一. 概述:
煤礦安全在煤炭生產中占有特別重要的地位。煤礦事故發生的主要形式為瓦斯爆炸、瓦斯突出及中毒窒息。咎其原因主要為:
1、地質條件變化使掘進面或工作面的瓦斯異常涌出并大量積聚。
2、全局和局部通風結構及管理不善,導致異常涌出的瓦斯得不到排除或稀釋。
3、現場監控報警手段落后,不能及時發現和排除事故隱患,不能及時發出報警。
4、上級煤管機關對各礦井下瓦斯變化,缺少直接、定量、有效、客觀的監控條件與手段。
二、系統特點
1、 系統全面執行新版防爆標準,監控標準及新版的煤礦安全規程。
2、 監控軟件選用最新的Windows2000為平臺進行開發,操作簡單, 功能強大,界面美觀,具有語音報警功能 3.特有的軟件容錯糾錯技術,提高了系統的可靠性。
3、 經濟型系統采用差分平衡式無地線傳輸方式,保證數據傳輸質量,符合歐洲工業標準,具有極強的抗干擾能力。 4、全隔離分站,由大容量不間斷電源供電,分站采集控制電路與輸入、輸出電路在電氣上徹底隔離,提高了運行的可靠性。 5、分站特有設計使分站在接傳感器時不區分開關量、模擬量,同時分站能適應頻率電壓、電流等多種信號制,減少了設備種類,并可充分利用設備,使用十分靈活,性能價格比高。
6、特有的電源繼電器箱設計,將不間斷電源和斷電器組合在一起,降低了成本提高了性能價格比。
7、長期從事煤礦安全監測監控系統的研制、生產在安全監測監控方面積累了豐富經驗。特殊的設計,經得起惡劣環境的考驗。
三、系統主要功能
1、系統可采集瓦斯、風速、負壓、一氧化碳、溫度等模擬量以及開停、風門、饋電等開關量。
2、系統可實現風、電、瓦斯閉鎖功能。
3、系統同時具有自動控制功能和手動控制功能。
4、系統具有故障報警和故障統計功能。
5、停電后系統可工作2小時以上。
6、軟件功能;
簡單配置功能。地面可對井下分站、傳感器的數量、類型、參數、安裝地點等進行設置。豐富的圖形功能。軟件可由顯示工藝流程模擬圖、各種監測數據動態圖形、柱狀圖、實時曲線、歷史曲線動態圖形可由用戶根據實際情況自行設計。
實用的報表功能。軟件可自動生成報表,報表內容、起止時間可由用戶設定。可靠的存儲功能。軟件每三分鐘存儲一組數據。
7. 井口瓦斯數據實時顯示;不僅可使“煤礦安全員”也可讓每位下井煤礦員工自覺對瓦斯安全進行有效的監督和警視。
8. 網絡功能。
在煤管局設服務器一臺,通過寬帶網將煤管局與各煤礦監控系統連接成一個網絡,設在煤管局服務器隨時向各個小煤礦提取數據,并在服務器上進行數據存儲、報警、顯示、打印。同時可在煤管局監控中心設置“各礦瓦斯數據監視大屏”,行之有效的對各煤礦進行監督指導。
四、井下硬件系統組成及技術參數
1、綜合指標:
系統容量 : 128臺分站 系統傳輸速率:1200bps
系統巡檢周期 : 不大于20s 傳輸方式 : 基帶半雙工RS485
上到分站間傳輸距離: <1.5Km 分站到傳感器之間傳輸距離: < 2 Km
傳輸電纜芯線 : 4-6芯
2、控制分站
輸入測點數量 : 8個(開關量和模擬量任意接入)
開出口數量 : 4個
傳輸速率 : 1200bps
供電電源 : DC12-18V,50mA
3、KGJ15智能遙控甲烷傳感器
量 程: 0-4%CH4
輸出信號: 200-1000Hz
響應時間: 小于30S
工作電壓: DC6-21V
工作電流: < 50mA
斷電輸出: DC12V,大于100mA
4、斷電執行器:
開關量輸入信號:0mA/5mA;
繼電器組數 :2組;
繼電器觸點形式:常開或常閉;
繼電器通斷能力:交流36V/5A、交流127V/2A、交流660V/0.35A;
斷電狀態返回 :0mA/5mA。
5、電源繼電器箱
供電電源: 交流127V、220V或660V;
本安輸出: 直流18V/650mA。;
備用電池供電時間: 大于2h;
斷電輸出: 2組;
斷電能力: AC36V/5A、AC127V/2A、AC660V/0.35A;
斷電狀態返回: 0mA/5mA
6、礦用智能風量傳感器
測量范圍: 風速0.3~15m/s
坑道斷面積: 小于30M2
允許誤差: 小于+0.3m/s
重復性誤差: 讀數值+1%
輸出信號: 200~1000Hz/5~15Hz 或4~20mA/1~5mA
工作電壓: 本安DC12~18V
工作電流: 小于60mA
換能器工作頻率:140~150KHz
7、負壓(壓力)傳感器
防爆型式 本質安全型,標志為“ExibI”
最大測量范圍 0-1Kpa、0-5Kpa、0-100Kpa、0-500Kpa
過載能力 200%測量范圍上限
基本誤差 1%
輸出信號 200--1000Hz頻率或1--5mA恒流
工作電壓: DC 12 - 18 V
工作電流 不大于60mA
輸出信號 200--1000Hz頻率或1--5mA恒流
8、一氧化碳傳感器
防爆型式: 礦用本質安全型, 標志為 ”ExibI”
測量范圍: 0—100ppm 或 0-1000ppm
基本誤差: 0—50ppm ±4ppm
50—200ppm ±(4+3%測量值)ppm
200—1000ppm ±(4+3%測量值)ppm
反應時間: 30S
探頭壽命: 1年
顯示方式: 3位LED
輸出信號: 200~100Hz/5~15Hz或 1~5mA/4~20mA電流
工作電壓: DC8V~24V
工作電流: 小于60mA
9、礦用設備開停傳感器
防爆型式 礦用本質安全型,標志為“ibI”
工作電壓 DC8-24V
工作電流 不大于10mA
被測設備電纜范圍 外徑:16-80mm
工作方式 直接卡固在供電電纜外皮上,連續工作
輸出信號 開關量,電流及無電位接點
輸出信號傳輸距離 2Km
五、井上硬件系統組成及技術參數
1、傳輸接口
容量 128臺分站
傳輸速率 1200-2400bps
傳輸方式 RS485
傳輸距離 不小于15Km
供電電源 AC220V/DC24V
工作電流 300mA
2、井口瓦斯監視屏
傳輸速率 2400-9600bps
傳輸方式 RS485
傳輸距離 不小于1 Km
供電電源 DC12V
工作電流 300mA
顯示瓦斯數量: 2-5路/每塊
3、煤管局監控中心數據大屏
傳輸速率 2400-9600bps
傳輸方式 RS485
供電電源 DC12V
工作電流 300mA-3A
顯示M煤礦數量: 最多255個礦
4、其他系統硬件
包括:煤礦監控計算計、煤煤管局監控計算計、打印機、電源系統、網絡連接硬件等。
六、煤礦監控系統
由于大中型煤礦需對井下的各類設備的運行情況進行檢測,同時監控參數也較多。除瓦斯斷電閉鎖外還有;如風量、一氧化碳、溫度、負壓、水位等需要采集監控。因此須采用“井下監控分站”方式。系統組成框圖如下;
七、寬帶網上級監控系統