104煤焦厂煤矿井下爆破监控系统技术方案_第1页
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项目名称: 3 3 3 3 3 3 4 42.1.1近几年爆破引起的事故在煤矿事故 4 6 7 8 9 9 9 12 13 143.8.1矿用连锁发爆器系统(V1.0) 15 20 21 21 21矿用连锁发爆器系统(L 21 26 30 38 38 38 39 391.概述1.1.总体设计思想现的雷管不响、人员误入爆破不安全区域、哑炮、瓦斯与有害气体等不安全因素进行检测,对爆104煤焦厂“井下爆破监控系统V1.0”北京龙德时代技术服务有限公司开发的井下爆破监控系统的设计贯穿了“本质安全”理念,就时监控,具体如下:十个不能:一个监控:矿山各级领导能够通过网络对爆破全过程进行实时监控。爆主机,并生成日报表、周报表、月报表。施,做到费用最省,效益最好。的爆破监控系统,不仅考虑到行业的普遍性和业界顶尖技术与实践际情况。2)安全距离不够,就不能爆破。3)不进行三人连锁,就不能爆破。4)网络电阻不合格,可能有瞎跑,就不能爆破。5)瓦斯超限,就不能爆破。6)有人在危险区域,就不能爆破。7)风量不足,就不能爆破。8)一氧化碳超限,就不能爆破。一个监控:矿山各级领导能够通过网络对爆破全过程进行实时监控。爆主机,并生成日报表、周报表、月报表。2.总体需求分析300人左右,爆破引起的重特大事故占到了重特大事故的32%-比重还在不断上升。其根本原因在于,技术落后,以及因为技术落后导致的管理落后等。2.1.1近几年爆破引起的事故在煤矿事呢?让我们看看下列事实:爆破事故造成的死亡非常惊人,爆破事故造成的人员国到现在,全国煤矿爆破事故造成的死亡人数,已经达到100000人之多!2008-2013年9月全部的中特大事故40起,其中爆破材料与爆破引起的事故为13起,占失爆与火区引起的瓦斯爆炸8起,占20%,还有4起详细原因不明(没有查明或者我们没有找撞火花2起。在重大特大事故中爆破事故有些年份占到了23%以上,重特大的事故几乎都是爆破引起的煤尘爆炸事故,远远大于全国的平均水平。这主要是因为他们推广新技术的力度大,在传统的事故多发的顶板、电火化引起的瓦斯事故等方面,事故得到了比较有效的遏制,爆破由于技术的进步不明显,事故没有得到有效遏制,事故率反倒相对上升。近年来,由于在科技、管理方面加大治理的力度,其他几类主要事故在煤矿事故中占的比重逐渐降低。顶板事故,随着综合机械化采煤、锚喷支护等技术的大面积推广应用,事故率已经大幅下降。由电火花引起的瓦斯爆炸事故,也由于防爆技术的不断完善,也在明显减少。相反爆破几年的情况如下图。据官方公布的资料,2006上半年非煤矿山企业发生事故13起30人死,从事故类别来看,上半年全国非煤矿山重大事故主要集中在冒顶片帮(坍塌)事故和爆破事故,共计17起、死亡59别占重大事故的36%。第一类是:爆破引起的煤尘爆炸事故;绝大多数(30%以上)煤尘爆炸事故都是爆破引起的!第二类是:爆破引起的瓦斯爆炸事故,这类事故中爆破引起的占了23%以上的比例。第三类是:爆破本身造成的伤亡事故,主要指爆破人员没有撤出,炸死人员;爆破警戒不严格,炸死人员等等违章爆破造成的事故!第四类是:爆破引起的突水、瓦斯和煤层突出事故;第五类是:爆破器材、火工品流落到社会上造成的事故。例如,爆破员管炸鱼、给小煤井等使用,炸死人。有人甚至拿去炸铁路等等。给人民生稳定带来重大危害!起爆技术数十年来没有根本性的发展,爆破依靠的设备器材是炸药、雷管、发爆器。但是,发爆器从建国以来基本没有变化。发爆器的制造的理念仅仅基于“起爆”就可以了,没有起爆安全的理念。起爆器技术的落后,导致了大量的违章操作得不到有效制止,造成了大量的事故。松时紧,爆破事故也是时多时少。根据有关规程,爆破作业有14个大步骤,77个小步骤,繁多复杂,甚至不容易记住,作业过程的原始水平阶段。严酷的事实证明,在没有“硬”的监督手段之下,工人们很容易违章操作,造成事故。