矿井监控系统设计 - 图文(3)

总站 分站 接线盒 电缆 监控主机 打印机 UPS电源 避雷器 通讯接口 大型分站 中型分站 分站电源 小型断电箱 监控仪后备电源 三通 两通 中心站至地面及井下各分站 分站至模拟量传感器之间 分站至开关量传感器之间 IPC610 HpLaserJet 山特2KVA在线不间断电源 DHX90避雷器 KJJ46 KJF16 KJF8 KDW0.3/660 KJF19.1 KJ101N-D CZ-3 CZ-2 MHYV-1×4×1.0 MHYV-1×4×7/0.52 MHYV-1×2×7/0.28 台 台 台 台 个 台 台 台 台 台 个 个 Km Km Km 2 1 1 2 2 8 2 9 3 1 40 30 12.61 4200 5000 七、 安全监测监控系统选择的合理性、可靠性分析 KJ73N型煤矿安全综合监控系统在煤矿行业得到了很好的推广应用，并在其它非煤矿行业如环保、化工、公路、铁路、隧道及民用方面也得到应用。KJ73N型煤矿安全综合监控系统具有成套性好，可靠性高等特点。

到目前为止，KJ73N型煤矿安全综合监控系统用户遍及全国多个省区，反映良好，取得了较好的经济效益和社会效益。

KJ73N型煤矿安全综合监控系统可增容扩大监测范围和增加监测传感器。 设备必须故障闭锁功能:当与闭锁控制有关的设备未投入正常运行或故障时，必须切断该监控设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当与闭锁控制有关的设备工作正常并稳定运行后，自动解锁。

设备具备甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能；当主机或系统电缆发生故障时，系统必须保证甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能；当电网停电后，系统能保证正常工作时间不小于2小时；系统具有防雷电保护；系统具有断电状态和馈电状态监测、报警、显示、存储和打印报表功能。

设计监测监控总站设在地面办公楼内，井下各分站设在进风巷道中，选择了KJJ46型数据通信接口和符合MT818标准的传输电缆，能较好的保证系统的可靠性。

1.1.2 地面中心站设置

一、 地面中心站设置

地面中心站设在工业场地办公楼生产调度室内，以便矿领导及有关部门可随时查看全矿的监测监控实时信息，及时准确地掌握当前的各类的生产工况信息，以便做出正确的决策。

KJ73N型煤矿综合监控系统采用时分制分布式结构，主要由地面中心站、网络终端、图形工作站、通信接口、关时多屏、系列监控分站、各种传感器和控制执行器等部分组成。地面中心站主机连续不断地轮流与各个分站进行通信，每个分站接收到主机的询问后，立即将该分站接收的各测点的信号传给主机，各分站又不停地对接收到的传感器信号(开关量、模拟量)进行检测变换和处理，时刻等待主机的询问，以便把检测的参数送到地面。需要对井下设备进行控制时，主机将控制命令与分站巡检信号一起传给分站，由分站输出通过远动开关控制设备。监控主机将接收到的实时信息进行处理和存盘，并通过本机显示器、电视墙、模拟盘等外设显示出来。可显示各种工艺过程模拟盘、测量参数表、各种参数的实时或历史曲线、柱状图、圆饼图等，也可通过打印机打印各种报表，或通过绘图仪绘制各种图表和曲线。

中心站配备两台PⅣ以上品牌工控机作为监测主机(互为备用)，主机的RS232串行口通过KJJ46传输接口与地面、井下各分站通讯。当工作主机发生故障时，备份主机应在5min内投入工作。两台主机均插有网卡，作为计算机网络的一个工作站，监测主机的信息可以进入全

矿井计算机综合管理信息网。监测主机配置一台彩色打印机，系统配置一台激光打印机。中心站计算机电源由电网经交流净化电源供给，同时配备在线式UPS电源，以保证在电网停电时系统的正常工作时间不小于两小时。

二、 主机和终端设置 地面中心站配备： 型号：KJ73N

配置监控主机IPC6102台，数据库服务器2台 图形工作站1台(可选配4屏或2屏多屏模式) KJJ46数据通信装置2台 LQl600K或喷墨打印机1台 山特2KVA在线不间断电源1台 DHX90避雷器1套

