矿井安全监测监控设计Word文件下载.docx

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经过多年来的技术发展，煤矿安全监测监控系统技术已经较为成熟。

一些基础设施已达到国际先进水平，在系统和设备选择上充分尊重建设单位的意见，选择技术先进并经实践证明使用效果较好的监测监控系统，结合矿井的建设规模，本矿确定选用KJ90N（B）矿井监测监控系统。

2、监控总站和各分站主要设备的功能、型号及数量

监控系统由地面中心站（监控总站）、井上下分站44台（监控分站前期17台、后期16台，瓦斯抽放监控分站前期5台、后期2台、）监测监控分站构成。

监控总站由以下设备组成

（1）监测监控主机，研华工控机2台，1用1备；

（2）配置5kVA交流稳压电源和3kVA/2h的UPS电源，确保系统的可靠运行；

（3）配接2台图形工作站；

（4）HP网络服务器1台，12口网络交换机1台，用作矿领导、通风安全、调度等工作站的信息共享。

（5）地面中心站（监控总站）机房应安装空调设施、架空抗静电活动地板及防雷接地设施等。

保证矿井安全监测监控系统的可靠运行。

系统前期采用多CPU、高智能化的KJ90－F16型分站17台（其中备用3台）、KJ90－F8型分站4台（其中备用1台）、瓦斯抽放监控分站5台（其中备用1台）。

后期KJ90－F16型分站11台（其中备用2台）、KJ90－F8型分站5台（其中备用1台），瓦斯抽放监控分站2台（其中备用1台）。

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，并可作为主站，继续挂接小分站。

在井下设置JSG-8型矿井火灾多参数色谱监测系统，用于煤矿气体成分监测预报煤层自然发火，一旦发现有关指标超过或达到临界值等异常变化时立即发出预报。

三、传输设备及器材选择

1、传输设备及器材选型的原则

地面设有光纤网络交换机2台，井下设有光纤网络交换机2台（前期1台、后期1台）。

在通往井下的线路上设置雷击保护装置，防止井上雷电等串入井下。

传输线路选用符合煤矿井下环境的阻燃通信光缆和矿用信号电缆，构成全矿井的监测监控系统传输网络。

2、传输设备及器材型号、数量

监测监控系统的阻燃通信光缆型号为MGTSV-4B1，长度4200米（前期4000米、后期200米）；

主传输电缆，型号为MHYBV1×

4×

1/1.38,长度2500米（前期1500米、后期1000米）；

模拟量传感器电缆,型号为MHYBVR1×

7/0.52,长度38000米（前期33000米、后期5000米）；

开关量传感器电缆,型号为MHYBVR1×

7/0.3,长度11000米（前期8000米、后期3000米）；

断电电缆,型号为MY3×

2.5+1×

2.5，长度6300米（前期4000米、后期2300米）。

第三节监测设备各类传感器布置

一、回采工作面传感器选型及配置

井下设有二个采区（戊1采区、己2采区），戊1采区配有一个综采工作面，己2采区配有一个综采工作面、一个准备工作面，传感器选配如下：

1、在采煤工作面（距工作面10m处）设置高低浓度组合式瓦斯传感器1个，其报警值为≥1.0%CH4；

断电值为≥1.0%CH4、断电范围为工作面及回风巷中全部非本安电器设备，复电值为<

1.0%CH4。

在工作面（距工作面10m处）设置粉尘传感器1个。

在采煤工作面上隅角设置便携式瓦斯监测报警仪1台，报警值为≥1.0%CH4。

2、在采煤工作面的回风巷（上部顺槽尾部距上山巷15m处）设置高低浓度组合式瓦斯传感器1个，其报警值为≥1.0%CH4；

在采煤工作面的回风巷（上部顺槽尾部距上山巷15m处）设置一氧化碳传感器1个、温度传感器1个、风速传感器1个。

3、在工作面的进风巷（距工作面10m处）设置高低浓度瓦斯传感器1个，其报警值为≥0.5%CH4；

断电值为≥0.5%CH4、断电范围为进风巷内全部非本安电气设备，复电值为<

0.5%CH4。

4、在工作面的回风巷中部设置瓦斯传感器1个其报警值为≥1.0%CH4；

5、采煤机机组配带机载式甲烷断电仪1个，其报警值为≥1.0%CH4；

断电值为≥1.5%CH4、断电范围为采煤机电源，复电值为<

6、被控设备开关的负荷侧设有馈电状态传感器，用于确认用电设备是否按照有关规定断电。

二、掘进工作面传感器选型及配置

井下戊1采区设有二个综掘工作面，一个普掘工作面；

己2采区设有二个综掘工作面，二个普掘工作面，其传感器的选配如下：

1、在掘进工作面（距掘进工作面头部5米处），设置高低浓度组合式瓦斯传感器1个，其报警值为≥1.0%CH4；

断电值为≥1.5%CH4、断电范围为掘进巷内全部非本安电器设备，复电值为<

