一. 概述: 煤矿安全在煤炭生产中占有特别重要的地位。煤矿事故发生的主要形式为瓦斯爆炸、瓦斯突出及中毒窒息。咎其原因主要为: 1、地质条件变化使掘进面或工作面的瓦斯异常涌出并大量积聚。 2、全局和局部通风结构及管理不善,导致异常涌出的瓦斯得不到排除或稀释。 3、现场监控报警手段落后,不能及时发现和排除事故隐患,不能及时发出报警。 4、上级煤管机关对各矿井下瓦斯变化,缺少直接、定量、有效、客观的监控条件与手段。
二、系统特点 1.系统全面执行新版防爆标准,监控标准及新版的煤矿安全规程。 2.监控软件选用最新的Windows2000为平台进行开发,操作简单, 功能强大,界面美观,具有语音报警功能。 3.特有的软件容错纠错技术,提高了系统的可靠性。 4.经济型系统采用差分平衡式无地线传输方式,保证数据传输质量,符合欧洲工业标准,具有极强的抗干扰能力。 5.全隔离分站,由大容量不间断电源供电,分站采集控制电路与输入、输出电路在电气上彻底隔离,提高了运行的可靠性。 6.分站特有设计使分站在接传感器时不区分开关量、模拟量,同时分站能适应频率电压、电流等多种信号制,减少了设备种类,并可充分利用设备,使用十分灵活,性能价格比高。 7.特有的电源继电器箱设计,将不间断电源和断电器组合在一起,降低了成本提高了性能价格比。 8.长期从事煤矿安全监测监控系统的研制、生产在安全监测监控方面积累了丰富经验。特殊的设计,经得起恶劣环境的考验。
三、系统主要功能 1. 系统可采集瓦斯、风速、负压、一氧化碳、温度等模拟量以及开停、风门、馈电等开关量。 2. 系统可实现风、电、瓦斯闭锁功能。 3. 系统同时具有自动控制功能和手动控制功能。 4. 系统具有故障报警和故障统计功能。 5. 停电后系统可工作2小时以上。 6. 软件功能; •简单配置功能。地面可对井下分站、传感器的数量、类型、参数、安装地点等进行设置。 •丰富的图形功能。软件可由显示工艺流程模拟图、各种监测数据动态图形、柱状图、实时曲线、历史曲线 •动态图形可由用户根据实际情况自行设计。 •实用的报表功能。软件可自动生成报表,报表内容、起止时间可由用户设定。 •可靠的存储功能。软件每三分钟存储一组数据。 7. 井口瓦斯数据实时显示;不仅可使“煤矿安全员”也可让每位下井煤矿员工自觉对瓦斯安全进行有效的监督和警视。 8. 网络功能。 在煤管局设服务器一台,通过宽带网将煤管局与各煤矿监控系统连接成一个网络,设在煤管局服务器随时向各个小煤矿提取数据,并在服务器上进行数据存储、报警、显示、打印。同时可在煤管局监控中心设置“各矿瓦斯数据监视大屏”,行之有效的对各煤矿进行监督指导。
四、井下硬件系统组成及技术参数 1.综合指标: 系统容量 : 128台分站 系统传输速率:1200bps 系统巡检周期 : 不大于20s 传输方式 : 基带半双工RS485 上到分站间传输距离:<1.5Km 分站到传感器之间传输距离: < 2 Km 传输电缆芯线 : 4-6芯 2.控制分站 输入测点数量 : 8个(开关量和模拟量任意接入) 开出口数量 : 4个 传输速率 : 1200bps 供电电源 : DC12-18V,50mA 3. KGJ15智能遥控甲烷传感器 量 程: 0-4%CH4 输出信号: 200-1000Hz 响应时间: 小于30S 工作电压: DC6-21V 工作电流: < 50mA 断电输出: DC12V,大于100mA 4.断电执行器: 开关量输入信号:0mA/5mA; 继电器组数 :2组; 继电器触点形式:常开或常闭; 继电器通断能力:交流36V/5A、交流127V/2A、交流660V/0.35A; 断电状态返回 :0mA/5mA。 5.电源继电器箱 供电电源: 交流127V、220V或660V; 本安输出: 直流18V/650mA。