10/100M自适应网络集线器1台

可配接多达255台远程网络终端，实现在不同地点监控信息的远程实时共享。

软件运行平台为WIN98/2000/2003环境，通过Ethernet以太局域网组成全网络化环境，协议支持标准TCP/IP等。

另外，联网主机必须配防火墙等网络安全措施。

当系统显示井下某一区域瓦斯超限并有可能波及其它区域时，中心站值班员应按瓦斯事故应急预案手动遥控切断瓦斯可能波及区域的电源。

三、 中心站供电

中心站设双回路供电并配备不小于2h的在线式不间断电源，双回路电源取自主井地面变电所不同母线段。计算机系统的电源设备应提供稳定可靠的电源。供电电源设备的容量应具有一定的余量。计算机系统的供电电源技术指标应按GB/T9361-1988《计算站场地技术要求》中的第9章的规定执行。机房须配备电源稳压设备，为计算机主机和终端配备UPS备用电源。计算机系统接地应采用专用地线。专用地线的引线应和大楼的钢筋网及各种金属管道绝缘。计算机机房应设置应急照明和安全出口的指示灯，并安设录音电话。

四、 中心站安全防护 1、 中心站选址要求

中心站选址应避开如下区域:发生火灾危险程度高的区域；有害气体来源以及存放腐蚀、易燃、易爆物品的地方；低洼、潮湿、落雷区域和地震频繁的地方；强振动源和强噪音源；强电磁场的干扰的地方；设在建筑物的高层或地下室，以及用水设备的下层或隔壁；重盐害地区。

2、 中心站室内装修要求

中心站室内装修材料应符合《建筑设计防火规范》GB50016-2006中规定的难燃材料和非燃材料，应能防潮、吸音、不起尘、抗静电等。计算机机房地面应铺设活动地板，活动地板应是难燃材料或非燃材料。活动地板应有稳定的抗静电性能和承载能力，同时耐油、耐腐蚀、柔光、不起尘等。具体要求应符合SJ/T10796-19《计算机机房用活动地板技术条件》。异型活动地板提供的各种规格的电线、电缆、进出口应做得光滑、防止损伤电线、电缆。活动地板下的建筑地面应平整、光洁、防潮、防尘。在安装活动地板时，应采取相应措施，防止地板支脚倾斜、移位、横梁坠落。

3、 中心站防火要求

与中心站相关的其余基本工作房间及辅助房间，其建筑物的耐火等级不应低于《建筑设计防火规范》GB50016-2006中规定的三级耐火等级。

4、 火灾报警及消防设施 中心站应装设火灾报警设施。

中心站内应设置卤代烷1211或1301灭火器。禁止使用水，干粉或泡沫等易产生二次破

坏的灭火剂。

5、 中心站空调系统配置要求

计算机机房应采用专用空调设备，空调电源不能与监测监控系统共用。机房空气温度t=18～26℃，噪声≤47dB(A)，湿度≤80％，灯光照度符合卫生标准。中心站前环境条件应满足厂家关于安装环境的对中心机房的技术要求。

6、 其它设备和辅助材料

计算机机房使用的磁芯柜、磁带柜、终端点等辅助设备应是难燃材料和非燃材料，应采取防火、防潮、防磁、防静电措施。计算机机房内所使用的纸，磁带和胶卷等易燃物品。要放置于金属制的防火柜内。

7、 其他防护和安全管理 1) 防静电

计算机机房的安全接地应符合GB/T9361-1988中的规定。(注：接地是防静电采取的最基本措施)；在易产生静电的地方，可采用静电消除剂和静电消除器。

2) 防雷击

计算机机房应符合GB50057《建筑防雷设计规范》中的防雷措施。在雷电频繁区域，应装设浪涌电压吸收装置。

3) 防鼠害

在易受鼠害的场所，机房内的电缆和电线上应涂敷驱鼠药剂。计算机机房内应设置捕鼠或驱鼠装置。

五、 中心站装备要求

根据AQ1029—2007第9.1条，其中心站装备要求相关规定如下：

1、煤矿安全监控系统的主机及系统联网主机必须双机或多机备份，24 h不间断运行。当工作主机发生故障时，备份主机应在5min内投入工作。

2、中心站应双回路供电并配备不小于8h在线式不间断电源。 3、中心站设备应有可靠的接地装置和防雷装置。 4、联网主机应装备防火墙等网络安全设备。 5、中心站应使用录音电话。

