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1、2023-3-301六大系统之六大系统之矿井监测监控系统矿井监测监控系统2023-3-30212安全监控系统的使用与维护安全监控系统的使用与维护3煤矿安全监控系统简介煤矿安全监控系统简介主主 要要 内内 容容安全监控系统现状与问题安全监控系统现状与问题4煤矿安全监控系统煤矿安全监控系统2023-3-303安全监控系统的定义：安全监控系统的定义：煤矿安全生产监控煤矿安全生产监控系统是指具有模拟量、开关量、累计量采集、系统是指具有模拟量、开关量、累计量采集、传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、控制等功能，用于煤矿通风安全及生产环节监控制等功能，用于煤矿通
2、风安全及生产环节监控的系统。控的系统。安全监控系统的构成：安全监控系统的构成：煤矿安全监控系统、煤矿安全监控系统、煤矿瓦斯抽采（放）监控系统、煤矿轨道运输煤矿瓦斯抽采（放）监控系统、煤矿轨道运输监控系统、煤矿胶带运输监控系统、煤矿供电监控系统、煤矿胶带运输监控系统、煤矿供电监控系统、煤矿排水监控系统、煤矿火灾监控监控系统、煤矿排水监控系统、煤矿火灾监控系统、矿山压力监控系统、煤与瓦斯突出监控系统、矿山压力监控系统、煤与瓦斯突出监控系统、人员位置监测系统等。系统、人员位置监测系统等。2023-3-304一、矿井安全监控技术发展概况一、矿井安全监控技术发展概况2023-3-305我国矿井安全监控技
3、术发展我国矿井安全监控技术发展 建国初期，煤矿下井人员主要使用光学瓦斯检定器、建国初期，煤矿下井人员主要使用光学瓦斯检定器、瓦斯检定灯、检知管、风表等；瓦斯检定灯、检知管、风表等； 60年代初期，研制达到使用水平的载体催化元件和年代初期，研制达到使用水平的载体催化元件和AQR-1型瓦斯测量仪。型瓦斯测量仪。 70年代研制出瓦斯断电仪；年代研制出瓦斯断电仪； 80年代初期，从欧美引进、吸收矿井监控系统；年代初期，从欧美引进、吸收矿井监控系统； 80年代以后，年代以后， 逐步开发出逐步开发出KJ126、KJF2000、KJ95、KJ90等系统。等系统。2023-3-306二、煤矿安全生产监控系统的
4、分类二、煤矿安全生产监控系统的分类煤矿安全生产监控系统可按照监控目的、信号传输方式、网络结构煤矿安全生产监控系统可按照监控目的、信号传输方式、网络结构等来进行分类等来进行分类: 按传输信号复用方式分为：按传输信号复用方式分为：时分制系统、频分制系统、码分制系统、时分制系统、频分制系统、码分制系统、复合复用方式（同时采用频分制、时分制、码分制中两种或两种以上的复合复用方式（同时采用频分制、时分制、码分制中两种或两种以上的系统）系统）； 按系统网络结构可分为：按系统网络结构可分为：树形、环形、星形、总线形等；树形、环形、星形、总线形等； 按传输信号的调制方式可分为：按传输信号的调制方式可分为：数字
5、基带传输、数字频带传输数字基带传输、数字频带传输 ； 2023-3-3072023-3-308三、安全监控系统的主要功能三、安全监控系统的主要功能 2023-3-309三、安全监控系统的主要功能三、安全监控系统的主要功能 2023-3-3010基于以上功能，安全监控系统可以起到以下作用： 1 1、避免或减少由于电气设备失爆、违章作业、电气设备、避免或减少由于电气设备失爆、违章作业、电气设备故障电火花或危险温度引起瓦斯爆炸；故障电火花或危险温度引起瓦斯爆炸； 2 2、避免或减少采、掘、运等设备运行产生的摩擦碰撞火、避免或减少采、掘、运等设备运行产生的摩擦碰撞火花及危险温度等引起瓦斯爆炸；花及危险