2)对于煤矿最危险的工序---爆破,竟然没有监控系统近年来,国家强力推广安全监控系统,对于预防事故,减少事故起到的很好的作用。但是,对于发生事故最多、危害最大的爆破,竟然没有一个监控系统可以推广使用。无论从何种意义上来讲都是煤矿安全监控系统、煤矿安全管理的一个非常大的缺憾。一是爆破管理的牵头的部门混乱,有的归通风部门、有的归掘进部门、有的归安全检查部门,有的公安部门。除了通风部门负责牵头,管理体系能够理顺以外,其他部门牵头,爆破管理和瓦斯煤尘管理之间的协调容易出现脱节,也就容易造成事故。例如,山东爆破事故比较多的矿业集团和煤矿,往往都不是通风部门主管爆破,是由公安或者其他部门主管。从全国来看,由通风部门主管的单位,事故就少得多了.二是爆破员管理不理顺,爆破员和爆破作业不能统一管理,爆破掘进或者采煤区队直接管理,这样爆破员的专职性功能不确定,往往使爆破工作成为兼职工作。结果爆破的学习不容易组织,爆破技术得不到提高,爆破规章制度得不到全面贯彻。三是发爆器的统一管理流于口头,到现在90%以上煤矿还是由爆破员私自存放管理,发爆器得不到有效的检查和维修,造成大量隐患发爆器在一线使用。一是《矿用电容式发爆器》的国家标准数十年来没有大的变化,直接造成我国煤矿数十年来,一直大量使用安全标准低,极容易出现违章操作的发爆器。煤炭行业的瓦斯闭锁发爆器标准的出有的可以说是非常有效的管理手段-----“三人连锁爆破”的规定,这造成了爆破管理要放宽的误导。这种政策性的反面导向造成的后果是非常可怕的!似乎占得比例非常小,不足以为虑。但是,其实这仅仅是爆破事故中的非常少的一部分!仅仅是爆破事故中的一类----就是爆破直接炸死人的事故。更大量的爆破引起的瓦斯、煤尘等事故放到了瓦斯事故里,将爆破引起的突水放到了水害事故里等等。因此从统计口径上淡化了爆破的重要性,造成通报、宣传、汇报等情况下,不能直观地看到事故的原貌。极大地淡化了爆破引起的事故的比重。由此,误导了决策!无可否认的受统计资料的影响,国家主管部门对于爆破的管理“忽视了”---质量标准化标准不严格、统计口径忽视等等。管理制度的制定,从设备上从系统上确立不安全就不能爆破的“本质安全理念”。改变、制度的改变。器和爆破管理技术,积极推广新式的发爆器和井下爆破监控系统。分类,突出对于详细事故原因的分析,为完善安全措施,提供更直接的决策依据。按照“本质安全”的新思维、新理念设计研发本质安全型发爆器和井下爆破监控系统技术和爆破管理技术的进步,无疑是遏制消灭爆破事故的根本所在。本质安全型发爆器和井下爆跃,为从根本上遏制消灭爆破事故,实现矿山安全形势的根本好转提供了一个可靠的技术保障。我们提出的井下智能爆破监控系统,有如下目的和主要特点:统来讲,就是不安全就不能生产;对于安全设施、安全系统来讲,就是不安全就不能放行、不安全就提示、报警、闭锁;对于管理指挥系统来讲,不安全的命令就发不出去,不安全的信息得到及时的处理、报警、提示、闭锁;对于职工来讲,不安全行为、不安全的操作不能执行,不安全的人员不能上岗;在生产方面:通过现本安设备的推广或者通过对已有设备的、信息化改造,实现自动控制,通过监控系统和设备的一体化或者数据的共享,实现在不安全生产条件下,设备和系统自动停止运行,从而实现生产系统的本质安全。的作业。如,在爆破方面,装备本质安全型的井下爆破监控系统,实现瓦斯超限、煤尘超限、不进行三人连锁、安全距离不够、网络电阻不合格等等不安全条件下,不能爆破;在下井人员管理方面,实现超员就不能下井,通风系统管理方面,系统超限、故障等,系统自动报警提示,并发出自动撤人信息,自动启动撤人系统等等。不安全的问题得到自动、及时处理,不安全的行为得到自动、及时制止。3.总体方案3.1.