矿井监测监控系统

1二零一四年三月矿井监测监控系统简介阳煤集团新景公司通风工区赵毅龙2课程导入以构建“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”十六字体系中，监测监控为其中一项。监测监控管理的目标是“规范、准确、及时、有效”，充分发挥监测监控系统在瓦斯管理工作中的重要作用，提升煤矿安全保障能力。什么是矿井监测监控系统，监测监控系统如何起到保障能了的，应要求全体员工了解掌握。3主要内容第一节矿井监测监控系统基础知识第二节新景公司监测监控系统介绍第三节采掘工作面监测监控系统使用第四节煤矿通风安全监控系统管理4第一节矿井监测监控基础知识一、瓦斯监测监控的含义二、煤矿监控系统发展三、煤矿监控系统分类四、监控系统在煤矿的作用5第一节矿井监测监控基础知识一、监控系统的含义长期以来，对远处危险环境与目标进行监测、监视和控制，是人类长期不懈的追求，也是科学技术发展的重要分支。所谓监控系统，泛指人们对所关心的远端危险环境或实体目标，能够连续自动进行监测、监视或控制的系统。当今监控应用的典型代表就是航天卫星的监测与控制。监控系统包括两个方面功能，一是监，即监测，二是控，即控制，两者相辅相成，互为依存。监测是信息的测量、传递和显示，它为控制提供依据。控制，是依据监测提供的信息自动对目标实施的行为控制，是监测的目的之一。监和控相结合，构成了监控系统功能的完整和统一。6一、监控系统的含义煤矿安全监控系统煤矿安全监控系统是监控系统在煤炭开采行业中的典型应用。煤矿安全监控系统是指对煤矿井下瓦斯等安全环境信息进行连续监测与信息传递、处理、报警、存储，并实现自动目标行为控制的电子信息处理系统。它是对煤矿井下瓦斯浓度、风量、风速、温度、一氧化碳、开关供电状态、设备运行、风门状态、风筒状态等安全环境，进行连续自动监测，能自动实现瓦斯超限报警、瓦斯超限断电闭锁、风电闭锁等控制的自动化信息处理与控制系统。7煤矿安全监控系统煤矿安全监控系统被人们形象称为煤矿的四个千：千里“鼻”：能“闻”到井下的瓦斯、一氧化碳、温度等危险气体的浓度；千里“耳”：能“听”到井下设备开停、风速大小、风量大小、压力大小等；千里“眼”：能“看”到井下人员移动、风门状态、风筒状态等；千里“手”：在瓦斯超限等紧急状态下，能用无形之“手”，代替人们自动实施拉闸断电等控制行为。8二、煤矿监控系统发展国外煤矿监测监控系统技术起步于上世纪60年代，其后技术发展主要是信息传输方面，分别经历了信息传输的空分割、频分割、分布式微处理机等阶段。国内煤矿监控系统起步于上世纪80年代，从引进、消化和吸收国外技术开始，结合国内实际应用进行研制。当时的煤炭部从法国引进的首套CTT瓦斯监测系统，1982年开始率先在我集团公司一矿应用，开创了我集团公司应用瓦斯监控系统新的历史。按照监测监控技术进步阶段划分，我国煤矿监测监控系统发展大约经历如下四个阶段：9二、煤矿监控系统发展第一阶段：1980—1988年，主要引进英国、法国、波兰等国外监控系统。典型的有：CTT、MINOS、TF200、DAN6400等。第二阶段：1988—1999年，在引进国外监控系统基础上，结合国内应用实际，研发国产监控系统，如KJ4、KJ2等。次阶段系统均采用工控微型计算机作为监控主机，操作系统前期为DOS系统，数据存储大多为初级存储应用，如文本文件存储或采用ACCESS数据库简单存储，后期多数采用WINDOWS视窗操作系统。数据传输大多为2400BPS速率的基带、调频或移频键控传输等，其典型产品有KJ4、KJ90系统等。第三阶段：1999—2005年，此阶段是在第二阶段基础上的技术性能改进，主要体现在两个方面，一是数据库存储技术进步，多数系统采用SQLSERVER大型数据库来存储监控数据，二是采用高速信息传输设备，数据传输速率为9600BPS、19200BPS以上。第四阶段：2005—至今，即目前阶段，为高速网络化综合监控系统。