矿井安全监控系统_第1讲

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1、矿井安全监控系统主讲：何廷山2007/06/28-2007/06/291绪论~是煤炭高产、高效、安全生产的保证；~推广应用，保障了煤矿的安全生产和矿工生命安全；改善了作业环境，吸引人才降低了误操作及违章作业概率；一般工业监控原理和技术难以直接运用。1.1矿井监控系统组成现有问题：硬件不通用、软件不兼容、信道不共享、信息不共享、以监测为主，控制功能、尤其远程控制功能不强、灾害预报功能弱等问题。发展方向：组态软件、现场总线、可编程控制器、多媒体、计算机网络、GIS和智能传感器等技术，向着监测与控制并重、就地自动控制、远程人为控制、灾害预报、硬件通用、软件兼容、信道共享、信息共享、多参数

2、、多功能、多媒体全矿井综合监控。1.1.1早期的矿井监控系统~由瓦斯遥测系统发展而来。瓦斯遥测系统具有甲烷超限声光报警和断电功能。技术特征：单一甲烷监测、就地断电控制、声光报警、数码管或模拟表头显示、多笔记录仪记录、频分多路复用、单向模拟传输、树形网络结构、采用分立组件或中、小规模集成电路。瓦斯遥测系统一般组成如下图：遥测仪记录仪断电仪断电仪甲烷传感器甲烷传感器被控开关被控开关交流电交流电工作原理：传感器将被测甲烷浓度转换为电信号送断电仪（最大传输1KM），并具有浓度显示和浓度超过报警浓度后声光报警功能（也有将声光报警箱与传感器分离的）。用3芯或4芯矿用信号电缆，模拟基带信号传输。

3、断电仪对甲烷传感器送来的甲烷浓度信号进行调制，将调制后的信号经2芯矿用信号电缆传至地面遥测仪（可达10KM），为减少电缆，此段可采用频分多路复用（5~10路）。断电仪同时对甲烷浓度判别，若超断电浓度，则通过继电器切断被控区域动力电源，并闭锁。断电仪还兼作电源，将井下电网的交流电转换为断电仪和传感器所需的本质安全型直流电源。遥测仪对接收到的调制信号解调后显示，并进行报警判别，超过报警浓度时发出声光报警信号，同时记录仪记下甲烷浓度。主要技术特征：单一甲烷监测、就地断电控制、声光报警、数码管或模拟表头显示、多笔记录仪记录、频分多路复用、单向模拟传输、树形网络结构、采用分立组件或中、小规模

4、集成电路。在发展甲烷遥测系统同时，为了保证运输系统（轨道、提升、胶带等）安全、提高生产率和设备利用率，推广应用了模拟盘调度系统。1.1.2矿井监控系统组成随着技术（传感器、电子、计算机、信息传输）发展和要求提高，~发展为多参数单方面监控系统（针对某一方面的多参数监控）。包括：环境安全、轨道运输、胶带运输、提升运输、供电、排水、矿山压力、火灾、煤与瓦斯突出、大型机电设备健康状况等监控系统。环境安全监控系统CH4、CO、CO2、O2、H2S、风速、负压、湿度、温度、风门状态、风窗状态、风筒状态、局扇开停、主扇开停及工作电压电流等监测，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等。轨

5、道运输监控系统监测信号机电动转辙机状态、机车位置、机车编号、运行方向、运行速度、车皮数、空（实）车皮数等，并实现信号电动转辙机闭锁控制，地面远程调度与控制等。胶带运输监控系统对皮带速度、轴温、烟雾、堆煤、横向撕裂、纵向撕裂、跑偏、打滑、电机运行状态、煤仓煤位等监测，并实现顺煤流启动、逆煤流停止闭锁控制和安全保护、地面远程调度与控制、皮带火灾监测与控制等。提升运输监控系统对罐笼位置、速度、安全门状态、摇台状态、阻车器状态等，并实现推车、补车、提升闭锁控制等监测。供电监控系统监测电网电压、电流、功率、功率因数、馈电开关状态、电网绝缘状态等，并实现漏电保护、馈电开关闭锁控制、地面远程控制

6、等。排水监控系统监测水仓水位、水泵开停、水泵工作电压、电流、功率、阀门状态、流量、压力等，并实现阀门开关、水泵开停控制、地面远程控制等。火灾监控系统监测CO、CO2、O2、温度、压差、烟雾等，并通过风门风窗控制，实现均压灭火控制、制氮与注氮控制等。矿山压力监控系统监测地音、顶板位移、位移速度、位移加速度、红外发射、电磁发射等，并实现矿山压力预报。煤与瓦斯突出监控系统监测煤岩体声发射、瓦斯涌出量、工作面煤壁温度、红外发射、电磁发射等，并实现煤与瓦斯突出预报。大型机电设备健康状况监控系统监测机械振动、油质量污染等，并实现故障诊断。矿井监控系统一般组成：传感器；执行机构；分站；电源箱（或

7、电控箱）；主站（或传输接口）；主机（含显示器）；打印机；模拟盘；多屏幕；UPS电源；远程终端；网络接口电缆；接线盒等。结构见图1.3。工作原理：传感器将被测物理量转换为电信号，经3芯或4芯矿用电缆（1芯地线，1芯信号线，1芯分站向传感器供电）与分站相连，并具有显示和声光报警（有些没显示或声光报警）。执行机构（含声光报警及显示设备）将控制信号转换为被控物理量，用矿用电缆与分站相连。分站接收来自传感器的信号，并按预先约定的复用方式（时分制或频分制）远距离传送给主站（或传输