方案设计规范和标准《煤矿安全规程》2011年;《煤矿安全监控系统通用技术要求》AQ6201-2006;《煤矿井下人员管理系统通用技术要求》AQ6201-2007;《煤矿用信息传输装置》MT/T899-2000;《煤矿用信息传输装置》MT/T899-2000;《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》MT209-90;《爆炸性环境用防爆电气设备隔爆型》GB3836.2-2000;《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求》GB3836.4-2000;《矿用一般型电气设备》GB12173-1990;《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB/T50169《电子设备用图形符号》GB/T5465----19963.2.系统基本功能对爆破过程中的“不安全因素”的实时监控,重点是对瞎炮、哑炮的杜绝;爆破不员的误入控制;三人连锁控制;安全距离控制。3.3.功能实现办法的误入控制等;通过“八个不能,一个监控”来实现现场的爆破实时监控,具体实现如下:八个不能:(1)警戒人员没有到位置,就不能爆破(确保警戒人员到达警戒位置警戒)(2)爆破安全距离不够,就不能爆破;(从而确保爆破的安全距离)(3)不进行三人连锁,就不能爆破确保爆破时,责任人必须到现场完成自己的职责)(4)网络电阻超限,就不能爆破杜绝瞎炮、哑炮的产生)(5)瓦斯超限,就不能爆破确保瓦斯正常的情况下爆破)(6)有人在危险区域,就不能爆破爆破中确保巷道工作人员在安全地点)(7)风量不足,就不能爆破爆破中确保通风正常)(8)一氧化碳超限,就不能爆破;(爆破时确保一氧化碳数据正常)一个监控:矿山各级领导能够通过网络对爆破全过程进行实时监控。3.4.系统组成设备的布置原则是:安全起爆距离标识器:每个爆破地点1台。由爆破区域控制器电源供应。无线接收器系统:每个掘进工作面配置2台,采面人员识别卡系统:每个面工作人员每人1张卡。矿用连锁发爆器:每个爆破工作面各3台。3.5.操作方法与步骤及原理首先用磁性钥匙打开磁性开关,给控制电路供电;此时液晶屏会显示开机主界面。爆破监控终端开机后会自动检测爆破区域,如果在区域内,则可以进行后续操作;如果不在区域内,则不能进行后续操作。步骤3人员信息验证可进行网络电阻测量的操作步骤。网络连接有问题,应该马上检查,一切合格后再重新进行操作;如果电阻值在允许范提示进行充能操作。用专用钥匙将开关7的位置拨到“充电”位置,成,可以爆破,此时,将爆破钥匙拨到“爆破”位置即可完成一次爆破操作。步骤6操作完成后,一定不要忘记带上防尘帽。3.6.基本功能实现的原理与途径警戒位置安装一台无线接收器系统,爆破过程中无线接收器系统接收到警戒信息后,矿用连锁发爆器系统才能启动通过。警戒人员没有到位矿用连锁发爆器系统提示警戒人员没到位禁止爆破。定好安全距离的,在爆破安全位置处设定一台安全起爆距离标识器系统,矿用连锁发爆器系统只有收到设定的安全起爆距离标识器系统发出的信号时,才能启动进入工作状态,否则,不工作。确保爆破时,责任人必须到现场完成自己的职责。通过三人连锁卡射频技术实现,通信无线传输下传给矿用连锁发爆器系统,实现三人联锁爆破。具有识别率高,识别快等特点如三人联锁中其中一人离开爆破监控周边一定距离,系统将自动闭锁,不能爆破。),瞎炮处理是爆破过程的一个很大安全隐患,瞎炮处理非常容易造成人员伤亡事故。矿用连锁发爆器系统,可以提前预测是否可能产生瞎炮,以便于提前采取措施,预防瞎炮的产生,实现本质安全。坚决杜绝因双绞线接线不牢、不标准而引起的落炮,从而有效的杜绝瞎炮、哑炮。这种不合格状态有三种情况:一是,数值超标,就不能爆破;二是,数值虽然不超标,但是一直在波动,就不能爆破;三是,数值虽然不超标,但是一直在升高,就不能爆破。任意一个瓦斯探头数据、并可以在爆破监控主机中设置正常爆破的瓦斯数值,井下爆破点瓦斯数字一旦超过规定的数值,监控主机就会给井下连锁发爆器系统下达禁止爆破的指令,系统将自动闭锁,不能爆破。有人的信息的判断方法,是在警戒区内设置3台无线传感器携带的人员识别卡系统,来判断人员是否在危险区域,有人就终止作业,不能爆破。