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矿井监控系统
矿井监控系统第十章国能煤矿资源整合实施方案安全设施设计说明书
监测、监控与计算机管理第十章
矿井安全监测系统第一节
一、系统选择等系统,从性能、价格、KJ110NKJ95N、目前,煤矿安全生产监测系统主要有KJ70N、系统用于该矿井较为合理,同时该系统软件平KJ110N扩展能力及市场占有率等方面考虑,监测系统。
操作系统。
设计选用KJ110N台采用Windows二、监测系统主要功能系统可监测瓦斯、风速、风压、一氧化碳、烟雾、温度、风门开关等环境参数,也可1.
监测煤仓煤位、水仓水位、风压、各种机电设备开停等生产参数。
6秒。
2.系统兼容多种分站,最多可配置118台监控站,系统巡检周期小于3.系统可实现风、电、瓦斯闭锁和断电仪的全部功能。
4.计算机或传输系统故障时,井下分站可继续独立工作。
5.系统具有模拟量、开关量故障报警及报警统计。
可实现本地、异地、区域断电。
6.系统同时具有自动、手动断电2小时以上。
7.停电后系统可工作三、监测系统主要设备煤矿综合监测监控系统由四部分组成:
监控计算机、计算机网络及监控软件;KJ110N传输接口及传输信道;供电电源及分站;各种传感器及执行器。
监控计算机通过传输接监控专用软件。
Windows操作系统和KJ110N1.监控计算机安装口向分站发送配置、巡检、控制等命令,接收分站返回的传感器数据、控制结果、同时完成数据的更新处理、存贮、报表打印等功能。
网络的功能是将分站的数据在局域网上传输到其它部门,以最大限度地监测数据的作用。
接口的信号转换成可与分站RS2322.传输接口及传输信道:
传输接口将计算机非本安的传输信道地面采用矿用驱动的作用;接口信号,主要起隔离、进行运算及通讯的本安RS485通信电缆,井下采用光纤传输。
同时通过主传输电缆和传输接并进行运算处理,3.分站主要作用是采集传感器的信号,口与地面计算机交换数据。
分站同时也根据采集的数据或地面计算机的指令完成各种控制功
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交流电转成本安直流电源输出,给分站及传感器提供电源。
本安电源将井下127V、660V能。
风速、一氧化碳、温度、设备运行状态等物理4.传感器是监测系统的感官,它将甲烷、量转换成标准的电信号供分站采集,传感器的工作电源通过分站提供。
四、系统配置处监测分站及各种传感器组成,可以完成井上、井下安全环台监测主站、6本系统由2境及生产环节的监测。
主站使用双机热备,设在矿办公楼调度中心;地面分站设置于通风机房配电室;井下分站设置于相关硐室内。
主要配置如下:
1.地面中心站2台研华工控机P4
2台21吋彩色液晶显示器
台1激光打印机
台1KJ110-J1型传输接口
台1UPS电源10kVA4h
台1100M工业以太网络交换机
套1系统软件KJ110N
1套防雷装置
2.井下分站1)⑴主变电所及主水泵房分站(分站1台JF-F4型分站
台1JF-F2型分站
台2KDW0.3/660B型矿用电源
台1KJ110-J2型传输接口
1台甲烷传感器
台1温度传感器
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台2风速传感器
台3设备开停传感器
台3馈电状态传感器
台2水位传感器
台3风门开启传感器
)掘进工作面巷口分站(分站2⑵20101台2JF-F4型分站
2台KDW0.3/660B型矿用电源
2台甲烷传感器
2台一氧化碳传感器
1台温度传感器
台2风速传感器
台1风筒开关
台2瓦斯断电仪
台3设备开停传感器
3台馈电状态传感器
3)⑶20102工作面输送机头分站(分站1台JF-F8型分站台1JF-F2型分站
台2KDW0.3/660B型矿用电源
台3一氧化碳传感器
3台烟雾传感器
台2风速传感器
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台1移动式救生舱专用传感器
台2风门开启传感器
)工作面运输巷口分站(分站4⑷201011台JF-F4型分站
1台KDW0.3/660B型矿用电源
3台风速传感器
4台风门开启传感器5)⑸固定式避难硐室专用分站(分站传感器采用专用避难硐室配套传感器6)⑹201盘区掘进工作面巷口分站(分站台2JF-F4型分站
台2KDW0.3/660B型矿用电源
台1甲烷传感器
台1一氧化碳传感器
台1风筒开关
2台瓦斯断电仪
3台设备开停传感器
台3馈电状态传感器
台1移动式救生舱专用传感器
4台风门开启传感器
7)⑺20102综采工作面回风巷口分站(分站台2JF-F4型分站
台2KDW0.3/660B型矿用电源
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台2甲烷传感器
台1一氧化碳传感器
台1温度传感器
2台风速传感器
2台瓦斯断电仪
3台设备开停传感器
3台馈电状态传感器
台1移动式救生舱专用传感器
地面分站3.
