煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和對(duì)策

1、 .wd. .wd. .wd.注：本文檔版權(quán)歸原作者所有。現(xiàn)僅供網(wǎng)友學(xué)習(xí)交流，勿作他用，否那么后果自負(fù)。第一章 安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的概述1.1 歷史開展及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀對(duì)煤礦井下危險(xiǎn)源進(jìn)展實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警，是煤礦最早關(guān)注的工程。從20世紀(jì)60年代后期開場(chǎng)，工業(yè)興旺國(guó)家開場(chǎng)研制礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。主要有法國(guó)OLDHAM公司的CTT6340U集中監(jiān)控系統(tǒng)；波蘭的CMM20M和CMM1監(jiān)控系統(tǒng)，英國(guó)MINOS(Mine Operation System)，德國(guó)FH公司的TF200H信息傳輸系統(tǒng)和ZM400遙控系統(tǒng)，美國(guó)的DJN6400系統(tǒng)以及加拿大康斯培克公司的MINl600安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系

2、統(tǒng)中，影響較大的是20世紀(jì)70年后期由英國(guó)煤管局組織開發(fā)，分別由不同公司生產(chǎn)的MINOS系統(tǒng)。該系統(tǒng)最早應(yīng)用于煤礦環(huán)境監(jiān)測(cè)，后來擴(kuò)展了許多生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控的功能。例如，煤倉監(jiān)測(cè)、帶式輸送機(jī)控制等。但總體上講，該監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)仍是以監(jiān)測(cè)功能為主，附加簡(jiǎn)單邏輯控制功能。 我國(guó)監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用較晚，80年代初，從波蘭、法國(guó)、德國(guó)、英國(guó)和美國(guó)等如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200引進(jìn)了一批安全監(jiān)控系統(tǒng)，裝備了局部煤礦；在引進(jìn)的同時(shí)，通過消化、吸收并結(jié)合我國(guó)煤礦的實(shí)際情況，先后研制出KJ2、KJ4、KJ8、KJ10、KJ13、KJ19、KJ38、KJ66、KJ75、KJ80、K

3、J92等監(jiān)控系統(tǒng)，在我國(guó)煤礦已大量使用。實(shí)踐說明，安全監(jiān)控系統(tǒng)為煤礦安全生產(chǎn)和管理起到了十分重要的作用，各局礦已作為一項(xiàng)重大安全裝備。由于當(dāng)時(shí)相當(dāng)一局部監(jiān)控系統(tǒng)由于技術(shù)水平低、功能和擴(kuò)展性能差、現(xiàn)場(chǎng)維修維護(hù)和技術(shù)服務(wù)跟不上等原因，或者已淘汰、或者停產(chǎn)。因此造成相當(dāng)一局部礦井無法繼續(xù)正常使用已裝備的系統(tǒng)。特別是近年來由于老系統(tǒng)服務(wù)年限將至，已無繼續(xù)維修維護(hù)的必要，系統(tǒng)面臨更新改造的機(jī)遇。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的迅猛開展和企業(yè)自身開展的需要，國(guó)內(nèi)各主要科研單位和生產(chǎn)廠家又相繼推出了KJ90、KJ95、KJ101、KJF2000、KJ4/KJ2000和KJG2000等監(jiān)控系統(tǒng)，以及MSNM、

4、WEBGIS等煤礦安全綜合化和數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)。同時(shí)，在“以風(fēng)定產(chǎn)，先抽后采，監(jiān)測(cè)監(jiān)控十二字方針和煤礦安全規(guī)程有關(guān)條款指導(dǎo)下，規(guī)定了我國(guó)各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。因此，大大小小的系統(tǒng)生產(chǎn)廠家如雨后春筍般的不斷出現(xiàn)，為用戶提供了更多的選擇時(shí)機(jī)、也促進(jìn)了各廠家在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)條件下不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)意識(shí)。最近幾年來，我國(guó)對(duì)煤礦安全生產(chǎn)空前重視，成立了專門的煤礦安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)，煤礦安全監(jiān)察局推動(dòng)了各煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的工作，將各煤礦的關(guān)鍵監(jiān)測(cè)參數(shù)傳送到煤礦安全監(jiān)察分局，監(jiān)察人員可以實(shí)時(shí)地查看各煤礦的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，再通過其他必要的人工檢查、核查，可全面地掌握各煤礦