任意一个风速探头数据、并可以在爆破监控主机中设置正常爆破的风速数值,井下探头风速数字一旦不符合爆破规定的数值,监控主机就会给井下连锁发爆器系统下达禁止爆破的指令,系统将自动闭锁,不能爆破。就是从矿现有安全监控系统的地面主机获取一氧化碳数据。系统可以根据矿上实际情况调取井下任意一个一氧化碳探头数据、并可以在爆破监控主机中设置正常爆破的一氧化碳数值,井下爆破点一氧化碳数字一旦超过规定的数值,监控主机就会给井下连锁发爆器系统下达禁止爆破的指令,系统将自动闭锁,不能爆破。3.7.技术参数1.系统容量:单套系统接口最大可接入传输分站系统128台。2.系统可以监控的安全因素为10种以上,可根据需要增加或者减少监控因素。网4.系统误码率:≤10~8。5.爆破监控终端与系统之间的最大无线通讯距离3-10m。6.供电:井下设备采用本安电源供电,远程供电距离不小于2km。7.系统存储性能:有关记录在地面中心站保存半年以上。器具有离线管理功能,以确保井下爆破的正常运行。),3.8.系统组成与主要设备技术参数3.8.1矿用连锁发爆器系统(V1.0)):外接电缆长度:≤300m;分布电感:≤1mH/km;分布电容:≤0.1kPa,瓦斯浓度<1%.a)通信路数:1路;b)传输方式:即收即发;d)最大传输距离:10Km27矿用连锁发爆器系统与爆破监a)通信路数:1路;b)传输方式:即收即发;d)最大传输距离:10Km3.8.2无线接收器系统V1.0安装在爆破境界区域内,监控警戒区域是否有人存在。监控的原理是通过精密监区域内的人员识别卡,确定人员的位置,把信息传入井上监控主机实施监控。f)通讯信号工作电压幅值:1V~5V;3.8.3传输分站系统V1.0爆破区域控制器主要由信息采集处理模块、传输模块、后备电源、嵌入式软件组成。主要功能就是双向通讯---一方面将接收到的人员信息、爆破监控终端(FD200LS)信息、爆破操作信息位器供电。一个爆破区域控制器最多可以连接8个爆破监控器。域控制器与爆破监控数据传输装置的信号传输可以采用CAN总线方式,也可以直接接光端机,采用光缆通讯的方式,也可以直接接因特网交换机。保证爆破区域控制器在断电等特殊情况下的连续工作。a)具有数据接口的双向通讯功能;b)具有与爆破监控器的通讯功能,并进行数据处理。c)具有数据校验功能。d)支持模拟CAN总线与CAN总线功能。d)最大传输距离:10Km(电缆型号:MHYVR1a)通信路数:可编程多路;3.8.4安全起爆距离标识器系统V1.O与控制器的通讯b)传输方式:主从式、半双工、CAN;d)最大传输距离:10Km(电缆型号:MHYVR13.8.5人员识别卡系统V1.0b)工作电流:≤2mAb)开路电压:≤3.5Vb)传输频率:2.4±0.08GHz4.最大编码容量:16777216个。3.8.6地面中心站:台。采用CAN总线传输时。地面中心站主机采用工控机。最低配置为:b)操作系统:Windows2000以上操作系统;c)内存:1G以上;d)显卡:Windows系统兼容,8MB以上的显存,可以工作于800e)硬盘:160G以上。地面中心站(机房)是整个系统的控制中枢,通过串行接口与及井下所有通讯爆破监控传输3.9.使用环境条件:有爆炸性气体温和物,但无显著振动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀气体;无显著摇动和剧烈冲击振动的环境。3.10.安装与调试:地表监控主机的安装参照电脑安装文件进行;监控主机及其相关连的设备要有专门的安放地点,要有良好的接地屏蔽措施;地表监控主机要设专人维护。产品的安装位置:该产品可安装在爆破地点附近,固定到巷道壁上。传输分站系统的固定:可安装在井下巷道一侧墙壁上。安装时先用防爆电钻按有关电气安装要求在巷道壁上适当的高度钻孔,然后将Φ8×100mm的膨胀螺丝固定在巷道壁上,在膨胀螺丝上安装挂钩,将爆破区域控制器挂在挂钩上。安全距离定位器的固定同爆破区域控制器。安全起爆距离标识器系统的固定:当的高度钻孔,然后将Φ8×100mm的膨胀螺丝固定在巷道壁上,在膨胀螺丝上安装挂钩,将时,由安全员负责移动。