线电缆，必须与所配密封圈相匹配。③安装接线时，应注意变电压器的接线端子，与外接电压等级是否相符（如果是660V,插头应i插在有660V字样的插头上，然后连接分站的两个“交流”标识接线端到井下开关）。瓦斯超限断电的被控开关必须是磁力防爆开关，并注意继电器保险的匹配 （36VAC/5A）。④送电时用万用表测分站工作电压是否在分站变压器工作电压许可范围之内（± 15％） 。⑤查看分站号是否与地面计算机定义一致，便于通讯，否则用遥控器进行设置。具体连接方法见附件3。（8）传感器电缆： 分站到传感器的电缆使用 1.5mm2电缆单台距离必须小于2.5km,若两台共用电缆，距离必须小于1.5km;使用1.0mn2电缆单台距离必须小于1.0km,若两台共用电缆，距离必须小于 0.6km。（9）传感器：①、瓦斯传感器1、CH4传感器应设置在巷道上方，并不影响行人和行车，维护方便，传感器应垂直悬挂距顶板，不得大于300mm距巷道侧壁不得小于200mm2、工作面（掘进工作面）瓦斯传感器的设置严格符合《煤矿安全规程》规定。（见附件2）3、为了传感器能真实反应环境参数，必须用标准气样调校，气体流量控制在 200ml/s。②、风速传感器安装在主要测风站，顶板较好无明显淋水干燥的巷道，并不影响行人和行车。传感头风流指向与风流方向应一致，偏角不得大于5度。吊挂时必须固定，不能让传感器左右摆动。③、开停传感器卡固在被测设备的负荷电缆上。卡固开停传感器时，必须在动力电缆非密集地方，否则将受其它电缆的干扰，信号不稳定。（10）断电器： 近程断电使用 1.5mm2的电缆，分站到被控开关距离应小于30m严禁使用DW原列开关作为被控开关；被控开关必须使用磁力防爆开关。五、避雷器接地极标准（如图）（1）接地坑 地点：潮湿处规格：深、长、宽各 1.5米接地极底部：需铺上10厘米木炭、20公斤盐，再用镀锌扁铁（宽度不小于4厘米，厚度不小于4毫米，长度约10米）在接地坑底部盘成圈。（2）连接线规格：线截面不小于25平方毫米的铜芯线。避雷器附件1六、回采工作面、回风巷及进风巷甲烷传感器的设置传感器的安装位置如图1，甲烷传感器T1必须安装,其报警浓度为1.0%CI4,断电浓度为1.5%CI4,复电浓度小于1.0%CI4;高瓦斯、高突矿井还必须安装T2,其报警浓度为1.0%CI4,断电浓度为1.0%CI4,复电浓度小于1.0%CI4,T1、T2断电范围为工作面和回风巷内的全部非本质安全型电气设备；煤与瓦斯突出矿井必须安装进风巷甲烷传感器T3,其报警浓度为0.5%CI4,断电浓度为0.5%CI4,复电浓度小于0.5%CI4,断电范围为进风巷内的全部非本质安全型电气设备；串联通风必须安装甲烷传感器T4,其报警浓度为0.5%CI4,断电浓度为0.5%CI4,复电浓度小于0.5%CI4,断电范围为进风巷、工作面和回风巷内的全部非本质安全型电气设备。图1七、掘进工作面及回风流甲烷传感器的设置传感器的安装位置如图1,甲烷传感器T1必须安装，其报警浓度为1.0%CI4,断电浓度为1.5%CI4,复电浓度小于1.0%CI4;高瓦斯、高突矿井还必须安装T2,其报警浓度为1.0%CI4,断电浓度为1.0%CH4,复电浓度小于1.0%CI4,T1、T2断电范围为掘进巷道内全部非本质安全型电气设备；串联通风必须安装甲烷传感器T3,其报警浓度为0.5%CI4,断电浓度为0.5%CI4,复电浓度小于0.5%CI4,断电范围为掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。图2八、矿井安全监控系统主要性能矿井安全监控系统主要对瓦斯、风速、负压、温度、一氧化碳等环境参数实时采集、处理、存储、显示、超限报警和打印。本系统报警，断电，总线传输和红外遥控自动报警点、断电点由软件设定或修改，实现区域内的超限自动断电。