通风机房配电室分站台2型分站JF-F4
台2JKDW0.3/660B型矿用电源
台1甲烷传感器
台1一氧化碳传感器
1台温度传感器
3台风速传感器
台1风压传感器
台4设备开停传感器
4台馈电状态传感器
台2风门开启传感器
。
各类传感器装备数量见表10-1-1五、系统热备功能并判断对方运行状备机之间数据,主、备机之间利用以太网络实时同步主、系统软件,
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态,以达到热备效果:
日常主备机均正常运行,主备机数据时刻保持一致;主机意外退出或死机后,备机在3分钟内自动启用;主机恢复正常后,备机放弃通讯权,主机更新所有实时、历史数据。
各类传感器统计表表10-1-1
符号传感器数量符号传感器种类传感器数量传感器种类
CO78CH一氧化碳传感器甲烷传感器4V14T4风速传感器温度传感器Shs12水位传感器风压传感器
fmKT1615风门开启传感器设备开停传感器
WD16KD6瓦斯断电仪馈电状态传感器YW
2
FT
3
风筒开关烟雾传感器其他安全生产监控系统第二节KJ110N矿压监测系统一、述概
(一)本系统配接顶板压力分机和顶板检测传感器,矿压监控系统,矿压监测系统采用KJ110N能够对工作面支架来压进行监测、分析,并对巷道顶板位移进行监测和跨落前预报。
对高档普采工作面的物理指标进行客观描述,方便技术人员对采煤安全进行分析、判断,给矿领导及相关人员提供科学依据,从而科学、细致的指挥安全生产。
老顶与伪顶的离层量,顶板的位移、系统软件能比较直观,动态的监测顶板的顶板压力、并通过表格直方图、曲线、报表等形式,对顶板压力数据进行实时或历史显示,并通过声、光等多种形式进行实时预警预报。
并能自动显示、打印、保存数据。
并对支护岩体应力,顶板压力分机安装在悬移支架的立柱上,能够预测预报岩层运动、初撑力进行判断,提醒支架操作人员按规操作预防局部冒顶,传感器将采集的数据通过上位机以图表曲线等形式反映给工作人员,方便实时了解矿井压力的动态变化过程。
给技术人员提供分析判断的原始依据。
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直接顶与伪顶之间的位监测直接顶之间的位移,顶板检测传感器安装在顺槽的顶板上,移。
通过就地显示和上位机图表,曲线显示,实时监控巷道的变化趋势,为采煤安全提供科学的依据。
(二)系统主要功能测:
监1.
监测高档普采工作面支架和超前支护工作阻力,并能够现场显示和报警。
a.
监测掘进和回采巷道顶板离层位移和速度,并现场报警。
b.
监测锚网巷道锚杆或锚索的载荷应力。
c.
监测围岩或煤体内部应力。
d.
持:
2.支系统支持多种传输介质的数据通讯。
a.
网络版监测软件支持多工作站在线监和信息共享。
b.
实现:
软件可实现实时显示、趋势分析、统计分析、信息反馈功能。
c.