6、温度等引起瓦斯爆炸； 3 3、提醒领导、生产调度等及时将人员撤至安全处。、提醒领导、生产调度等及时将人员撤至安全处。 4 4、提醒领导、生产调度等及时处理事故隐患，防止瓦斯、提醒领导、生产调度等及时处理事故隐患，防止瓦斯爆炸等事故发生。爆炸等事故发生。 5 5、还可通过煤矿安全监控系统监控瓦斯抽放系统、通风、还可通过煤矿安全监控系统监控瓦斯抽放系统、通风系统、煤炭自燃、瓦斯突出等。系统、煤炭自燃、瓦斯突出等。 6 6、煤矿安全监控系统在应急救援和事故调查中也发挥着、煤矿安全监控系统在应急救援和事故调查中也发挥着重要作用，当煤矿井下发生瓦斯（煤尘）爆炸等事故后，系统重要作用，当煤矿井下发生瓦斯（
7、煤尘）爆炸等事故后，系统的监测记录是确定事故时间、爆源、火源等重要依据之一。的监测记录是确定事故时间、爆源、火源等重要依据之一。返回2023-3-3011煤矿安全监控的主要内容煤矿安全监控的主要内容 对井下对井下CH4、CO、O2、CO2等气体浓度的检测；等气体浓度的检测；对风速、风量、气压、温度、粉尘浓度、水位等对风速、风量、气压、温度、粉尘浓度、水位等环境参数的检测；对生产设备运行状态的监测、环境参数的检测；对生产设备运行状态的监测、监控等。监控等。煤矿安全监控系统组成煤矿安全监控系统组成 一般由传感器、井下分站、传输线路、地面中心一般由传感器、井下分站、传输线路、地面中心站、监控软件组成
8、，如下图所示：站、监控软件组成，如下图所示：2023-3-3012矿务局（集团公司）矿务局（集团公司） 服服务务器器 电电视视墙墙或或投投影影 用用户户 重点产煤县、市重点产煤县、市 服服务务器器 主主 站站 打打印印机机 打打印印机机 主主机机 主主机机 交换机交换机 路由器路由器 防火墙防火墙 分分 站站 电电 源源 分分 站站 电电 源源 127VAC 127VAC 执执 行行 机机 构构 模模 拟拟 量量 传传 感感 器器 开开 关关 量量 传传 感感 器器 执执 行行 机机 构构 开开 关关 量量 传传 感感 器 模模 拟拟 量量 传传 感感 器器 用用户户 矿井安全生产监控系统矿井
9、安全生产监控系统2023-3-30132023-3-3014煤矿安全监控系统工作原理： 传感器传感器将被测物理量转换为电信号，并具有显示和声光将被测物理量转换为电信号，并具有显示和声光报警功能（有些传感器没有显示、或没有声光报警）。报警功能（有些传感器没有显示、或没有声光报警）。 执行机构执行机构（含声光报警及显示设备）将控制信号转换为被（含声光报警及显示设备）将控制信号转换为被控物理量。控物理量。 分站分站接收来自传感器的信号，并按预先约定的复用方式远接收来自传感器的信号，并按预先约定的复用方式远距离传送给主站（或传输接口），同时，接收来自主站（或传距离传送给主站（或传输接口），同时，接收来
10、自主站（或传输接口）多路复用信号。分站还具有线性校正、超限判别、逻输接口）多路复用信号。分站还具有线性校正、超限判别、逻辑运算等简单的数据处理能力、对传感器输入的信号和主站辑运算等简单的数据处理能力、对传感器输入的信号和主站（或传输接口）传输来的信号进行处理，控制执行机构工作。（或传输接口）传输来的信号进行处理，控制执行机构工作。2023-3-3015 电源箱电源箱将交流电网电源转换为系统所需的本质安全型直将交流电网电源转换为系统所需的本质安全型直流电源，并具有维持电网停电后正常供电不小于流电源，并具有维持电网停电后正常供电不小于2 2小时的蓄电小时的蓄电池。池。 传输接口传输接口接收分站远距
11、离发送的信号，并送主机处理；接接收分站远距离发送的信号，并送主机处理；接收主机信号、并送相应分站。传输接口还具有控制分站的发送收主机信号、并送相应分站。传输接口还具有控制分站的发送与接收，多路复用信号的调制与解调，系统自检等功能。与接收，多路复用信号的调制与解调，系统自检等功能。 主机主机一般选用工控微型计算机或普通微型计算机、双机或一般选用工控微型计算机或普通微型计算机、双机或多机备份。主机主要用来接收监测信号、校正、报警判别、数多机备份。主机主要用来接收监测信号、校正、报警判别、数据统计、磁盘存储、显示、声光报警、人机对话、输出控制、据统计、磁盘存储、显示、声光报警、人机对话、输出控制、控
