煤矿安全监测监控系统设计课程设计

22、,.、第一章 安全监测监控系统的组成及其应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4第一节 安全监测监控系统的组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4第二节 安全监测监控系统的作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5第二章 某矿概况及安全监测监控系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6第一节矿井基本概况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6第二节安全监测、监控和传输设备选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7第三节监测设备各类传感器布置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8第三章 煤矿安全生产信息化设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10第一节煤矿安全监控监测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10第二节煤矿安全生产监控系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10第三节煤矿安全生产调度系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11第四节煤矿安全综合自动化系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11第五节煤矿安全信息管理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11第四章煤矿瓦斯监测监控系统应用管理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14第一节煤矿监测监控系统的功能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14第二节煤矿监测监控系统的管理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14第三节瓦斯防治导航系统应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14第四节KJF2000．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1833前作中对于安全问题实施关口前移的根本原则。千是，在煤炭安全生产、特别是瓦斯灾害治理工作中，国家安全生产监督管理总局提出了“先抽后采、检测监控、以风定产”的十二字方针，强调了监测监控技术对千煤矿安全生产的重要性。可见，准确及时地监测监控矿井生产环境中各类安全和环境状态参数，是实现安全生产的重要基础工作。因此，自从国家开展了矿井瓦斯灾害专项治理以来，儿乎所有的矿井都安装了矿井安全监测监控系统，监测对象从瓦斯浓度、风速、有害气体变化等，发展到生产设备的开停、供电运输的自动控制，甚至到了煤（岩）与瓦斯异常动力现象预测，煤炭自燃发货变化趋势等灾害分析方面。 （一）监测监控系统的功能：一是＇测＇即检测各种环境参数，设备工矿参数过程控制参数等；二是＇控＇，即根据监测参数去控制安全装置，报警装置，生产设备，执行机构等。若系统仅用千生产过程的监测，当安全参数达到极限值时，产生显示及声光报警等输出，此类系统一般称为监测系统；除监测外还参与一些简单的开关量控制，如断电、闭锁等，此类系统一般称为监测监控系统；在监测系统上增加了对生产机械的控制，调节功能，此类系统一般称为计算机监控系统。（二）煤矿安全监测监控系统在层次上一般分为两级或三级管理的计算机集散系统，一般包括测控分站级和中心站级。每个测控分站负责某几路传感器信号的采集和某个执行机构的控制，实现了采集、控制的分散；中心站负责数据的处理、储存、运输，实现了管理的集中。中心站与分站和计算机网络之间的通信，传感器到测控分站的数据传输、测控分站到执行或控制装置信号的传输，都是通过传输信道实现的。测控分站，简称分站。根据放置地点和防爆要求的不同，有井下分站和地面分站之分。分站的主要功能是采集由传感器传来的环境安全参数，设备工况参数等信息，并进行预处理。根据预先设定的参数极限，发出超限声、光报警信号和断电、闭锁信号，与中心站通过传输信道进行通信，传输被测量信息，接收中心站的命令。井上、井下信息的交换必须加安全栅隔离。44报警装置2中心站的关键设备是主机，采用高可靠性的计算机，如工控机等作为主要部件。