护:
3.维Internet网络可实现远程维护功能。
a.系统嵌入硬件故障诊断功能。
若系统接入系统构成(三)其左中右压力通道分别对应监测支架的前、7台顶板压力检测分机。
在20101工作面设置后立柱以及平衡千斤的压力变化数据,其数据通过安装在设备列车上一台综采通讯分站及中KJ110N主站传到地面监控主机。
央变电所的米安装米开始向工作面每隔100工作面回风巷安装位移传感器,距风门口200在20101米处,1浅基点(第一测点)装在传感器的深基点一台,(第二测点)装在距顶板的4米处,工作面回风巷口安设通讯分20101,直接顶与伪顶之间的位移。
在分别监测直接顶之间的位移同时把传感器采集到的数据通过井下工业以太环网上传给上位,站一台,为传感器提供电源通讯主站。
机,即KJ110N二、矿井工业电视监控系统述
(一)概
设计在地面行工业场地以及井下设置一套技术先进、设施完善的光纤工业电视监视系
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统。
台彩色摄像机;8台摄像机,其中地面工业场地的重要场所设置工业电视系统共设置26。
地面办公楼区域摄像机10-6-218台低照本安黑白固定摄像机。
摄像点配置见表井下设置工业场地控制电缆进行三可变控制,采用同轴电缆传输、并采用抗雷击及强电气干扰技术;及井下摄像机全部采用光纤传输。
显示和存储三个部信号传输部分、视频控制、煤矿工业电视监控系统由前端摄像部分、分组成。
地面信号经同轴电缆或五类地面摄像机和井下隔爆摄像机实时采集监控点的场景信息,隔爆兼本安光纤摄像仪内部完井下视频信号在KBA8双绞线把图像信息传送至视频分配器;光信号的转换,光信号通过光缆接入到地面的视频光端机机柜,信号在光端机成视频信号--视频信号的转换后,接入视频分配器。
机柜中由接收光端机完成光信号一路接入监视器实时显示监控点的图像;另一路由视频分配器将视频信号分成两路,把视在屏幕上将图像显示出来,在显示图像的同时,接入视频服务器,经过相应的处理后,形成多转化为体积很小的多媒体数据流写入硬盘,频信号按照特定压缩标准进行压缩处理,相关授权用户即可通过网络进行远程将视频服务器接入局域网,媒体文件,完成图像存储。
查看监视信息。
然后通过网络的形式传到控制;矿井工业电视视频信号传到矿内各分控室,进行显示、总控制室,通过计算机信号和视频信号切换器,投入到电视墙上进行显示、切换、控制。
大屏幕投影拼接系统,各路图像信号通过视频分配器″3×2在办公楼调度室设置一套67用户可根据需要利用视频矩阵切换器选择所需的同时传输至硬盘录像机和视频矩阵切换器。
将信号硬盘录像机采用视频数字压缩技术,图像信号进行显示;也可以在大屏幕同步显示。
计算机管理网络上的并且接入公司数据中心。
上传至矿局域网计算机管理网络视频服务器,用户可在工作站上观看工业电视信号。
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(二)系统功能特点计算机图像处理技现代控制技术、工业电视监控系统综合了光纤通信、现代电子技术、使被监视场所的情况一目此监视系统应用于需要实时监视生产和安全状况的重要场合,术。
了然。
小时不间断实时监控,同时实现电视监视系统的系统不仅可以对监视区域进行全天24当有警情发生存储与回放;还可以可把监视场所的图像按时间或日期记录下来,实时处理、为日后对事件的处理提准确地报警;也可在事后对报警区域进行回放分析,时系统会及时、经营管理是煤炭企业实现安全生产过程自动化、领导决策信息化、供方便条件和重要依据。
在地面的中央控制室可对全矿井安全生产过程及设备实现自动化监测和现代化的得力助手。
同时领导出差在外也能随时控制,安全生产监控信息可以通过内部局域网传送给矿级领导,使领导通过因特网查看并控制自己企业内部的摄像机,随时了解自己企业的生产工作情况,能随时了解生产、安全等信息,实现全矿井的统一调度、统一管理。
(三)系统功能特点计算机图像处理技现代电子技术、现代控制技术、工业电视监控系统综合了光纤通信、使被监视场所的情况一目此监视系统应用于需要实时监视生产和安全状况的重要场合,术。
了然。
小时不间断实时监控,同时实现电视监视系统的24系统不仅可以对监视区域进行全天当有警情发生还可以可把监视场所的图像按时间或日期记录下来,实时处理、存储与回放;为日后对事件的处理提也可在事后对报警区域进行回放分析,时系统会及时、准确地报警;经营管理领导决策信息化、供方便条件和重要依据。
是煤炭企业实现安全生产过程自动化、在地面的中央控制室可对全矿井安全生产过程及设备实现自动化监测和现代化的得力助手。