5、的安全生產(chǎn)情況，提高了煤礦安全監(jiān)察工作的有效性。1.2我國(guó)煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平 1.2.1 系統(tǒng)中心站 環(huán)境監(jiān)測(cè)。主要監(jiān)測(cè)煤礦井下各種有毒有害氣體及工作面的作業(yè)條件，如高濃度甲烷氣體、低濃度甲烷氣體、一氧化碳、氧氣濃度、風(fēng)速、負(fù)壓、溫度、巖煤溫度、頂板壓力、煙霧等。 生產(chǎn)監(jiān)控。主要監(jiān)控井上、下主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的各種生產(chǎn)參數(shù)和重要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，如煤倉煤位、水倉水位、供電電壓、供電電流、功率等模擬量；水泵、提升機(jī)、局扇、主扇、膠帶機(jī)、采煤機(jī)、開關(guān)、磁力起動(dòng)器運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)等。 中心站軟件。具有測(cè)點(diǎn)定義功能；具有顯示測(cè)量參數(shù)、數(shù)據(jù)報(bào)表、曲線顯示、圖形生成、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、故障統(tǒng)計(jì)和報(bào)表、報(bào)告打印功

6、能。其中，局部系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)連接功能，并采用國(guó)際通用的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)終端與中心站之間實(shí)時(shí)通信和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢。 隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)日新月異的開展，目前，各廠家的系統(tǒng)應(yīng)用軟件正不斷更新版本，如KJF2000系統(tǒng)中心站應(yīng)用軟件版本2.40和MSNM局域網(wǎng)絡(luò)終端應(yīng)用軟件版本1.1的操作界面全部實(shí)現(xiàn)了可視化和圖形化功能，而且具備礦井采空區(qū)火災(zāi)早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和專家決策分析功能；具備皮帶運(yùn)輸機(jī)全線火災(zāi)監(jiān)測(cè)功能；具備井下瓦斯抽放監(jiān)控功能。 1.2.2 局域網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用軟件。撫順分院開發(fā)率先開發(fā)的WEBGIS數(shù)字化礦山安全監(jiān)測(cè)監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用軟件版本1.10，采用人性化設(shè)計(jì)，利用Web

7、 GIS技術(shù)使得大到省煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)視管理局、礦業(yè)集團(tuán)公司所轄各礦井分布位置，小到各礦采區(qū)工作面實(shí)際尺寸及設(shè)備實(shí)際使用位置，以任意無級(jí)縮小或無級(jí)放大圖形的形式到達(dá)圖形和數(shù)據(jù)的無縫集成和瀏覽；提供完備的安全監(jiān)測(cè)與安全信息管理和監(jiān)管功能；建設(shè)煤礦基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、對(duì)主要圖紙通風(fēng)系統(tǒng)圖、采掘工程平面圖、井下運(yùn)輸系統(tǒng)、抽排水管路系統(tǒng)圖、電氣系統(tǒng)布線圖等實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)瀏覽；實(shí)現(xiàn)安全信息的共享和設(shè)備隱患排查；安全信息的網(wǎng)上公開公司內(nèi)部；安全隱患排查及信息發(fā)布如對(duì)各礦下達(dá)整改通知等。與WEBGIS安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相配合，可實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性分析、診斷、評(píng)價(jià)、管理及通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)整的科學(xué)決策。1.2.3煤礦監(jiān)控系統(tǒng)井下分站

8、。 盡管各廠家的監(jiān)控系統(tǒng)井下分站形式多樣，但 基本上具備了如下功能： 開機(jī)自檢和本機(jī)初始化功能；通信測(cè)試功能；分站設(shè)程控功能實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)儀功能、風(fēng)電瓦斯閉鎖功能、瓦斯管道監(jiān)測(cè)功能和一般的環(huán)境監(jiān)測(cè)功能等；死機(jī)自復(fù)位功能且通知中心站；接收地面中心站初始化本分站參數(shù)設(shè)置功能(如傳感器配接通道號(hào)、量程、斷電點(diǎn)、斷電點(diǎn)、報(bào)警上限和報(bào)警下限等)；分站自動(dòng)識(shí)別配接傳感器類型電壓型、電流型或頻率型等；分站本身具備超限報(bào)警功能；分站接收中心站對(duì)本分站指定通道輸出控制繼電器實(shí)施手控操作功能和異地?cái)嚯姽δ堋?1.2.4系統(tǒng)配接的各種傳感器控制器 傳感器的穩(wěn)定性和可靠性是煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)能正確反映被測(cè)環(huán)境和設(shè)備參數(shù)的關(guān)鍵