主机一般设悝两台，采用冷备份和热备份的方式，互为备用。主机的作用是系统的组成、系统的管理以及进行数据的处理和输出，并进行必要的存储，必要时对关键设备实施控制。产，矿井安全监测监控系统是煤矿高效生产，安全生产的重要保障。它是一种自动采集资料，处理资料并进行控制的系统，具有及时、准确、连续、可靠的优点，对千保障矿井安全，提高矿井”一通三防“管理水平，提高矿井抗灾能力等方面具有非常重要的作用，特别是对预防煤矿瓦斯超限、积聚，准确且迅速的测定矿井通风参数及有害气体浓度、掌握井下通风状况早期发现事故征兆，防止瓦斯事故的发生起到辅助决策的作用用千煤矿井下，对于干线上的传输信号的进行整形、驱动、实现远距离通讯中继。5566配悝相应的传感器，结合系统的编成控制时序即可实现由中心站控制的瓦斯风电闭锁功能。各个计算机之间通讯速率可达10,,1O,OM由多种协议接口，可方便地与具有便准协议输出的其它设备或系统联网。以中继式干线为主，分站二级管理为辅得中和结构形式，既突出干线供电的结构特点，又兼有分站结构形式的优点点接入图形终端以模拟现场动态画面监视现场测点状况，以实时曲线及表格形式随时观察监测点变化，同一画面可同时显示8条测点曲线，有利千综合比较、分析和处理。在同一幅图中可直接调用其它几幅图形可自动循环显示。绘图功能丰富，绘制简单，系统提供各种子图。图形编辑使用窗口技鼠标操作，操作人员轻松地就可以做出逼真的动态画面。个监测量。主机以二进制、十进制报表形式实时显示传感器数据，以柱状图及百分报表软件有多测点、单测点分析及综合分析等多种形式，使用灵活、方便。根1. 平正常涌水量为165m3/h。二水平最大涌水量为205m3/h。一水平中央水泵硐室现有4台200D43X8型水泵，每台排水量为288m3/h,其正常涌水量（包括二水平涌矿生产供电来自地面变电所，其电源分别来自梨恒线，梨平线两趟60KV高压输入。变电所内设一台S9-16000/66主变压器，一台SLFl-20000/60主变压器。一二水平供电来自地面变电所，电压为60KV,由两趟LJ-24架空线线路输送至山下变电所，再由两趟MYJV3X150高压电缆经皮带道至井下中央变电所，然后由井下中央变电所送出两趟高压电缆输送至采区变电所配电，直至各采掘队组。2CD井田尺寸：东西长3km，南北宽0.8km＠煤层倾角：煤层倾角为5°-18°第二 安全监测、监控和传输设备选1.2. CD瓦斯浓度自动检测，超限报警断电并能实现瓦斯电闭锁7＠）负压监测。71.2.21.2.2.11.2.2.2监控总站和各分站主要设备功能、型号及数主机：KJF-2000型，2分站：KJFT-1型通用分站，KJFT-2型基本分站，KJFS-3型单／双系统采用了多C从高智能化的J-1型通用分站，该分站本身具有显示功能，可配接并遥控设定各类开关量和模拟量传感器。用千采集和显示井上下各种环境参数、生产状态，机电设备运行状态，并将采集的各种数据和被监控的运行状态发送到地面中心站。同时接收地面中心站发出的各种控制命令，对井上下各机电设备进行控制。1.2.31.3.1中心站的布中心站布置在井口地面调度室用透明玻璃隔断的面积为15-20m2的房间内13.2避雷器设88991.3.31.3.43.4.1＠掘进工作传感器布置：在距掘进工作面煤壁小千5m的掘进巷内布置一器＠）掘进工作面回风瓦斯传感器布置，在距回风绕道（回风巷）的距离为10-3.4.2馈电传感器布近几年来，煤矿安全生产监控系统得到迅速发展。2007年建设重点是煤矿企业安全生产管理信息系统、煤矿数字化瓦斯远程监控系统。其中对煤矿企业安全生产管理信息系统和煤矿数字化瓦斯远程监控系统的投入共计6.83亿元，比2006年增长0.95亿元。大型设备的监控系统装备得到较广泛的应用。带式输送机集中控制系统、束管煤矿采用3层网络结构（信息层、自动化与控制层、设备层），利用光纤作为传输信道，实现了全矿井生产过程自动控制及信息化管理，构建了一个较为完整的综合信息化系统。目前，我国许多煤矿安装了工业电视，用图像监视井下关键设备和主要工作场所；一些现代化矿井采用了卫星定位系统，对井下人员数量和运动位置实施跟踪；调度室的装备实现了数字化。1000M工业以太网开始在井下得到应用，可以做到数字、语言和视频在同一网络上传播。据调查，至2007年10月末，全国已安装瓦斯监测监控系统装备的低瓦斯矿井12882处，安装率为83.0%。其中原国有重点煤矿已安装537处，安装率为98.2%;国有地方煤矿已安装1181处，安装率为86.5%；乡镇煤矿已安装11164处，安装率为82.0%。目前绝大多数高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井都装备了监控系统。起步较早的黑龙江省以及山西，安徽、河南、吉林、河北、重庆、江苏、新疆9个省区市，已经实现了省内或者产煤市县范围内的联网。目前，国内常见的煤矿安全生产监控系统有以下儿种。