主要特征为井下采用光纤以太环网，传输速率千兆，为煤矿综合化监测系统，不仅监测瓦斯的常用参数，也可综合监测瓦斯管道抽放、电力参数、皮带运行、产量监控等。10三、煤矿监控系统的分类煤矿监控系统分类，包括按监控对象信息类别和按系统采用的技术路线进行分类。一、安监控信息分类按监控的对象信息不同，分为视频监控系统、数据信息监控系统、综合监控系统。它是以应用角度进行分类。二、按技术路线分类按系统采用技术路线的不同，可按信道复用方式、网络结构、调制方式、工作方式进行分类。（一）按信道复用方式分类A、时分制系统B频分制系统C码分制系统D复合复用方式11三、煤矿监控系统的分类（二）按网络结构分类A、树形B环形C星形D总线形E复合形（三）按调制方式分类A、基带B调幅C调频D调相（四）按工作方式分类A、主从B多主C无主12四、监控系统在煤矿的作用一、瓦斯事故最后防线煤矿属高危行业，煤矿开采过程中所产生的瓦斯始终是煤矿的第一大杀手。按照目前煤矿的瓦斯治理技术，煤矿瓦斯治理可概括为“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的十六字方针。上述四个方针中，通风、抽采、管理三个方面均是人们预先采取的技术治理措施和管理防范措施。因为技术、设备客观原因，包括人、物、环境不稳定因素，尤其是人的不稳定性和不可靠性，煤矿仍不可避免存在大量的、经常性的瓦斯超限，直接威胁煤矿安全。资料统计，在煤矿瓦斯爆炸恶性事故中，其98%以上是在瓦斯超限情况下，由井下电气设备所产生直接火花或隐性火花引起的。隐性火花指井下设备运行过程中，与岩石、机械等碰撞或摩擦产生的火花。13四、监控系统在煤矿的作用煤矿瓦斯监控系统，其突出的作用是，在瓦斯超限危险情况下，能够自动切断运行电气设备的电源，自动强行实施断电控制，在第一时间防止火花产生，从而为井下取得相对安全环境。从以上分析，事实也充分证明，煤矿安全监控系统是名副其实的煤矿瓦斯事故防治的最后一道防线，是煤矿和煤矿工人生命安全忠实的保护神。煤矿安全监控系统，就像水库的大坝一样，作为最后一道防线，日夜默默无闻保护着煤矿瓦斯的安全。1415四、监控系统在煤矿的作用二、全面检测煤矿安全环境随着监测信息技术进步和系统逐步扩展和完善，煤矿监控系统从最初以瓦斯监测为主，已经正逐渐变为以瓦斯监测为基础的煤矿综合性安全监控系统。井下一氧化碳、温度、压力、氧气、风速、设备开停、开关馈电、风门开停、电网运行参数、产量监控、皮带监控、人员走动与定位、瓦斯抽放管道参数监测、主扇运行参数、风通风量、烟雾等数据已全面进入监控系统，上述数据和瓦斯数据一样同时可在监控系统进行实时动态监测。煤矿全面的综合的安全实时数据监测，为煤矿进一步保障了井下的全面安全环境，当井下出现某方面灾害的初期征兆，如出现一氧化碳、风量微风、烟雾等，监控系统自动获取监测信息，并第一时间传递和报警，敦促管理人员及时采取安全防范措施，可随时保障井下安全，随着开采范围的延伸、井下安全范围不断扩大、井下安全条件的复杂多变，煤矿监控系统作为矿井的综合性安全环境监测，越发显示其强大安全保护和安全预警的重要作用。16四、监控系统在煤矿的作用三、统计分析数据来源煤矿安全的精细化管理，需要科学的统计分析数据。煤矿监控系统利用监测历史数据，为煤矿的瓦斯涌出规律、特点、瓦斯分布等分析提供客观科学的分析统计数据，指导煤矿采取相应的瓦斯治理技术和瓦斯是固定预防技术体系，有效指导煤矿的安全生产。煤矿安全的严格考核管理，必须有客观、公正、科学的统计数据作为决策依据。煤矿监控系统为瓦斯超限、安全规范管理、事故隐患等提供科学准确的统计数据，准确有效指出安全薄弱区域和环节，从而有效、由目的、由针对性应对煤矿的安全控制与安全决策。煤矿瓦斯事故和事故隐患的分析，煤矿安全监控系统提供权威的井下实时监测真实数据，为事故客观科学分析提供可靠真实依据。17第二节新景公司监测监控系统介绍新景公司瓦斯监测监控系统使用的是重庆煤科院生产的KJ90NB瓦斯监测监控系统。