9、技術(shù)和產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)和用于煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的傳感器主要有瓦斯、一氧化碳、風(fēng)速、負(fù)壓、溫度、煤倉煤位、水倉水位、電流、電壓和有功功率等模擬量傳感器，以及機(jī)電設(shè)備開停、機(jī)電設(shè)備饋電狀態(tài)、風(fēng)門開關(guān)狀態(tài)等開關(guān)量傳感器，以上傳感器的開發(fā)和應(yīng)用 基本滿足了煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控的需要，但國(guó)產(chǎn)傳感器在使用壽命、調(diào)校周期、穩(wěn)定性和可靠性方面與國(guó)外同類產(chǎn)品相比還有很大差距，某些傳感器如瓦斯傳感器的穩(wěn)定性還不能滿足用戶的需要。 實(shí)踐說明，綜合評(píng)價(jià)我國(guó)現(xiàn)有煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)及配套傳感器等設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果，煤炭科學(xué)研究總院重慶分院的KJ90、天地科技股份公司常州自動(dòng)化分公司的KJ95、煤炭科學(xué)研究總院撫順分院的KJ

10、F2000和北京瑞賽公司的KJ4/KJ2000等系統(tǒng)無論在軟硬件功能、穩(wěn)定性和可靠性、專業(yè)技術(shù)服務(wù)能力、企業(yè)性質(zhì)和生產(chǎn)規(guī)模等方面幾本代表了我國(guó)煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平。 1.3目前礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)使用的現(xiàn)狀目前雖有不少礦井都裝備了安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，但很多都沒有充分發(fā)揮出應(yīng)有的作用，一些礦井只重視對(duì)生產(chǎn)方面的監(jiān)測(cè)而無視對(duì)安全方面的監(jiān)控。其實(shí)，安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是最關(guān)鍵的技術(shù)是對(duì)瓦斯的監(jiān)測(cè)監(jiān)控，礦井只要生產(chǎn)，就隨時(shí)會(huì)有瓦斯產(chǎn)生，靠工人檢測(cè)只能是連續(xù)性的，而礦井監(jiān)控系統(tǒng)不僅能時(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)，還能對(duì)瓦斯超限信號(hào)及時(shí)進(jìn)展報(bào)警和斷電控制，對(duì)保證礦井安全起著人工無法替代的作用。近年來發(fā)生的幾起特大瓦斯爆炸

11、事故，多數(shù)是因?yàn)轭I(lǐng)導(dǎo)對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)重視不夠，管理不到位，投入缺乏，造成瓦斯積聚沒能及時(shí)進(jìn)展斷電控制而發(fā)生的。因此，管好用好礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，真正發(fā)揮其應(yīng)有的作用，是有效預(yù)防瓦斯事故的關(guān)鍵。1.4 煤礦現(xiàn)在存在的問題礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)滿足了機(jī)械化采煤的需要，但這些系統(tǒng)均存在著控制功能差、通用性差、性能價(jià)格比低等問題，這既不符合監(jiān)測(cè)與控制并重、硬件通用、軟件兼容、現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控與多媒體技術(shù)應(yīng)用的開展趨勢(shì)，又滿足煤炭高產(chǎn)、高效、安全生產(chǎn)的需要。這主要 在如下幾個(gè)方面：1現(xiàn)有礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)均針對(duì)某一監(jiān)控對(duì)象開發(fā)，其為單一的多參數(shù)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，包括環(huán)境安全、軌道運(yùn)輸、帶式輸送、提升運(yùn)輸、供電系統(tǒng)，從而

