【定稿】煤矿安全监测监控系统设计方案_可行性方案

目前矿井安全生产监控系统使用的现状目前虽有不少矿井都装备了安全生产监控系统，但很多都没有充分发挥出应有的作用，些矿井只重视对生产方面的监测而忽视对安全方面的监控。

其实，安全生产监控系统是最关键的技术是对瓦斯的监测监控，矿井只要生产，就随时会有瓦斯产生，靠工人检测只能是间断性的，而矿井监控系统不仅能时时连续监测，还能对瓦斯超限信号及时进行报警和断电控制，对保证矿井安全起着人工无法替代的作用。

近年来发生的几起特大瓦斯爆炸事故，多数是因为领导对安全监控系统重视不够，管理不到位，投入不足，造成瓦斯积聚没能及时进行断电控制而发生的。

因此，管好用好矿井安全生产监控系统，真正发挥其应有的作用，是有效预防瓦斯事故的关键。

煤矿现在存在的问题矿井监测监控系统满足了机械化采煤的需要，但这些系统均存在着控制功能差通用性差性能价格比低等问题，这既不符合监测与控制并重硬件通用软件兼容现场总线监控与多媒体技术应用的发展趋势，又满足煤炭高产高效安全生产的需要。

这主要在如下几个方面现有矿井监测监控系统均针对监控对象开发，其为单的多参数监测监控系统，包括环境安全轨道运输带式输送提升运输供电系统，从而造成硬件不通用软件不兼容信道不共享信息不共享。

个矿井要实现全面监测监控，则需要装备环境安全轨道运输带式输送提升运输供电系统排水系统矿山压力煤与瓦斯突出大型机电设备健康状况等数个互不兼容的监测监控系统，从而造成设备重复投资电缆重复敷设维护人员增加，浪费大量人力物力和财力。

现有监测矿井监控系统均在同技术水平上重复开发，若需进行新领域的监测监控，又需重新开发，开发周期长，在开发过程中浪费大量的人力物力和财力。

现有矿井监测监控系统均没有将数据文字声音图像等多种媒体统监测传输，难以提高信息的利用率。

现有矿井监测监控系统均没有针对矿井机电体化和定监控的功能，这主要表现在没有用于机电体化的体积小功能齐全的本质安全型嵌入式职能监控站和便携式起接入的移动监控网。

现有矿井监测监控系统的通信协议晕自我定义，互不兼容，没有符合矿井电气防爆等特殊要求的总线标注，从而造成不同厂家的设备无法接入，无法共享传输电缆。

现有矿井监测监控系统均采用主从式传输。

这种传输方式的可靠性受地面主站设备及主千电缆影响很大，当地面主站设备或主干电缆发生故障时，将会造成整个系统瘫痪。

当该传输方式用于环境安全轨道运输带式输送供电系统等单方面监控时，边不回出现主站瓶颈效应当用于全矿井多方面综合监控时，由于信息量的增加，必然会出现严重的主站瓶颈效应。

虽然可以通过提高传输速度的方法来避免或减少瓶颈效应。

但经过理论分析和试验表明采用矿用电缆，系统传输距离为时，最大传输速率可为在无中继条件下。

现有矿井监测监控系统软件均为特定系统开发，通用性差，难以满足环境安全轨道运输带式输送提升运输供电系统排水系统矿山压力火灾水灾煤与瓦斯突出大型机电设备健康诊断等多方面综合监测监控的需要。

现有监控分站均为监控目的而开发，功能单，用户难以通过简单的操作实现环境安全轨道运输带式输送等多方面底层监控目的。

现有传感器及执行机构般采用星形结构与监控分站连接除个别系统外，这种结构虽然可使用根多芯电缆既给传感器及执行机构供电，又传递信号，但由于电缆复用率低，需铺设大量的电缆，导致系统投资大，维护不便。

现有传感器及执行机构般需经监控分站接人系统个别除外，这样虽然便于监控分站实现就地控制，但当个别传感器和执行机构距离监控分站较远距离系统电缆较近时，就显得十分不合理，既不便于系统维护，又增加了系统电缆投资。

现有传感器输出信号为模拟信号频率型电流型和电压型和开关量信号，采用模拟信号和开关量信号很难实现传感器及执行机构的电缆多路复用。

现有传感器的电路均针对种传感元件设计，仅能实现标校显示声光报警等基本功能，不能实现同电路可以配接不同传感元件如监测甲烷浓度的黑白元件，监测温度的半导体元件等的功能，不便于用户维护。

现有传感器不能实现多参数监测。

若研制多参数传感器，如甲烷和风速二参数传感器，既能测出监测点甲烷浓度，又可测出监测点风速，便于通风调度氧化碳和温度二参数传感器，既能测出监测点的氧化碳浓度，又可测出监测点的温度，便于监测自然发火情况。