在掘进工作面（距工作面10m处）设置粉尘传感器1个。

2、在掘进工作面回风流中（掘进巷尾部至联络巷15米处），设置高低浓度组合式瓦斯传感器1个，其报警值为≥1.0.%CH4；

断电值为≥1.0%CH4、断电范围为掘进巷道内全部非本安电器设备，复电值为<

3、在掘进工作面回风流中（掘进巷尾部至联络巷15米处），设置一氧化碳、温度传感器、风速传感器各1个。

4、在工作面掘进头风筒设置风筒传感器1个，工作面掘进头局扇设置设备开停传感器1个，工作面中的送风、电器设备和瓦斯浓度构成风电瓦斯闭锁。

5、掘进头馈电开关处设置馈电开传感器1个。

6、在戊1采区、己2采区综掘工作面、己2采区二个普掘工作面的中部均设置瓦斯传感器1个其报警值为≥1.0%CH4；

5、掘进机配带机载式甲烷断电仪1个，其报警值为≥1.0%CH4；

断电值为≥1.5%CH4、断电范围为掘进机电源，复电值为<

三、其它地点传感器的选型及配置

1、在戊煤井底煤仓、戊1采区煤仓；

己组煤井底煤仓、己煤转载煤仓的装煤点下风流5米处，均设置瓦斯传感器1个，其报警值为0.5%CH4；

断电值为0.5%CH4、断电范围为装煤点上风流100米内及下风流的架空线电源和全部非本安电器设备，复电值为<

在戊煤井底煤仓、戊1采区煤仓；

己组煤井底煤仓、己煤转载煤仓均设粉尘传感器各1个；

己组煤井底煤仓均设置一氧化碳各1个；

在戊煤井底煤仓、己组煤井底煤仓均设置煤位传感器各1个；

2、煤流转载点均设置瓦斯传感器、一氧化碳、粉尘传感器各1个；

3、在各采区回风巷的测风站设置设置瓦斯传感器1个，其报警值为≥1.0%CH4；

断电值为≥1.0%CH4；

复电值为<

1.0%CH4，断电范围为采区回风巷内全部非本质安全型电气设备。

并在各采区回风巷的测风站设置一氧化碳传感器、温度传感器、风速传感器各1个。

在戊煤轨道上山巷、戊1采区运输上巷、己2采区-600m水平轨道石门、己煤上仓带式输送机巷的测风站均设置温度传感器、风速传感器各1个。

4、在戊1采区提升机硐室、己2采区提升机硐室均设置瓦斯传感器、开停传感器、温度传感器各1个。

5、在井下中央变电所、戊1采区中部变电所、戊1采区上部变电所；

己2采区上仓胶带机变电所、己2采区中部变电所、己2采区上部变电所、己2采区下部变电所及机电硐室均设置瓦斯传感器、温度传感器各1个。

6、在采区主要风门处设有风门传感器各1组。

7、在风井的风峒内均设置高低浓度组合式瓦斯传感器、风速传感器和负压传感器、温度传感器、一氧化碳各1个。

8、在井底水仓及采区水仓设置水位传感器各2个。

9、在井下带式输送机处均设置开停传感器、烟雾传感器、一氧化碳各1个。

10、设备开停传感器：

1）井下主排水泵6个、己2采区下部泵房水泵3个；

3）通风机2个；

4）掘进局扇14个；

5）副井提升机1个；

6）主井提升机1个；

7）采区提升机2个；

8）空压机6个（其中制氮站2个）；

9）带式输送机10个。

10）瓦斯抽放泵前期5台（备用1台），后期2台（备用1台）。

11）瓦斯抽放泵站泵房内设置低瓦斯传感器1个，其报警值为≥0.5%CH4；

在抽放系统输入、输出管道上设置高瓦斯浓度传感器1个，其报警值为25%CH4；

此外设置流量、泵机出口压力、泵机入口负压及泵机的温度等传感器各1个。

12）井下移动瓦斯抽放站内下风侧栅栏外设置低瓦斯传感器1个，其报警值为≥0.5%CH4；

断电值为≥1.0%CH4、断电范围为瓦斯抽放泵站电源，复电值为<

此外在瓦斯抽放站硐室设置温度传感器1个。

第四节矿井各类传感器装备量

一、矿井传感器装备标准

矿井设计能力2.40Mt/a，主井采用两对箕斗，副井采用罐笼。

矿井达产时井下设有2个采区（戊1采区、己2采区），戊1采区配有1个综采工作面；

己2采区配有1个综采工作面、1个准备工作面；

戊1采区设有2个综掘工作面，1个普掘工作面；

己2采区设有2个综掘工作面，2个普掘工作面。

矿井设有全矿井的安全监测监控系统，在生产管理上应严格按现行《煤矿安全规程》、《煤炭工业矿井设计规范》

《矿井通风安全监测装置使用管理规定》和《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》AQ1029-2007标准等的有关要求进行。

二、矿井各类传感器的装备量

矿井安全和生产监测监控系统，在井上设有监测监控中心站，在井上下设有分站，井上下配备在反映安全和生产方面的种类传感器，传感器的配置满足《煤矿安全规程》、《煤炭工业矿井设计规范》、《矿井通风安全监测装置使用管理规定》和《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》AQ1029-2007标准的相关要求。