12、造成硬件不通用、軟件不兼容、信道不共享、信息不共享。一個(gè)礦井要實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)測(cè)監(jiān)控，那么需要裝備環(huán)境安全、軌道運(yùn)輸、帶式輸送、提升運(yùn)輸、供電系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、礦山壓力、煤與瓦斯突出、大型機(jī)電設(shè)備、安康狀況等數(shù)個(gè)互不兼容的監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，從而造成設(shè)備重復(fù)投資、電纜重復(fù)敷設(shè)、維護(hù)人員增加，浪費(fèi)大量人力、物力和財(cái)力。2現(xiàn)有監(jiān)測(cè)礦井監(jiān)控系統(tǒng)均在同一技術(shù)水平上重復(fù)開發(fā)，假設(shè)需進(jìn)展新領(lǐng)域的監(jiān)測(cè)監(jiān)控，又需重新開發(fā)，開發(fā)周期長(zhǎng)，在開發(fā)過程中浪費(fèi)大量的人力物力和財(cái)力。3現(xiàn)有礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)均沒有將數(shù)據(jù)、文字、聲音、圖像等多種媒體統(tǒng)一監(jiān)測(cè)、傳輸，難以提高信息的利用率。4現(xiàn)有礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)均沒有針對(duì)礦井機(jī)電一體化和一定監(jiān)

13、控的功能，這主要表現(xiàn)在沒有用于機(jī)電一體化的、體積小、功能齊全的本質(zhì)安全型嵌入式職能監(jiān)控站和便攜式一起接入的移動(dòng)監(jiān)控網(wǎng)。5現(xiàn)有礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的通信協(xié)議暈自我定義，互不兼容，沒有符合礦井電氣防爆等特殊要求的總線標(biāo)注，從而造成不同廠家的設(shè)備無法接入，無法共享傳輸電纜。6現(xiàn)有礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)均采用主從式傳輸。這種傳輸方式的可靠性受地面主站設(shè)備及主千電纜影響很大，當(dāng)?shù)孛嬷髡驹O(shè)備或主干電纜發(fā)生故障時(shí)，將會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。當(dāng)該傳輸方式用于環(huán)境安全、軌道運(yùn)輸、帶式輸送、供電系統(tǒng)等單一方面監(jiān)控時(shí)，一邊不回出現(xiàn)主站瓶頸效應(yīng)；當(dāng)用于全礦井多方面綜合監(jiān)控時(shí)，由于信息量的增加，必然會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的主站瓶頸效應(yīng)。雖然可以

14、通過提高傳輸速度的方法來防止或減少瓶頸效應(yīng)。但經(jīng)過理論分析和試驗(yàn)說明:采用礦用電纜，系統(tǒng)傳輸距離為10km時(shí)，最大傳輸速率可為4800bps(在無中繼條件下)。7)現(xiàn)有礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)軟件均為某一特定系統(tǒng)開發(fā)，通用性差，難以滿足環(huán)境安全、軌道運(yùn)輸、帶式輸送、提升運(yùn)輸、供電系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、礦山壓力、火災(zāi)、水災(zāi)、煤與瓦斯突出、大型機(jī)電設(shè)備安康診斷等多方面綜合監(jiān)測(cè)監(jiān)控的需要。8)現(xiàn)有監(jiān)控分站均為某一監(jiān)控目的而開發(fā)，功能單一，用戶難以通過簡(jiǎn)單的操作實(shí)現(xiàn)環(huán)境安全、軌道運(yùn)輸、帶式輸送等多方面底層監(jiān)控目的。9)現(xiàn)有傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般采用星形構(gòu)造與監(jiān)控分站連接(除個(gè)別系統(tǒng)外)，這種構(gòu)造雖然可使用一根多芯電纜

15、既給傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)供電，又傳遞信號(hào)，但由于電纜復(fù)用率低，需鋪設(shè)大量的電纜，導(dǎo)致系統(tǒng)投資大，維護(hù)不便。10現(xiàn)有傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般需經(jīng)監(jiān)控分站接人系統(tǒng)個(gè)別除外)，這樣雖然便于監(jiān)控分站實(shí)現(xiàn)就地控制，但當(dāng)個(gè)別傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)距離監(jiān)控分站較遠(yuǎn)、距離系統(tǒng)電纜較近時(shí)，就顯得十分不合理，既不便于系統(tǒng)維護(hù)，又增加了系統(tǒng)電纜投資。11)現(xiàn)有傳感器輸出信號(hào)為模擬信號(hào)(頻率型、電流型和電壓型)和開關(guān)量信號(hào)，采用模擬信號(hào)和開關(guān)量信號(hào)很難實(shí)現(xiàn)傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電纜多路復(fù)用。12)現(xiàn)有傳感器的電路均針對(duì)某一種傳感元件設(shè)計(jì)，僅能實(shí)現(xiàn)標(biāo)校、顯示、聲光報(bào)警等 基本功能，不能實(shí)現(xiàn)同一電路可以配接不同傳感元件(如監(jiān)測(cè)甲烷濃度的黑