; 备用电池供电时间: 大于2h; 断电输出: 2组; 断电能力: AC36V/5A、AC127V/2A、AC660V/0.35A; 断电状态返回: 0mA/5mA 6.矿用智能风量传感器 测量范围: 风速0.3~15m/s 坑道断面积: 小于30M2 允许误差: 小于+0.3m/s 重复性误差: 读数值 1% 输出信号: 200~1000Hz/5~15Hz 或4~20mA/1~5mA 工作电压: 本安DC12~18V 工作电流: 小于60mA 换能器工作频率:140~150KHz 7.负压(压力)传感器 防爆型式 本质安全型,标志为“ExibI” 最大测量范围 0-1Kpa、0-5Kpa、0-100Kpa、0-500Kpa 过载能力 200%测量范围上限 基本误差 1% 输出信号 200--1000Hz频率或1--5mA恒流 工作电压: DC 12 - 18 V 工作电流 不大于60mA 输出信号 200--1000Hz频率或1--5mA恒流 8.一氧化碳传感器 防爆型式: 矿用本质安全型, 标志为 ”ExibI” 测量范围: 0—100ppm 或 0-1000ppm 基本误差: 0—50ppm �4ppm 50—200ppm �(4 3%测量值)ppm 200—1000ppm �(4 3%测量值)ppm 反应时间: 30S 探头寿命: 1年 显示方式: 3位LED 输出信号: 200~100Hz/5~15Hz或 1~5mA/4~20mA电流 工作电压: DC8V~24V 工作电流: 小于60mA 9.矿用设备开停传感器 防爆型式 矿用本质安全型,标志为“ibI” 工作电压 DC8-24V 工作电流 不大于10mA 被测设备电缆范围 外径:16-80mm 工作方式 直接卡固在供电电缆外皮上,连续工作 输出信号 开关量,电流及无电位接点 输出信号传输距离 2Km
五、井上硬件系统组成及技术参数 1.传输接口 容量 128台分站 传输速率 1200-2400bps 传输方式 RS485 传输距离 不小于15Km 供电电源 AC220V/DC24V 工作电流 300mA 2.井口瓦斯监视屏 传输速率 2400-9600bps 传输方式 RS485 传输距离 不小于1 Km 供电电源 DC12V 工作电流 300mA 显示瓦斯数量: 2-5路/每块 3 .煤管局监控中心数据大屏 传输速率 2400-9600bps 传输方式 RS485 供电电源 DC12V 工作电流 300mA-3A 显示M煤矿数量: 最多255个矿 4 .其他系统硬件 包括:煤矿监控计算计、煤煤管局监控计算计、打印机、电源系统、网络连接硬件等。
六、中大型煤矿监控系统 由于大中型煤矿需对井下的各类设备的运行情况进行检测,同时监控参数也较多。除瓦斯断电闭锁外还有;如风量、一氧化碳、温度、负压、水位等需要采集监控。因此须采用“井下监控分站”方式。
七、中小型煤矿监控系统 由于中小型煤矿只需对井下的瓦斯进行检测,实现瓦斯断电闭锁。因此只须采用“无井下监控分站”方式。因此成本低、投入少。当然,大型煤矿为特别强调井下瓦斯的监控管理,并接受上级监管机关的有效监管,再单独建设一套“瓦斯监控系统”也可采用此方案,为保证煤矿的安全生产,更加行之有效。 八、宽带网上级瓦斯监控系统 1、系统说明;由于煤矿安全事故的不断发生及行业管理出现的疏忽现象,国务院十分重视煤矿安全生产问题,加大行业管理力度,逐步形成量化监督管理模式,并相继成立“安全评价”部门机构,实现监督管理的常年有序、真实有效及信息网络化管理。而“宽带网煤矿瓦斯监控中心”正是为各级安全监管机关及主管部门,实现这一实时安全监管目标所必须的条件与硬件手段。 2,系统构成;