12、制打印输出、联网等。控制打印输出、联网等。 2023-3-3016煤矿安全监控系统的特点：煤矿安全监控系统的特点： 煤矿井下是一个特殊的工作环境，有易燃易爆可燃性气煤矿井下是一个特殊的工作环境，有易燃易爆可燃性气体和腐蚀性气体，潮湿、淋水、矿尘大、电网电压波动大、电体和腐蚀性气体，潮湿、淋水、矿尘大、电网电压波动大、电磁干扰严重、空间狭小、监控距离远。因此，矿井监控系统不磁干扰严重、空间狭小、监控距离远。因此，矿井监控系统不同于一般工业监控系统，矿井监控系统同一般工业监控系统相同于一般工业监控系统，矿井监控系统同一般工业监控系统相比具有如下特点：比具有如下特点： (1)(1)电气防爆。电气防爆
13、。一般工业监控系统均工作在非爆炸性环境一般工业监控系统均工作在非爆炸性环境中，而矿井监控系统工作在有瓦斯和煤尘爆炸性环境的煤矿井中，而矿井监控系统工作在有瓦斯和煤尘爆炸性环境的煤矿井下。因此，矿井监控系统的设备必须是防爆型电气设备，并且下。因此，矿井监控系统的设备必须是防爆型电气设备，并且不同于化工、石油等爆炸性环境中的工厂用防爆型电气设备。不同于化工、石油等爆炸性环境中的工厂用防爆型电气设备。 2023-3-3017 爆炸性危险物质分类爆炸性危险物质分类: I类：矿井甲烷； II类：爆炸性气体混合物(含蒸汽、薄雾)，如乙醚、民用煤气、乙炔等。 III类：爆炸性粉尘和纤维，如镁粉、铝粉、小麦粉
14、亚麻纤维、火火药等。2023-3-3018 (2)(2)传输距离远。传输距离远。一般工业监控对系统的传输距离要求不高，仅为几千米，甚一般工业监控对系统的传输距离要求不高，仅为几千米，甚至几百米，而矿井监控系统的传输距离至少要达到至几百米，而矿井监控系统的传输距离至少要达到1010千米。千米。 (3) (3)网络结构宜采用树形结构。网络结构宜采用树形结构。一般工业监控系统电缆敷设的自由度较大，一般工业监控系统电缆敷设的自由度较大，可根据设备、电缆沟、电杆的位置选择星形、环形、树形，总线形等结构。而矿可根据设备、电缆沟、电杆的位置选择星形、环形、树形，总线形等结构。而矿井监控系统的传输电缆必须沿巷
15、道敷设，挂在巷道壁上。由于巷道为分支结构，井监控系统的传输电缆必须沿巷道敷设，挂在巷道壁上。由于巷道为分支结构，并且分支长度可达数千米。因此，为便于系统安装维护、节约传输电缆、降低系并且分支长度可达数千米。因此，为便于系统安装维护、节约传输电缆、降低系统成本宜采用树形结构。统成本宜采用树形结构。 (4)(4)监控对象变化缓慢。监控对象变化缓慢。矿井监控系统的监控对象主要为缓变量，因此，在矿井监控系统的监控对象主要为缓变量，因此，在同样监控容量下，对系统的传输速率要求不高。同样监控容量下，对系统的传输速率要求不高。 (5)(5)电网电压波动大，电磁干扰严重。电网电压波动大，电磁干扰严重。由于煤矿
16、井下空间小，采煤机、运输由于煤矿井下空间小，采煤机、运输机等大型设备启停和架线电机车火花等造成电磁干扰严重。机等大型设备启停和架线电机车火花等造成电磁干扰严重。 (6)(6)工作环境恶劣。工作环境恶劣。煤矿井下除有甲烷、一氧化碳等易燃易爆性气体外，还煤矿井下除有甲烷、一氧化碳等易燃易爆性气体外，还有硫化氢等腐蚀性气体，矿尘大、潮湿、有淋水、空间狭小。因此，矿井监控设有硫化氢等腐蚀性气体，矿尘大、潮湿、有淋水、空间狭小。因此，矿井监控设备要有防尘、防潮、防腐、防霉、抗机械冲击等措施。备要有防尘、防潮、防腐、防霉、抗机械冲击等措施。2023-3-3019 (7)(7)传感器（或执行机构）宜采用远程供电。传感器（或执行机构）宜采用远程供电。一般工业监一般工业监控系统的电源供给比较容易，不受电气防爆要求的限制。矿井控系统的电源供给比较容易，不受电气防爆要求的限制。矿井监控系统的电源供给，受电气防爆要求的限制。由于传感器及监控系统的电源供给，受电气防爆要求的限制。由于传感器及执行机构往往设置在工作面等恶劣环境，因此，不宜就地供电。执行机构往往设置在工作面等恶劣环境，因此，不宜就地供电。现有矿井监