16、白元件，監(jiān)測(cè)溫度的半導(dǎo)體元件等)的功能，不便于用戶維護(hù)?，F(xiàn)有傳感器不能實(shí)現(xiàn)多參數(shù)監(jiān)測(cè)。假設(shè)研制多參數(shù)傳感器，如甲烷和風(fēng)速二參數(shù)傳感器，既能測(cè)出監(jiān)測(cè)點(diǎn)甲烷濃度，又可測(cè)出監(jiān)測(cè)點(diǎn)風(fēng)速，便于通風(fēng)調(diào)度;一氧化碳和溫度二參數(shù)傳感器，既能測(cè)出監(jiān)測(cè)點(diǎn)的一氧化碳濃度，又可測(cè)出監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度，便于監(jiān)測(cè)自然發(fā)火情況。這樣，可以減少傳感器的數(shù)量，降低設(shè)備本錢，便于安裝與維護(hù)。13控制功能(特別是地面遠(yuǎn)程控制功能)難以滿足減少井下危險(xiǎn)環(huán)境從業(yè)人員的需要。1.5我國(guó)煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題1.5.1不標(biāo)準(zhǔn) 由于現(xiàn)有廠家的監(jiān)控系統(tǒng)幾乎都采用各自專用通信協(xié)議，所以，很難找到兩個(gè)相互兼容的系統(tǒng)。目前，信息傳輸系統(tǒng)的兼容性已

17、成為裝備監(jiān)控系統(tǒng)的各集團(tuán)公司、礦井進(jìn)一步補(bǔ)套和擴(kuò)大系統(tǒng)功能的制約因素，主要是用戶在裝備了某廠家的系統(tǒng)后，在眾多型號(hào)、價(jià)格不同、功能各具特色的監(jiān)控系統(tǒng)的軟件、硬件如分站的補(bǔ)套以及服務(wù)等方面，就別無選擇地依賴于這個(gè)廠家。有些礦井為了安全生產(chǎn)的需要，在系統(tǒng)存在嚴(yán)重問題和得不到技術(shù)服務(wù)的條件下，不得不廢棄原有系統(tǒng)而另選擇其他的系統(tǒng)。因此，通信協(xié)議不標(biāo)準(zhǔn)的后果是造成設(shè)備重復(fù)購置、系統(tǒng)補(bǔ)套受制于人和不能隨意進(jìn)展軟硬件升級(jí)改造。 1.5.2井下信息傳輸設(shè)備 HYPERLINK :/ wypaper /lunwen/wlx/ t _blank 物理接口協(xié)議不標(biāo)準(zhǔn) 井下信息傳輸設(shè)備 HYPERLINK :/ w

18、ypaper /lunwen/wlx/ t _blank 物理接口協(xié)議不標(biāo)準(zhǔn)也是制約用戶進(jìn)一步補(bǔ)套和擴(kuò)大系統(tǒng)功能的關(guān)鍵因素。如KJF2000和KJ4/KJ2000系統(tǒng)，盡管兩種系統(tǒng)均采用FSK技術(shù)，以及信息傳輸波特率均為1200bps或2400bps，但其傳輸信息的調(diào)制頻率不同和傳輸信息的收發(fā)電壓幅值不同也造成這兩種系統(tǒng)的分站不能兼容。 1.5.3傳感器等質(zhì)量不過關(guān) 與監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)配接的甲烷傳感器已成為礦井瓦斯綜合治理和災(zāi)害預(yù)測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)裝備，并越來越受到使用單位和研究人員的普遍重視。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)產(chǎn)安全檢測(cè)用甲烷傳感器幾乎全部采用載體催化元件，然而，長(zhǎng)期以來我國(guó)載體催化元件一直存在使用壽命短、