系统主要由地面监控主机、数据服务器、核心交换机、集成平台软件、防爆工业以太网交换机、防火墙、接入网关、监控站、控制器、传输光缆及双绞线等组成。18系统构成19监控分站、瓦斯传感器KJ90-F16大分站KG9001C型高低沼传感器KJ90-F8中分站20甲烷传感器连续监测矿井环境气体中甲烷浓度的装置，一般具有显示及声光报警功能。21一氧化碳传感器:连续监测矿井中煤层自然发火及胶带输送机胶带等着火时产生的一氧化碳浓度的装置。22温度传感器连续监测矿井环境温度高低的装置。23设备开停传感器连续监测矿井中机电设备“开”或“停”工作状态的装置。24声光报警器:能发出声光报警的装置。25风压传感器连续监测矿井通风机、风门、密闭巷道、通风巷道等地点通风压力的装置。26风速传感器连续监测矿井通风巷道中风速大小的装置。27粉尘传感器连续监测矿井通风巷道中粉尘大小的装置。28风筒风量传感器连续监测局部通风机风筒风速、风量的装置。29馈电传感器连续监测矿井中馈电开关或电磁启动器负荷侧有无电压的装置。30第三节采掘工作面监测监控系统使用一、掘开工作面31序号名称安装位置报警浓度≥%CH4断电浓度≥%CH4复电浓度＜%CH4断电范围国家标准集团公司新景矿国家标准集团公司新景矿国家标准集团公司新景矿T1煤头距煤头5m以内的巷道风流中1.00.80.81.51.81.210.80.8掘进巷道内全部非本质安全型电气设备T2回风工作面回风巷距回风横管10-15m的巷道风流中1.00.80.81.00.80.810.80.8掘进巷道内全部非本质安全型电气设备T3混合回风巷距采区回风10-15m巷道风流中1.50.80.81.51.21.21.51.21.2掘进巷道内全部非本质安全型电气设备T0进风掘进工作面局部通风机前3-5米处0.50.40.40.50.40.40.50.40.432二、综采工作面7212工作面二区北翼回风巷T310-15m≤10mT0≤10mT1T2F1F210-15mT7F3KD1KD210-15m33序号名称安装位置报警浓度≥%CH4断电浓度≥%CH4复电浓度＜%CH4断电范围国家标准集团公司新景矿国家标准集团公司新景矿国家标准集团公司新景矿T1落山工作面回风侧与密柱支柱拉齐的回风道进度棚（或液压支架顶梁末端切顶线）靠落山侧1.00.80.81.51.21.210.80.8工作面及回风巷中全部非本安型电气设备T2机尾回风巷距工作面10m内巷道风流中1.00.80.81.51.21.210.80.8进风巷、工作面及回风巷内全部非本质安全型电气设备T3回风回风巷距采区回风10-15m的巷道风流中1.00.80.81.00.80.810.80.8工作面及回风巷中全部非本安型电气设备T4尾巷专用排瓦斯巷距采区回风10-15m巷道风流中2.52.02.02.52.02.02.51.91.9工作面及回风巷中全部非本安型电气设备T0进风进风巷距工作面10m内巷道风流中0.50.40.40.50.40.40.50.40.4进风巷、工作面及回风巷内全部非本质安全型电气设备34北回风巷中条带轨道西大巷中条带皮带西大巷15#煤皮带西大巷进风巷尾巷回风巷综放工作面丈八南回风巷高抽巷K1K2T5T7T1T2W1C1T3W2C2T4T6FKD35序号名称安装位置报警浓度≥%CH4断电浓度≥%CH4复电浓度＜%CH4断电范围国家标准集团公司新景矿国家标准集团公司新景矿国家标准集团公司新景矿T1落山工作面回风侧与密柱支柱拉齐的回风道进度棚（或液压支架顶梁末端切顶线）靠落山侧1.00.80.81.51.21.210.80.8工作面及回风巷中全部非本安型电气设备T2机尾回风巷距工作面10m内巷道风流中1.00.80.81.51.21.210.80.8进风巷、工作面及回风巷内全部非本质安全型电气设备T3回风回风巷距采区回风10-15m的巷道风流中1.00.80.81.00.80.810.8