同时领导出差在外也能随时安全生产监控信息可以通过内部局域网传送给矿级领导,控制,使领导随时了解自己企业的生产工作情况,通过因特网查看并控制自己企业内部的摄像机,
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能随时了解生产、安全等信息,实现全矿井的统一调度、统一管理。
工业电视摄像点配置表表10-2-1
数量摄像型式防护罩云台摄像机安装位置摄像机型号序号
1
室内彩色一体内办公楼门厅室1
SCC4203P
行政福利1一体全天候SCC4203P彩色一体办公楼广场2
1室内彩色一体内室SCC4203P3通风机房配电间
1室内彩色一体内室4
驱动机房SCC4203P
工1内室5彩色一体室副井井口SCC4203P内业场1彩色一体6内室室10kV变电所内SCC4203P地17一体SCC4203P全天候产品仓顶彩色一体1SCC4203P室内内室锅炉房8彩色一体1KBA8黑白固定9
IP54无主变电所1黑白固定主水泵房KBA810IP54无无IP54黑白固定1KBA8大巷胶带机头11
IP54201011无12黑白固定KBA8掘进工作面IP54120101工作面一号置仓硐室无13黑白固定KBA8
20102IP54工作面带式输送机头一KBA8无114黑白固定IP54黑白固定20102工作面一号置仓硐室KBA8无151
KBA8IP54黑白固定20102工作面三号置仓硐室无161
KBA8IP54黑白固定201021无工作面五号置仓硐室17井下无20102工作面带式输送机头二118黑白固定KBA8IP54
无采煤工作面20102191KBA8IP54黑白固定无工作面二号置仓硐室20201021IP54KBA8黑白固定工作面四号置仓硐室黑白固定12120102KBA8IP54无黑白固定工作面六号置仓硐室22120102IP54无KBA8
黑白固定一号固定式避难硐室123IP54无KBA8
盘区掘进工作面24201KBA8黑白固定盘区六号置仓硐室25IP542011无KBA8
黑白固定工作面一号置仓硐室2620103无1
IP54
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三、人员管理系统述
(一)概矿井人员管理系统采用先进的远距离无线射频识别技术和远程通讯技术,由地面KJ251管理计算机及软件、人员定位分站、人员标识卡及读卡器等组成。
可实现对矿井入井人员的实时监测、跟踪定位、轨迹回放、考勤统计、报表查询等功能。
(未进入读卡器工作区域标识卡不人员随身携带的标识卡进入读卡器工作区域被激活后读卡器接收到标识卡发来的无线信,即将人员编码加密信息发射出去;工作---处于休眠状态)号,经分站接收处理后,提取出人员编码相关信息,经数据传输接口送至地面监控计算机,完成矿井人员自动跟踪定位管理和考勤。
(二)系统构成人员管理系统主要由监控计算机、系统软件、人员定位分站、读卡器、人员标识KJ251卡、避雷器和传输接口等组成。
监控主机:
负责整个系统设备及人员检测数据的管理、分站实时数据通讯、统计存储、屏幕显示、查询打印、画面编辑、网络通讯等任务。
系统软件:
完成人员信息编码采集、识别、加工、显示、存储、查询和表打印。
人员定位分站:
通过与读卡器的有线通讯,实时获取人员编码数据(可本地显示)。
读卡器:
接收标识卡发出的无线人员编码信号。
当被无线信号激活后,将编码数据发送给读卡承载唯一的人员编码信息,人员标识卡:
器。
人员标识卡有矿帽式、矿灯式、胸卡、腰卡等多种方式可选。
根据系统在煤矿的现场使用情况反馈,便于对人员标识卡的管理,本方案选用矿帽式人员标识卡。
(三)系统主要特点对井下人员可实时跟踪监测,位置自动显示。
可实时跟踪查询、打印当前及某时间段井下人员数量、活动轨迹及分布情况。
用于检测入井人员标识卡的完好性以及每位下井人员携入井口设置检卡器,在人员出、张卡唯一性检测功能。
带1其核心技术均由嵌入式微处理器目标识别器和标识卡具有完全独立的发射与接收部件,和嵌入式软件组成。
标识卡采用高级嵌入式微处理器,在嵌入式软件的控制下,实现睡眠、唤醒、解码、编码、通信及信息碰撞处理等功能。
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年以上。
标识卡超低能耗设计,并采用间歇式工作方式,可使用2米可调。
系统能方便实现识别范围的调整,识别距离0-100的高速移动目标。
系统能可靠识别静态或≤80Km/h乘车出入的工作人员无需下个以上的人员标识卡。
单台目标识别器可瞬间同时识别200车,在车辆进入监测区域后,就可自动完成人员定位及考勤功能。