1.1.3 分站及传输电缆设置

一、 分站设置

1、 分站设置的原则

井下分站应安设在便于人员观察、调试、校验及支护良好、无滴水、无杂物的进风巷道或硐室中，安设时应架设支架，或吊挂在巷道中，使其距离巷道底板不小于300mm。

分站主要实现对各类传感器数据采集、实时处理、存储、显示/控制和与地面监控中心的数据通信，具有红外遥控初始化设置功能。分站可单独使用于井上井下各种场合，实现瓦斯断电仪和瓦斯风电闭锁装置的全部功能。分站使用带备用电池电源(独立供电＞2h)，当系统因井下发生事故而使系统瘫痪时，仍可从分站调出事故前后有关参数的变化情况供事故分析用。

矿井采区设计、采掘作业规程和安全技术措施必须明确中心站及各分站设备型号、数量及功能，明确分站设置地点、电源配置及控制区域，并根据实际布置及时修改，同时将检测检验内容列入管理制度。

分站供电电源必须取自被控开关的电源侧，严禁接在被控开关的负荷侧。供电电源严禁设置在下列区域：断电范围内；采煤工作面、采面进风巷和回风巷内；掘进工作面内。分站及电源必须设置在新鲜风流巷道或硐室中，不得设置于回风流巷道或硐室内。

2、 井下分站场地的技术安全要求

(1)井下分站所在巷道处，应加强支护，其支护材料应采用不燃材料进行支护； (2)监控分站应设在新鲜风流中；

(3)井下分站应设在直线巷道中，不得设在运输巷拐弯处； (4)井下分站应设置在巷道顶板稳定、无淋水的干燥处； (5)设置井下分站的巷道壁垒面应抹光平整，刷白；

(6)井下分站的电缆应在巷道壁面上固定整齐，不得随意吊挂； (7)分站不得直接放置地上，应放置在离地30㎝的固定架上。 (8)井下分站周围必须安设防爆照明灯。

3、 分站及隔爆电源设置地点、监测及断电范围

本设计共设10个分站(其中大型分站8个，中型分站2个)，地面设有3个分站，井下设有7个分站，共监测模拟量59个，开关量56个，另有控制量5个。各总站及分站设置点、监测及断电范围见下表： 监测、控制点数序号编号型号设置地点监测范围模拟量开关量控制012345678910总站F1F2F3F4F5F6F7F8F9F10KJ73NKJF16KJF16KJF16KJF8KJF16KJF8KJF16KJF16KJF16KJF16调度室内全矿井59476484558856114436355781121掘进头1全部设备掘进头2全部设备采面、采面运输顺槽采面回风顺槽5采掘面地面中心站地面分站地面分站地面分站井下分站井下分站井下分站井下分站井下分站井下分站井下分站断电范围备 注风机值班主要通风机、风井、房一盘区材料井瓦斯值班瓦斯泵房及输入管路房空压机、主斜井、副空压机房斜井副斜井底副斜井底部水泵房部水泵房主斜井底主斜井底部水泵房、部水泵房运输大巷盘区变电盘区变电所、运输上所山局部通风掘进面1机1处局部通风掘进面2机2处上山联络采面、采面运输顺槽巷上山联络采面回风顺槽巷地面分站供电电源取自地面变电所，井下取自井下变电所。 二、 传输设备及电缆

1、 传输设备及器材选型原则 传输设备应符合《中华人民共和国煤炭行业标准煤矿用信息传输装置》(MT/T899－2000)。

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用于监测监控系统的误码率不应大于10，最大巡检周期不应大于30s。安全监测监控设备之间的输入输出信号必须为本质安全型信号，设备之间必须使用专用矿用阻燃电缆连接，严禁与调度电话线和动力电缆等共用。