19、工作穩(wěn)定性差和調(diào)校期頻繁的缺點(diǎn)，嚴(yán)重制約著礦井瓦斯的正常檢測(cè)，與國(guó)外同類傳感器比較差距較大。主要問題是： 抗高濃沖擊性能差。在巷道瓦斯涌出量大的情況下元件激活。反復(fù)作用的結(jié)果造成零點(diǎn)漂移并使其催化性能下降，抗高濃沖擊性能差是造成元件使用壽命低、穩(wěn)定性差的主要原因；對(duì)過分追求低功耗的元件，在礦井高濕度環(huán)境條件下,CH4在元件外表燃燒生成的水蒸氣易于凝結(jié)在元件外表，降低元件使用壽命；抗中毒性能差； 載體催化元件制作工藝水低，元件一致性差。 1.5.5現(xiàn)場(chǎng)管理和維護(hù)水平有待于加強(qiáng) 盡管國(guó)家和各省、地、市煤炭管理部門強(qiáng)制性要求各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，并加大了對(duì)礦

20、井安全生產(chǎn)的管理力度，但一些地方國(guó)有煤礦，特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)小煤礦，多數(shù)由于缺乏專業(yè)技術(shù)人員而不能正常使用和維護(hù)已裝備的系統(tǒng)，甚至對(duì)系統(tǒng)配接的傳感器 基本不進(jìn)展調(diào)校。 1.5.6市場(chǎng)秩序亟待標(biāo)準(zhǔn) 大大小小的系統(tǒng)生產(chǎn)廠家的不斷出現(xiàn)，無疑存在著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)條件下初級(jí)階段的惡性競(jìng)爭(zhēng)，其結(jié)果是不僅損壞了廠家的利益，而且由于導(dǎo)致生產(chǎn)企業(yè)的系統(tǒng)研發(fā)后勁缺乏、技術(shù)支持能力降低，最終將影響產(chǎn)品用戶的正常使用。此外，由于煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)涉及計(jì)算機(jī)的軟硬件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化管理技術(shù)、系統(tǒng)傳輸設(shè)備的軟硬件技術(shù)、各種傳感器技術(shù)、系統(tǒng)的完善和升級(jí)改造技術(shù)、技術(shù)支持和服務(wù)能力等綜合性技術(shù)。因此，在選擇某種系統(tǒng)時(shí)必須特別強(qiáng)調(diào)廠家的企業(yè)規(guī)模、

21、研發(fā)能力、系統(tǒng)的技術(shù)水平和技術(shù)支持能力等。 1.6 開展趨勢(shì)a.系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控，而且在軟件技術(shù)上應(yīng)研究開發(fā)能根據(jù)被監(jiān)測(cè)環(huán)境地點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)展有效的危險(xiǎn)性判別、分析和提出專家決策方案。同時(shí)系統(tǒng)應(yīng)用軟件應(yīng)向網(wǎng)絡(luò)化開展，按統(tǒng)一的格式向外提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。 b.針對(duì)通信協(xié)議不標(biāo)準(zhǔn)和傳輸設(shè)備 HYPERLINK :/ wypaper /lunwen/wlx/ t _blank 物理層協(xié)議不標(biāo)準(zhǔn)盡，應(yīng)盡快尋找一種解決系統(tǒng)兼容性的途徑或制定相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)促進(jìn)礦井監(jiān)控技術(shù)開展和系統(tǒng)的推廣應(yīng)用均具有十分重要的意義; c.研制高可靠性瓦斯傳感器； d.礦井瓦斯爆炸多半是由電氣火災(zāi)引起的，因此應(yīng)研制智能化

22、的高壓開關(guān)柜、高壓真空饋電開關(guān)、低壓真空饋電開關(guān)等，依此向系統(tǒng)提供多參數(shù)的信息，如電流、電壓、單相/三相漏電電流、開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)、開關(guān)機(jī)械/電氣閉鎖狀態(tài)等； e.制定科學(xué)、合理的政策法規(guī)，研究提高煤礦安全管理水平的管理技術(shù)，使我國(guó)的煤礦安全生產(chǎn)管理從以人治為主，開展到以法治理。當(dāng)前，煤礦開采正在向高產(chǎn)高效和集約化方向開展。全礦井的生產(chǎn)自動(dòng)化、管理信息化技術(shù)在一些現(xiàn)代化礦井得到越來越多的應(yīng)用，使礦井在“采、掘、運(yùn)、風(fēng)；水、電、安全等生產(chǎn)環(huán)節(jié)和管理環(huán)節(jié)逐步實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化與管理信息化。為此，國(guó)內(nèi)技術(shù)力量強(qiáng)的廠家都在開發(fā)新型的工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)加現(xiàn)場(chǎng)總線煤礦綜合監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，并在一些大型現(xiàn)代化煤礦得到了實(shí)際推