识别区域无方向性、无盲区,对人体没有伤害,已通过相关机构出具检验报告。
自动存储人员监分站仍能独立工作,井下人员跟踪定位分站与地面中心站失去联系时,测数据,当通讯恢复后监控主机可提取数据自动完成数据修复。
人工录入、网络通信等。
可进行记录、显示、查询、编辑、系统在进行实时数据采集时,使网上所有终端在使用权限范围内都能共享监测系统中心站及网络终端可以联网运行,
信息,查询各类数据报表。
如果有未经许可人员接近该区门禁功能。
根据需要在煤矿井下限制员工进入特殊区域。
域可发出声光报警信号,同时地面监控主机也会发出报警信号。
如果超过授权时间或进入XX的报警功能。
可以对下井人员限制出入时间及地点,地点都会触发报警设备发出警示,以便控制人员迅速做出反映,采取安全措施。
提高系统可自动生成人员信息数据库,实现考勤作业的统计与管理等方面的报表资料,管理效益。
便于事矿井一旦发生安全事故,监控中心在第一时间内可以知道被困人员的基本情况,故救助工作的开展。
系统具有人员活动轨迹再现功能。
四、矿压监测系统述
(一)概
本系统配接顶板压力分机和顶板检测传感器,矿压监控系统,矿压监测系统采用KJ110N对综采并对巷道顶板位移进行监测和跨落前预报。
能够对工作面支架来压进行监测、分析,给矿领导及相判断,工作面的物理指标进行客观描述,方便技术人员对采煤安全进行分析、关人员提供科学依据,从而科学、细致的指挥安全生产。
老顶与伪顶的离层量,顶板的位移、系统软件能比较直观,动态的监测顶板的顶板压力、
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并通过表格直方图、曲线、报表等形式,对顶板压力数据进行实时或历史显示,并通过声、光等多种形式进行实时预警预报。
并能自动显示、打印、保存数据。
并对支护岩体应力,顶板压力分机安装在综采支架的立柱上,能够预测预报岩层运动、传感器将采集的数据通过上位提醒支架操作人员按规操作预防局部冒顶,初撑力进行判断,给技术人员方便实时了解矿井压力的动态变化过程。
机以图表曲线等形式反映给工作人员,提供分析判断的原始依据。
直接顶与伪顶之间的位顶板检测传感器安装在顺槽的顶板上,监测直接顶之间的位移,为采煤安全提供科曲线显示,实时监控巷道的变化趋势,移。
通过就地显示和上位机图表,学的依据。
(二)系统主要功能测:
1.监
a.监测综采工作面支架和超前支护工作阻力,并能够现场显示和报警。
b.监测掘进和回采巷道顶板离层位移和速度,并现场报警。
c.监测锚网巷道锚杆或锚索的载荷应力。
d.监测围岩或煤体内部应力。
持:
支2.
系统支持多种传输介质的数据通讯。
a.
网络版监测软件支持多工作站在线监和信息共享。
b.
实现:
软件可实现实时显示、趋势分析、统计分析、信息反馈功能。
c.
护:
3.维网络可实现远程维护功能。
系统嵌入硬件故障诊断功能。
若系统接入Interneta.
(三)系统构成
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台顶板压力检测分机。
其左中右压力通道分别对应监测支架的1520102工作面设置在其数据通过安装在设备列车上一台综采通讯分站后立柱以及平衡千斤的压力变化数据,前、主站传到地面监控主机。
及中央变电所的KJ110N米开始向工作面每200回风巷安装位移传感器,距风门口在20102工作面辅助运输巷、(第一测点)浅基点4米处,米安装一台,传感器的深基点(第二测点)装在距顶板的隔100工作面回风巷在20102米处,分别监测直接顶之间的位移,直接顶与伪顶之间的位移。
装在1同时把传感器采集到的数据通过井下工业以太环网为传感器提供电源,口安设通讯分站一台,KJ110N通讯主站。
上传给上位机,即使用与维护第三节
.安装断电控制系统时,必须根据断电范围要求,提供断电条件,并接通井下电源及1严禁接在被控开关的负荷控制线。
安全监控设备的供电电源必须取自被控制开关的电源侧,检修与安全监控设备关侧。
拆除或改变与安全监控设备关联的电气设备的电源线及控制线、并制定安全措施后方可进须报告矿调度室,需要安全监控设备停止运行时,联的电气设备、行。
次。
甲烷传感器、便携式甲烷12.安全监控设备必须定期进行调试、校正,每月至少1天必须使用校准气样和空气样调校检测报警仪等采用载体催化元件的甲烷检测设备,每7天必须对甲烷超限断电功能进行测试。
安全监控设备发生故障时,必须及时处理,7次。
每在故障期间必须有安全措施。
.必须每天检查安全监控设备及电缆是否正常,使用便携式甲烷
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