矿井安全监测系统传感器布置参考表见表8-4-1，瓦斯抽放站传感器布置参考表见表8-4-2

传感器的装备数量：

1、低浓瓦斯传感器：

前期14台（备用3台），后期8台（备用2台）。

2、高低浓瓦斯传感器：

前期42台（备用7台），后期24台（备用4台）。

3、风速传感器：

前期15台（备用3台），后期9台（备用2台）。

4、温度传感器：

前期30台（备用5台），后期8台（备用2台）。

5、煤位传感器：

前期2台（备用1台），后期2台（备用1台）。

6、设备开停传感器：

前期40台（备用7台），后期31台（备用5台）。

7、风门传感器：

前期36台（备用6台），后期18台（备用4台）。

8、风筒传感器：

前期5台（备用1台），后期4台（备用1台）。

9、烟雾传感器：

前期4台（备用1台），后期4台（备用1台）。

10、一氧化碳传感器：

前期16台（备用3台），后期15台（备用3台）。

11、电量传感器：

前期2台（备用1台），后期3台（备用1台）。

12、水位传感器：

前期3台（备用1台），后期3台（备用1台）。

13、负压传感器：

前期2台（备用1台）。

14、馈电传感器：

前期17台（备用3台），后期11台（备用2台）。

15、粉尘传感器：

前期12台（备用2台），后期10台（备用2台）。

16、管道高浓瓦斯传感器：

前期12台（备用2台），后期5台（备用1台）。

17、管道温度传感器：

前期8台（备用2台）。

18、管道压力传感器：

前期7台（备用2台），后期2台（备用1台）。

19、断电器：

前期11台（备用2台），后期11台（备用2台）。

各类传感器备用量按使用量的20%考虑（注：

取值为整数），并适当考虑不可预见因素。

注：

前期即为矿井投产时期，后期即为矿井达产时期。

表8-4-1矿井安全监测系统传感器布置参考表

传感器名称

分站名称

（布置地点）

低浓

瓦斯

CHL

高低

浓度

CH4

粉尘

F

烟雾

Y

温度

t

一氧

化碳

CO

风速

V

负压

h

设备

开停

K

风门

AD

煤位

MW

水位

SW

电

量

S

风筒

AT

地面1号分站（副井提升机房）

7

1

地面2号分站（通风机房）

2

地面6号分站（制氮站）

4

井下1号分站（井下中央变电所）

5

井下2号分站（戊煤上仓带式输送机巷）

井下3号分站（戊11080工作面运输巷）

3

井下4号分站（戊11080工作面运输巷）

井下5号分站（戊11080工作面回风巷）

井下6号分站（戊11080工作面回风巷）

井下7号分站（戊1采区煤巷综掘进工作面1）

井下8号分站（戊1采区煤巷综掘进工作面1）

井下9号分站（戊1采区煤巷综掘进工作面2）

井下10号分站（戊1采区煤巷综掘进工作面2）

井下11号分站（上部变电所）

井下13号分站（普掘工作面）

井下14号分站（己煤上仓带式输送机巷）

井下15号分站（己15-12010工作面回风巷）

井下16号分站（己15-12010工作面回风巷高抽巷）

井下17号分站（己2采区提升机硐室）

6

井下18号分站（己15-12010工作面运输巷）

井下19号分站（己15-12010工作面运输巷）

备注

1、表中各传感器的设置地点和数量，可根据矿井实际情况，由设计确定。

2、传感器名称栏中代号说明如F：

表示粉尘，其余类同。

续表8-4-1矿井安全监测系统传感器布置参考表