23、廣應(yīng)用，使監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)性能躍上了新的臺(tái)階，也代表了國(guó)內(nèi)煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)的開展趨勢(shì)。第二章 礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征2.1礦區(qū)概況井田位于黑龍江省紅興隆農(nóng)墾管理局二九一農(nóng)場(chǎng)管轄境內(nèi)，井田面積46.37平方公里。本井田地處三江平原之上，煤系地層均被第四系松散層覆蓋，地形平坦，地面標(biāo)高一般為6670M。井田內(nèi)無較大河流，僅有縱橫交織的農(nóng)灌排澇溝。松花江在井田北約35KM處通過。20年一遇最高洪水位為+67.3m，百年一遇洪水位為+67.51m.本井田氣候?qū)俸疁貛Т箨懶詺夂?，冬季?yán)寒，夏季溫?zé)幔骄畹蜌鉁?23.9，平均最高氣溫23.9；年降水量為325.76923mm，年蒸發(fā)為1015.217

24、33.2mm，年平均相對(duì)濕度為6171%；冬季多西北風(fēng)；凍結(jié)期為每年11月到次年4月，最大凍結(jié)深度為1.552.08mm。開拓方式為采用立井、一個(gè)水平、上下山開采、主要石門、分組大巷開拓方式。主井井深645.12米，井筒直徑5.5米，安設(shè)16噸箕斗2個(gè)，往復(fù)提升。每小時(shí)可提煤400噸。副井井深595米，井筒直徑6.5米，用于提矸和升降人員、設(shè)備、材料及入風(fēng)。風(fēng)井井深323.5米，直徑5米，用于回風(fēng)。礦區(qū)內(nèi)以農(nóng)業(yè)為主要經(jīng)濟(jì)形式，工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，主要農(nóng)作物有小麥，大豆，玉米等。除煤礦以外，礦區(qū)尚有機(jī)修廠、木材廠、磚瓦廠、糧食加工廠等為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的工廠。本井田以南為已有70多年歷史的雙鴨山礦區(qū)。雙鴨

25、山礦物局有9對(duì)生產(chǎn)礦井，設(shè)計(jì)總能力為8.34Mt/a，本井田所屬的東榮礦區(qū)共分為四個(gè)井田，總體設(shè)計(jì)規(guī)模為5.1Mt/a，其中東榮二礦已于1995年底投產(chǎn)。2.2井田地質(zhì)特征2.2.1地質(zhì)構(gòu)造：一地層?xùn)|榮三礦位于集賢煤田的東南部，為一全隱蔽區(qū)。區(qū)內(nèi)地層系統(tǒng)簡(jiǎn)單，發(fā)育有下元古界麻山群、古生界泥盆系中統(tǒng)、中生界侏羅系上統(tǒng)、新生界第三系上新統(tǒng)和第四系。其中侏羅系上統(tǒng)最大地層厚度大雨2400M。二構(gòu)造由于受東西向壓應(yīng)力的作用及新華夏構(gòu)造體系的改造，使盆地形成了系列的軸向北北動(dòng)的富錦、佳木斯等相間排列的隆起帶與拗陷帶，同時(shí)產(chǎn)生了不同序次和不同方向的斷裂構(gòu)造。井田內(nèi)主體局部，走向近南北，傾角一般15度25度

26、，局部地段受基底斷裂影響形成急傾斜帶。2.2.2煤層及煤質(zhì) 井田煤層賦存于朱羅系城子河組，含煤63層，煤層總厚31.43m。其中可采煤層10層，平均厚度2.49m，16號(hào)和30號(hào)煤層為主采煤層。井田內(nèi)各煤層觸16煤層底板為含炭粉砂巖與炭質(zhì)泥巖外，其它各煤層頂、底板均為各級(jí)砂巖與粉、細(xì)砂巖互層。自然轉(zhuǎn)臺(tái)下的巖石抗壓強(qiáng)度頂板為38.4168.2Mpa,底板為41.7215.7Mpa。全井煤層以低中灰、特低硫、中低磷、高揮發(fā)分、富焦油高焦油、極易選極難選、高發(fā)熱量、弱粘結(jié)性中等粘結(jié)性的氣煤為主，少量長(zhǎng)焰煤和弱粘結(jié)煤?？梢宰鳛閯?dòng)力和煉焦配煤。井田為全隱蔽區(qū)，井田內(nèi)以下不對(duì)稱的寬緩的向、背斜構(gòu)造為主體，

