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课程设计报告班级安全系统姓名郭亮亮评阅成绩2012年5月10日矿井安全监控系统选型设计摘要：我国煤炭资源丰富，但开采条件复杂，自然灾害严重，47%的矿井属于高瓦斯或瓦斯突出矿井。在当前煤炭市场需求旺盛的推动下，部分煤矿存在突击生产或盲目超产现象，造成近几年矿井安全事故发生率居高不下。为保障煤矿的安全生产，除进一步加强煤矿安全管理意识外，关键是建立煤矿井下安全监测监控系统，形成煤矿井上、井下可靠的安全预警机制和管理决策信息通道。所以当前现代化矿井的生产不仅要解决煤矿生产过程中存在的安全问题、生产自动化的问题、又要了解各种与生产经营相关的信息。建立安全生产、调度和管理网络系统，对井上、井下安全生产全面了解，靠及时准确的信息指挥生产和防止各种事故的发生，已成为煤矿设计工作必须解决的问题。关键词：安全管理；煤矿井下安全监测监控系统；安全生产Abstract:Chinesecoalisrich,butminingcomplex,seriousnaturaldisasters,gasorgasoutburstin47%minebelongingtothehigh.Drivenbystrongdemandinthecurrentcoalmarket,partofthemineproductionorblindsurpriseoverproduction,resultinginhighincidenceofmineaccidentsinrecentyears.Fortheprotectionofcoalminesafetyproduction,subjecttofurtherstrengthencoalminesafetymanagementawareness,thekeyistheestablishmentofcoalminesafetymonitoringandcontrolsystem,formingcoalmineandundergroundonreliablesecuritymechanismsforearlywarningandmanagementofdecision-makinginformationchannel.Sothecurrentofmodernmineproductionnotonlytosolvethesafetyinproductionofcoalmineproblems,automation,andvariousproduction-relatedinformation.Setup,schedulingandmanagementofproductionsafetynetworksystems,well,mineproductionsafetyonacomprehensiveunderstanding,relyontimelyandaccurateinformationandcommandofproductionandpreventtheoccurrenceofaccidents,hasbecomeadesignmustsolvetheproblemofcoalmines.Keywords:Securitymanagement；Coalminesafetymonitoringandcontrolsystem；Safetyproduction.0.引言矿井安全监测监控系统是是目前现代化工矿企业生产和管理的有效工具，对于煤矿生产，矿井安全监测监控系统是煤矿高产高效；安全生产的重要保证。它是一种自动采集资料，处理资料并进行控制的系统，具有及时准确连续可靠的优点，对保障矿井安全，提高矿井“一通三防”管理水平，增强矿井抗灾能力等方面具有非常重要的作用，特别是对预防矿井瓦斯超限积聚，准确且迅速的测定矿井通风参数及有害气体浓度掌握井下通风状况，早期发现事故征兆防止瓦斯事故的发生起到辅助决策的作用。我国监测监控技术应用较晚，80年代初，从波兰、法国、德国、英国和美国等（如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200）引进了一批安全监控系统，装备了部分煤矿；在引进的同时，通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况，先后研制出KJ2、KJ4、KJ8、KJ10、KJ13、KJ19、KJ38、KJ66、KJ75、KJ80、KJ92等监控系统，在我国煤矿已大量使用。实践表明，安全监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用，各局矿已作为一项重大安全装备。由于当时相当一部分监控系统由于技术水平低、功能和扩展性能差、现场维修维护和技术服务跟不上等原因，或者已淘汰、或者停产。因此造成相当一部分矿井无法继续正常使用已装备的系统。特别是近年来由于老系统服务年限将至，已无继续维修维护的必要，系统面临更新改造的机遇。国外煤矿监测监控技术是20世纪60年代开始发展起来的，至今已经有5代产品，基本上每十年就有一代新产品出现。按照安全监测监控系统信息传输特征来区分可分为：第一代，信息传输采用空分制方式。第二代，信道频分制技术的应用。第三代，集成电路出现后推动了时分制信息传输技术的发展。第四代，以分布式微处理机为基础的安全监测监控系统。第五代，以光纤通信技术为基础的安全监测监控系统在对一对矿井选型的过程中，在最大限度满足安全、生产系统要求的前提下一般力求做到五性:1、可靠性监测监控系统可靠性高，是系统设计最重要的原则。要保证系统在使用的条件下工作稳定且可靠性高，必须具备一定的抗干扰性能。2、先进性使用的元器件、传感器、执行器、检测方法、程序设计、输入输出方式及手段等，都应符合技术发展方向，具有技术的先进性。3、通用性系统不需任何改动或只进行少许改动就能使用于其他场合，构成新的监测监控系统。4、合理性电路结构简单，软硬件搭配恰到好处，便于安装、维护检修。5、经济性系统功能强，成本低，性价比高。