这样，可以减少传感器的数量，降低设备成本，便于安装与维护。

控制功能特别是地面远程控制功能难以满足减少井下危险环境从业人员的需要。

我国煤矿安全监测监控系统存在的问题不规范由于现有厂家的监控系统几乎都采用各自专用通信协议，所以，很难找到两个相互兼容的系统。

目前，信息传输系统的兼容性已成为装备监控系统的各集团公司矿井进步补套和扩充系统功能的制约因素，主要是用户在装备了厂家的系统后，在众多型号价格不同功能各具特色的监控系统的软件硬件如分站的补套以及服务等方面，就别无选择地依赖于这个厂家。

有些矿井为了安全生产的需要，在系统存在严重问题和得不到技术服务的条件下，不得不废弃原有系统，长度开关量传感器电缆，型号为，长度断电电缆，型号为，长度。

上述电缆必须选用经检验合格的并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。

第三节监测设备各类传感器布置回采工作面传感器选型及配置井下采区配有二个采煤回采工作面，传感器选配如下在采煤工作面距工作面处设置高低浓度组合式瓦斯传感器个，其报警值为断电值为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。

在工作面距工作面处设置氧化碳传感器个温度传感器个风速传感器个。

在采煤工作面的回风巷上部顺槽尾部距上山巷处设置高低浓度组合式瓦斯传感器个，其报警值为断电值为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。

在采煤工作面的回风巷上部顺槽尾部距上山巷设置粉尘传感器个温度传感器个风速传感器个。

二掘进工作面传感器选型及配置井下采区配有三个煤巷综掘工作面二个普掘工作面，传感器的选配如下在掘进工作面距掘进工作面头内，设置高低浓度组合式瓦斯传感器个，其报警值为断电值为断电范围为掘进巷内全部非本安电器设备，复电值为。

在掘进工作面回来风流中掘进巷尾部至联络巷处，设置高低浓度组合式瓦斯传感器个，其报警值为断电值为断电范围为掘进巷道内全部非本安电器设备，复电值为。

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

掘进头设置温度传感器粉尘传感器风速传感器各个。

三其它地点传感器的选型及配置在采区煤流转载点设置瓦斯传感器粉尘传感器个。

在采区总风巷的测风站设置风速传感器温度传感器各个。

在采区中部变电所爆破材料发放硐室均设置瓦斯传感器各个。

在采区采煤工作面掘进工作面风门处设有风门传感器各个。

在风井的风硐内设置风速传感器和差压传感器各个。

井底水仓设置水位传感器个。

设备开停传感器采区采煤机刮板机转载机带式输送机共个井下中央泵房水泵个通风机房个④掘进局扇个副井绞车房个主井驱动机房个制氮空压站个第四节矿井各类传感器装备量矿井传感器装备标准本矿属低瓦斯矿井，煤与瓦斯不突出，煤尘具有爆炸性，属很易自燃煤层。

矿井设计能力，主井采用皮带运输，副井采用对单钩串车提升。

采区设有二个回采工作面，三个综掘工作面，二个普掘工作面。

矿井设有全矿井的安全和生产监测监控系统，在生产管理上应严格按煤矿安全规程矿井通风安全监测装置使用管理规定的有关要求进行。

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矿井通风安全监测装置使用管理规定的相关要求。

矿井安全与生产监测监控的各类传感器量请见表。

传感器的装备数量低浓瓦斯传感器台高低浓瓦斯传感器台风速传感器台温度传感器台设备开停传感器台风门传感器台风筒传感器台烟雾传感器台氧化碳传感器台电量传感器台负压传感器含电源台馈电开关传感器台粉尘传感器台各类传感器备用量按使用量的考虑注取值为整数，并适当考虑不可预见因素。

对矿井设计进行全面的详细叙述第五节矿井安全监测监控系统运行可靠性分析该矿选择的型矿井安全与生产监测监控系统是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，具有进行数据采集处理和完成相应控制的功能，分站的相对性大大地提高了监测监控系统的可靠性。

监测监控系统在地面中心站配备了两台主机，互为备用。

监测监控系统的电源按二级负荷进行设计，并配置了电源，保证了系统不间断的工作要求。

监测监控系统的主干电缆由副井引至井下，电缆采用型矿用阻燃钢带铠装信号电缆，使主信号道具有两路互为备份的不间断信息通路。

传感器电缆也采用矿用阻燃电缆，使信道的可靠性达到了个较高的水准。

井下分站在布置上均安放在主要的进风巷道的环境相对好的地方，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。

在管理上监测监控系统配备了专班人员管理和维护，所有管理和维护人员都要经过技术培训方能上岗。

第章安全监测监控系统的概述历史发展及国内外现状对煤矿井下危险源进行实时监测和预警，是煤矿最早关注的项目。

从世纪年代后期开始，工业发达国家开始研制矿井监测监控系统。

主要有法国公司的集中监控系统波兰的和监控系统，英国，德国公司的信息传输系统和遥控系统，美国的系统以及加拿大康斯培克公司的安全生产监测系统。

在煤矿监测监控系统中，影响较大的是世纪年后期由英国煤管局组织开发，分别由不同公司生产的系统。

该系统最早应用于煤矿环境监测，后来扩展了许多生产监测监控的功能。

例如，煤仓监测带式输送机控制等。

但总体上讲，该监测监控系统仍是以监测功能为主，附加简单逻辑控制功能。

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