2、 传输设备及器材型号、数量

传输接口设备为KJJ46数据通信装置，通讯方式为DPSK/RS485。

根据《煤矿安全规程》规定，井下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。本系统选用阻燃型的矿用信号电缆，中心站至地面及井下各分站之间采用MHYV-1×4×1.0型信号电缆；分站至模拟量传感器之间采用MHYV-1×4×7/0.52型信号电缆；分站至开关量传感器之间采用MHYV-1×2×7/0.28型信号电缆；控制电缆采用MHYV-1×2×7/0.28型信号电缆。电缆每隔100m作一黄色标志，标志电缆长度为100mm，电缆的敷设、连接方式按相关规程规范的规定执行。

信号电缆之间采用防爆三通接线盒(CZ-3)和防爆二通接线盒(CZ-2)连接。 3、 传输电缆敷设 (1)电缆必须悬挂：

①在水平巷道或倾角在30°以下的井巷中，电缆应用吊钩悬挂；

②倾角在30°及其以上的井巷中，电缆应用夹子、卡箍或其他夹持装置进行敷设。夹持装置应能承受电缆重量，并不得损伤电缆。

本矿初期巷道中倾角最大的为进风斜井为30°，因此电缆应用夹子、卡箍或其他夹持装置进行敷设。其余井筒、采区上山和区段斜巷以及运输大巷、轨道大巷和回风大巷等巷道倾角均在30°以下，巷道内传输电缆可应用吊钩悬挂。

(2)水平巷道或倾斜井巷中悬挂的电缆应有适当的弛度，并能在意外受力时自由坠落。其悬挂高度应保证电缆在矿车掉道时不受撞击，在电缆坠落时不落在轨道或输送机上。

(3)电缆悬挂点间距，在水平巷道或倾斜井巷内不得超过3m。

(4)电缆不应悬挂在风管或水管上，不得遭受淋水。电缆上严禁悬挂任何物件。电缆与压风管、供水管在巷道同一侧敷设时，必须敷设在管子上方，并保持0.3m以上的距离。在有瓦斯抽放管路的巷道内，电缆(包括通信、信号电缆)必须与瓦斯抽放管路分挂在巷道两侧。盘圈或盘“8”字形的电缆不得带电。

(5)电缆采用防爆接线盒。

1.1.4 甲烷传感器的设置

一、 回采工作面甲烷传感器设置 传感器 数量 设置地点 布置及要求 备注 (1)工作面上隅角设甲烷传感器(T0)1个 (2)工作面设甲烷传感器(T1)1个，布置在距①甲烷传感器应垂直悬挂，距顶板(顶梁、屋顶)报警、断电、工作面出口不大于10m的位置 不得大于300mm，距巷道侧壁(墙壁)不得小于复电值及断4 (3)工作面回风巷设置甲烷传感器(T2)1个，200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车 电范围要求布置在回风顺槽巷道口10～15m的地方 ②掘进工作面长度大于1000m时，必须在掘进巷见表10-1-1 (4)工作面进风巷设置甲烷传感器(T3)1个，道中部增设甲烷传感器 布置在距工作面出口不大于10m的位置 甲烷传感器 回采工作面甲烷传感器布置布置见图10-1-1。

图10-1-1回采工作面甲烷传感器布置示意图

二、 掘进工作面甲烷传感器设置 传感器 数量 布置及要求 备注 ①甲烷传感器应垂直悬挂，距顶板(顶梁、屋顶)(1)每个掘进工作面设甲烷传感器(T1)1个，报警、断电、不得大于300mm，距巷道侧壁(墙壁)不得小于与掘进工作迎头距离≤5m 复电值及断4 200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车 (3)每个掘进工作面回风流设甲烷传感器电范围要求②采煤工作面的回风巷长度大于1000m时，必须(T2)1个，距巷道回风口10～15m 见表10-1-1 在回风巷中部增设甲烷传感器 设置地点 甲烷传感器 掘进工作面甲烷传感器布置布置见图10-1-2。

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