故而根据矿井具体情况对安全检测监控系统选型进行具体设计。1.矿井概况如某矿井120万吨，为低瓦斯矿井，矿井生产布置有两个采区，共四个采煤工作面，四个采掘工作面，并要求监测监控系统进入矿工业局域网。2.系统选型及设计2.1监测系统的选择根据矿井具体情况选用KJ95系统。选用INTEL工控机为系统主机并加一台备用机，CPU486以上，主频200MHz以上，内存16Kb以上，硬盘2.1GB以上，带3.5英寸软驱和光驱，彩色图形终端选用XD400以上。2.2.监测中心站选型由于AQ6201-2006新标准对软件进行了规范（包括功能菜单，操作模式等），使得查询分析各种数据报表更为方便、直观，便于监管部门操作使用。所以系统软件必须升级，具体见AQ6201-2006标准的4.6软件功能部分；系统必须具备双机切换功能，当某台监控主机出现故障等原因时，另一台监测主机投入工作（见《煤矿安全监控系统通用技术要求AQ6201-2006》）。并与上级煤监部门联网和矿局域网的WEB计算机联网；根据《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范（AQ1029-2007）》9.1条地面中心站的装备之规定，由于监控室现有的UPS电源容量及备用电池使用时间不少于2小时2.3监控分站的选型KJF16B型通用监控分站主要用作煤矿井传感器信息采集和信息传输。改变通讯协议可以接入其他用于煤矿井下安全监测系统中使用主要技术指标：1.环境条件：分站在下列条件下应能正常工作：环境温度：0～40℃；平均相对湿度：不大于95％（+25℃）；大气压力：80～106kPa；煤矿井下有瓦斯、煤尘等爆炸危险的环境。2.电源电压：DC12～18V（电源为KDD2000型电源断电仪之电源）3.工作电流：≤120mA4.容量：模拟量或开关量16路信号输入，并有8路开关量输出。5.与安全栅连接：制式：异步时分制基带传输；速率：1200bit/s；距离：不低于15km。6.输入输出信号：开关量输入信号：高电平时，信号幅度应不小于3V，电流应不小于1mA；低电平时，信号幅度应不大于1V，电流应不大于0.1mA模拟量输入信号：200～1000Hz频率信号（也可使用不低于1200Hz的频率信号），脉宽大于0.2ms，幅度不小于3V，电流应不小于1mA开关量输出信号：高电平时，信号幅度应不小于5V，电流应不小于1mA；低电平时，信号幅度应不大于1V，电流应不小于0.1mA测量误差：满量程时不低于0.4％（不包括传感器的测量误差）。7.功率：小于15W8.通讯距离：分站到传感器：≤1.5km；其电缆为：PUYV/7/0.43的矿用橡套电缆，其参数为：分布电阻：≤19Ω/km；分布电容：≤0.06uF/km；分布电感：≤0.8mH/km。分站到计算机：不低于20km。采用二芯屏蔽电缆传输，型号：PUYVR31/PUYVR39。R≤25.8/Km，C≤0.06μF/Km，L≤0.8mH/Km。2.3传感器的选择根据国家标准和矿井实际情况，参照监测监控系统选择型号，与之搭配的传感器选择型号如表2-1表2-1传感器类型Table2-1Sensortype1瓦斯传感器KGJ16BExibI2高低浓度瓦斯传感器KGJ23ExibI3一氧化碳传感器KGA5ExibI4二氧化碳传感器KGQ9ExibI5氧气传感器KGQ7ExibI6硫化氢传感器KGQ8ExibI7水位传感器KGU9ExibI8风速传感器KGF3ExibI9负压传感器KGY3AExibI10风门开闭状态传感器KGE22ExibI11烟雾传感器KGN1ExibI12温度传感器KG3007AExibI13矿用电量变送器KGD5ExibI14机电设备开停传感器KGT15ExibIKGJ16B型瓦斯传感器用于检测煤矿井下空气中的瓦斯含量，具有多种标准信号制式输出，联检后能与煤矿安全监控系统、风电瓦斯闭锁装置及瓦斯断电仪配套使用。该传感器是一种智能型检测仪表，具有稳定可靠、使用方便等特点。调零、调精度、报警点设置等均可通过遥控器实现。KGA5型一氧化碳传感器用于连续地检测煤矿井下空气中的一氧化碳含量，能单独使用或与各种煤矿安全监控系统配套使用。该传感器是一种智能型检测仪表，所有调校功能可通过遥控器实现，具有精度高、稳定可靠、使用方便等特点。KGQ9型矿用红外二氧化碳传感器用于连续地检测煤矿井下空气中的二氧化碳含量，能单独使用或与各种煤矿安全监控系统配套使用。该传感器是一种智能型检测仪表，所有调校功能可通过遥控器实现，具有精度高、稳定可靠、使用方便等特点。KGQ7型氧气传感器用于连续地检测煤矿井下空气中的氧气含量，能单独使用或与各种煤矿安全监测监控系统配套使用。该传感器是一种智能型检测仪表，所有调校功能均可通过遥控器实现,具有精度高、稳定可靠、使用方便等特点。KGF3型风速传感器是根据卡曼原理开发的用来测量风速的一种智能型传感器，可以检测煤矿井下各种巷道、风口处的风速，可与各种类型的监测系统配套使用。该传感器性能稳定、使用方便，并能通过遥控器进行现场调整。KGE22型矿用风门开闭状态传感器能连续自动地检测风门的开闭状态及某些设备的位置状况，并将信号传送给上一级监控设备。该传感器具有结构合理、性能可靠、使用方便、适应性强等特点，可用于煤矿井下有瓦斯煤尘爆炸危险的场所，也可用于工厂、油田、码头等一般场所KG3007A型温度传感器用于测量煤矿井下的环境温度，也可用于其它场所的温度测量。KGT15型机电设备开停传感器能连续自动地检测机电设备的工作状态，并将信号传送给上一级监控设备。该传感器与被测设备没有直接的电气联系，具有结构合理、性能可靠、使用方便、功耗低、多种输出信号接口、适应性强等特点，可用于有瓦斯煤尘爆炸危险的煤矿井下，也可用于工厂、油田、码头等一般场所图2-1KJ95型煤矿安全监控系统在组成ComposedofcoalminesafetymonitoringandcontrolsystemKJ95型煤矿安全监控系统组图如图2-1，它由地面中心站，信号传输部分，井下分站及各类传感器等组成2.9、硬件与软件系统概算及价格清单序号名称及规格号单位数量单价/元总价/元备注一地面中心站1主机