一是KJ4监测系统，已在70多个矿井推广使用了100多套，覆盖面积较广，二是KJ95煤矿综合监控系统；三是TF200频分复用型矿井监测监控系统，能集中、连续、远距离监测各种环境参数工况状态，系统监测实时性好；四是HI—MASS内为数不多的采用工业现场总线构成的井下环境及生产监测监控系统。3970个应实行集中监控的矿井中，目前已有9590％以上煤矿分别实现了省（区）、市、县，矿（集团公司）4级联网运行煤矿安全生产调度系统实际上是指多个系统的综合性系统，包括煤矿井上、井下的通信系统，煤矿生产监测、监控系统，工业电视监测系统，计算机网络系统等，主要借助生产调度指挥系统。目前，该系统的信息化技术水平从高到低，呈音通信和数字通信，国外生产的屈泄通信可以传输语音、数字和图像，但图像传输的性能还有待千提高。国内开始使用的漏泄通信效果较好，宽带漏泄通信系统最大提供32路全双工话音／数据通信和16路单向模拟视频通信，实现了煤矿各种信号的综合网络传输。20多年来，我国经过自主与协作开发，已研制成功了多套安全综合自动化系统。主要有：主运输系统的遥测遥控、井下排水系统的遥测遥控、通风系统的遥测遥控、供电系统的遥测遥控与遥调、煤流计量、工业电视监视系统等。现已有多座矿井采用100M或1000M工业以太网构成全矿井综合自动化网络VPN。调度指挥监控中心成为全矿各种安全、生产信息的集散地和生产指挥中心，各种安全与生产信息使用统一的数据仓库平台，逐步建立健全上层各种信息管理与决策支持系统，真正形成3层信息结构的矿山信息化体系。当前，国家把全国煤矿安全生产信息管理技术列为发展重点，目的就是运用计算机技术，对煤矿生产中各种隐患数据进行收集并处理，有的直接形成专业曲线图表，增强危情报告的准确性。同时，更深层次的分析和数据挖掘，可以对矿井整体进行安全综合分析。同时，提供的安全信息快速查询，有助千提高险情发生时的迅速决策，以减少隐患事故的发生。目前，我国国有重点煤矿基本建立了煤矿安全生产信息管理系统，主要进行安全日常管理、灾害预防与处理、事故管理、矿山救护管理、事故统计分析、安全评估、人员信息管理、安全监测信息处理分析及安全教育与安全技术培训等。从2002年开始，各地建立的安全监管局网站，承担着安全生产信息在网上发布的功能，为互联网用户提供了一个了解安全生产政策、法规和安全生产综合信息的电子网络信息平台。2007年煤炭行业在视频会议系统方面的投入为0.44亿元。各集团公司通过FTP、电子邮件等方式从管属的各煤矿业务处理系统中接受数据，建立本集团公司的煤矿安全评价管理信息系统。目前，各级安全监管与煤矿安全监察机构基千互联网初步建立了日常使用的各类安全信息系统管理。主要包括以生产快报、伤亡事故统计、行政执法统计、煤炭经济运行统计为基本功能的安全生产调度与统计系统。部分省级安全监管部门应用较多的是重大危险源监控系统，煤矿安全监察机构应用较好的是煤矿安全生产许可证管理和行政执法2煤矿安全生产信息化建设中存在的主要问题煤矿井下安全生产的技术支撑保障较为脆弱。信息化基础设施、装备和安全生产管理技术手段较落后，信息规模及涵盖范围较小。适用于煤矿井下的信息技术、电子信息产品和信息系统的研发及产业化水平非常落后。特别是在煤尘监控方面和一些小型煤矿依然缺乏安全生产监测监控系统。目前煤矿行业安全生产软硬件研发和服务保障系统相对滞后，研发力弱，适合煤矿行业特点和需求的软硬件与电子专用设备、仪器目前仍比较缺乏，难以满足煤矿安全生产的需求和技术升级的需要。之间信息不能共享，处千信息孤岛状态。虽然煤矿生产中大多机电一体化产品实企业缺乏统一的安全生产信息化建设与发展规划，目标不明确。缺乏高的安全生产和信息化管理复合型人才，缺乏规范的信息化安全生产管理业务流程煤矿井下环境监测（多参数、多功能煤矿生产安全监测（影响生产安全主要参数监测）1、系统的设计23系统校 （方法、手段、周期）可靠性保监控运行值班（人员素质、监控级别）要的意义，近年来，为了满足国民经济快速发展对煤炭能源的强劲需求，国内煤矿为高瓦斯或瓦斯突出矿井，这是近年来我国煤矿瓦斯事故多发的客观原因之一；另一方面，国内几起重大瓦斯事故的原因分析表明，瓦斯防治管理方面存在的缺陷也是导致瓦斯事故频繁发生的重要原因。（一）目前，我国煤矿多数矿井都装备了监测监控系统。同时随着电子技术、计算机软硬件技术的发展和企业自身发展的需要，WEBGIS等煤矿安全综合信息化网络监测管理应用系统等到了快速发展。（一）（二）用GIS图形合成分析技术将矿井采掘工程、通风系统、环境监测监控系统、瓦斯地质等影响要素有机集成，对危险源探测和隐患辨识、安全生产管理过程、安全技术措施执行实时监控跟踪，根据瓦斯防治《煤矿安全规程》、技术规范等有关规定，通过分析判断、提醒和报警实现生产矿井瓦斯防治导航的技术方法和综合管理应用系统。该系统含有技术集成单元(100)、辨识分析判断单元(200)(300)（三）通风系统以采掘工程平面图为基准，新建添加各种通风设施，设计有设施说明对通风系统设施管理的预测、预第四节KJF2000