传输分站系统固定安装完成后,拧开传输分站系统器外壳的两个闭锁螺丝,打开机壳外盖;同时拧开通讯和电源接口的缩口固定螺丝,取出封口胶垫,将通讯和电源电缆串接好缩口固定螺丝、橡胶垫圈后通过爆破区域控制器接口,拧紧缩口固定螺丝;把通讯和电源电缆固定到各自的接线柱上,检查机壳外盖的封闭胶垫圈完好后,上紧闭锁螺丝。安全距离定位器要连接到传输分站系统,连接要求同传输分站系统,安全起爆距离标识器系统的电源来自传输分站系统。产品的安装位置:防爆电源可安装在离井下传输分站系统25米以内符合安装条件的地点。防爆电源可安装在井下巷道一侧墙壁上。安装时先用防爆电钻按有关电气安装要求上适当的高度钻孔,然后将Φ8×100mm的膨胀螺丝固定在巷道壁上,把防爆电源固定在膨胀螺丝上。人员识别卡系统属已安装系统的矿山井下爆破作业人员(爆破员、瓦斯检查员、班组长、安全员等)必带物品,要求随身携带,不得离开身体随意放置。产品使用时应遵循如下要求:产品免受重大打击和碰撞;产品免受水、油等液体侵蚀;产品在0□~+40□环境存放和使用;产品应挂在腰带上。通讯电缆应铺设在巷道的电缆钩上,保持合理垂度,美观、工整。竖井或斜井电缆应采用铠装加强电缆,固定敷设在井壁上。电缆接头应采用本安通讯接线合连接,红线接“+ℽ,黑线接“-ℽ,严禁接错。通信电缆属外购件,严格参照产品说明书有关要求执行。Framework1.1多语言开发组件;数据库要求安装有MicrosoftSQLServer2005企业版数矿用连锁发爆器系统(LDFBQ-1)管理软件系统(1)打开软件,直接可进入操作界面。主要是设定起爆位置,方法是选好索引号,再将特定长距离卡的卡号输入相应框内,填好地点名称,按“增加”按钮即可。可以设定多个起爆位置,界面如图3所示。通讯设置主要是设定操作软件与发爆器的串口号、通讯波特率、液晶屏的背光显示等,还有的参数进行读取,看设定的是否正确。软件界面如图4所示。主要有将用于连锁的特定人员姓名、卡号等信息、设定的职位信息、爆爆器中,以便于在现场应用时进行有关有效控制。软件操作界面如图5所示。(6)对矿用连锁发爆器系统(V1.0)的自动化管理(8)矿用连锁发爆器系统(V1.0)测试—对矿用连锁发爆并设置有关参数和控制因素,例如设置爆破监控终端(V1.0)的工作地点、虹膜控制、(9)爆破人员信息管理---对于瓦斯检查员、爆破员、班长等分类(10)将设置的爆破作业人员信息下传到矿用连锁发爆器系统(V1.0)----以实现对矿用连浏览器部分软件主界面智能放炮监控系统的主要组成如下:5.1.2.井下设备:台人员识别卡每人1张、本安电源1台、以及通讯台人员识别卡每人1张、本安电源1台、以及通讯设备的布置原则是:安全起爆距离标识器:每个爆破地点1台。由爆破区域控制器电源供电。无线接收器系统:每个掘进工作面配置3台,采面人员识别卡系统:每个面工作人员每人1张卡。矿用连锁发爆器:每个爆破工作面各3台。井上井下通信:主机安装在监控中心,从监控室到井下+638水平东翼进风掘进头、+638水平西翼采煤工作面位置铺设2500米四心信号线缆。与各个工作面的爆破监控设备进行通信。新疆昌平矿业104煤焦厂(井下爆破监控系统台1台1戴尔(双核/250G/2G/19液晶/双网台1套1件套1台1台1台1套1台1米台4台台4统台9张通信线缆米个个台4台1台1台1台1统台1智能放炮监控系统的主要组成如下:5.2.2.井下设备:台人员识别卡每人1张、本安电源1台、以及通讯设备的布置原则是:安全起爆距离标识器:每个爆破地点1台。由爆破区域控制器电源供电。无线接收器系统:每个掘进工作面配置3台,采面人员识别卡系统:每个面工作人员每人1张卡。矿用连锁发爆器:每个爆破工作面各3台。爆破监控设备进行通信。新疆昌平矿业104煤焦厂(井下爆破监控系统机台1台1台1套1套1台1台1台1套1台1米台2台6统台2台3张通信线缆米个个台2米台1台1台1统台1台1

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