井下21号分站（己15-12040准备工作面回风巷）

井下22号分站（己15-12040准备工作面回风巷高抽巷）

井下23号分站（己2采区中部变电所）

井下24号分站（己2采区普掘工作面1）

井下25号分站（己2采区煤巷综掘进工作面1）

井下26号分站（己2采区煤巷综掘进工作面2）

井下27号分站（己2采区普掘工作面2）

井下28号分站（己2采区下部泵房及变电所）

表8-4-2矿井瓦斯抽放站传感器布置参考表

低

高浓

CHh

压力传感器P

流量传感器

Q

地面3号分站（瓦斯抽放站）

地面4号分站（瓦斯抽放站）

地面5号分站（瓦斯抽放站）

井下12号分站（戊1井下移动瓦斯抽放站）

井下20号分站（己2采区井下移动瓦斯抽放站）

第五节矿井安全监测监控系统运行可靠性分析

一、系统运行可靠性分析

本矿选用KJ90N（B）矿井监测监控系统，是一种将计算机用于煤矿安全生产信息集中监控和管理的综合系统，该系统类属于分布式总线型树状网络结构。

分站采用工业计算机技术，具有数据采集和控制功能，符合本安防爆标准，适用于井下瓦斯和粉尘爆炸环境，分站能配接多种开关量和模拟量传感器，电路特别注重抗干扰能力，可在恶劣的工业环境下可靠地工作，具有独立进行数据采集、处理和完成相应控制的功能，分站的相对独立性大大地提高了监测监控系统的可靠性。

1、地面中心站

本矿安全监测控系统地面中心站，在生产办公楼内专设安全监控室。

（1）地面中心站应按信息机房的标准，安装有空调及抗静电地板。

（2）监测监控系统在地面中心站配备了两台主机，互为备用。

（3）地面中心站的电源按二级负荷进行设计，具有来自变电所不同母线段的两回电源，并配置了3kVA/2h的UPS电源，保证了系统不间断的工作要求。

（4）地面中心站配备了电源避雷器和信号避雷器，保障中心站电源和数据传输的安全可靠性。

（5）地面中心站配备了安全监控数据库服务器，保证了安全监控数据的历史记录和故障的分析处理。

2、传输线路

安全监测监控系统的主干电缆由副井引至井下，主传输电缆，型号为MHYBV煤矿用镀锌钢编织丝铠装信号电缆，使主信号道具有两路独立互为备份的不间断信息通路。

传感器电缆采用MHYVR、煤矿用镀锌钢编织丝铠装信号电缆，使信道的可靠性达到了一个较高的水准。

3、井下分站

井下分站应安设在便于人员观察、调试、检验及支护良好、无滴水、无杂物的进风巷道或硐室中，安设时应加垫支架，使其距巷道底板不小于300mm或吊挂在巷道中。

传感器布置在既能满足工况要求又无滴水和相对安全的地方，以保证其工作的可靠性，所有的分站和传感器都具有防爆合格证、煤安证，满足井下使用条件，并且是经使用反映较成熟的产品。

从而确保系统安全可靠地运行。

二、管理机构和人员培训的保证程度

在管理上监测监控系统配备经过技术培训的专班人员管理和维护。

1、管理机构

矿井通风部门必须建立安全检测机构，并应配备相应的具有通风和安全检测专业知识的工程人员，监测监控系统设立相应班组，由7人经培训合格并取得合格证的监测工、专职巡视维护人员组成，1人任组长，隶属矿井安全矿长领导。

2、人员培训的保证程度

（1）监测监控系统调试完毕后，矿上应派出专人参加厂家组织的培训班，学习监控系统的运行原理、流程和日常维护，学习监控系统的基本管理知识；

必须经培训合格并取得合格证后方可操作监测监控系统设备。

监控系统应设置专职巡视维护人员，进行日常维护和检修。

（2）监测监控系统总站必须24小时有人值班，值班人员随时通过网络终端机监控各分站传感器的运行情况，发现异常情