27、同時(shí)發(fā)育較多的斷層，伴有少量的巖漿巖活動(dòng)，煤層層數(shù)多，構(gòu)造簡(jiǎn)單至復(fù)雜，主要煤層厚度較穩(wěn)定。因此，按二類二型布置勘探工程，同時(shí)運(yùn)用鉆探、地震、測(cè)井相結(jié)合的綜合勘探方法。第三章 安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置要求3.1礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的分類及組成礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)是由單一功能的甲烷監(jiān)測(cè)、就地?cái)嚯娍刂频耐咚惯b測(cè)系統(tǒng)和簡(jiǎn)單的開關(guān)監(jiān)測(cè)模擬調(diào)度系統(tǒng)開展而來的:由于早期的系統(tǒng)監(jiān)測(cè)參數(shù)單一、監(jiān)測(cè)容量小、電纜用量大，難以滿足煤礦安全生產(chǎn)的需要。隨著采煤機(jī)械化程度的提高和傳感器技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息傳輸技術(shù)的開展，礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)已由早期的單一參數(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開展為多參數(shù)單方面監(jiān)控系統(tǒng)。3.1.1井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的分

28、類礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)可按監(jiān)控系統(tǒng)的使用環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造等多種方式分類，按監(jiān)測(cè)監(jiān)控目的可分為環(huán)境安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、軌道運(yùn)輸監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、帶式輸送監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、提升運(yùn)輸監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、供電監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、排水監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、瓦斯抽放監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、人員位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、礦山壓力監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、水災(zāi)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、煤與瓦斯突出監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、大型機(jī)電設(shè)備安康狀況監(jiān)控系統(tǒng)等。1環(huán)境安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要用來監(jiān)測(cè)甲烷濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、硫化氫濃度、風(fēng)速、負(fù)壓、濕度、風(fēng)門狀態(tài)、風(fēng)窗狀態(tài)、風(fēng)筒狀態(tài)、局部通風(fēng)機(jī)開停、主通風(fēng)機(jī)開停等，并實(shí)現(xiàn)甲烷濃度超限聲光報(bào)警、斷電和風(fēng)電閉鎖控制等。2軌道運(yùn)輸監(jiān)測(cè)

29、監(jiān)控系統(tǒng)主要用來監(jiān)測(cè)信號(hào)機(jī)狀態(tài)、電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)狀態(tài)、機(jī)車位置、機(jī)車編號(hào)、運(yùn)行方向、運(yùn)行速度、車皮數(shù)、空重車皮數(shù)等，并實(shí)現(xiàn)信號(hào)機(jī)、電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)閉鎖控制、地面遠(yuǎn)程調(diào)度與控制等。3帶式輸送監(jiān)測(cè)監(jiān)控主要用來監(jiān)測(cè)皮帶速度、軸溫、煙霧、堆煤、橫向撕裂、縱向撕裂、跑偏、打滑、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、煤倉煤位等，井實(shí)現(xiàn)順煤流啟動(dòng)、逆煤流停頓、閉鎖控制和安全保護(hù)。地面遠(yuǎn)程調(diào)度與控制、皮帶火災(zāi)監(jiān)測(cè)與控制等。4提升運(yùn)輸監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要用來檢測(cè)罐籠位置、速度、安全門狀態(tài)、搖臺(tái)狀態(tài)、阻車器狀態(tài)等，并實(shí)現(xiàn)推車、補(bǔ)車、提升閉鎖控制等。5供電監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要用來檢測(cè)電網(wǎng)電壓、電流、功率、功率因數(shù)，饋電開關(guān)狀態(tài)，電網(wǎng)絕緣狀態(tài)等，并實(shí)現(xiàn)漏電保

30、護(hù)、饋電開關(guān)閉鎖控制、地面遠(yuǎn)程控制等。6排水監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要用來檢測(cè)水倉水位、水泵工作電壓、電流、功率，閥門狀態(tài)，流量、壓力等，并實(shí)現(xiàn)閥門開關(guān)、水泵開?？刂?，地面遠(yuǎn)程控制等。7火災(zāi)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要用來監(jiān)測(cè)一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、溫度、壓差、煙霧等，并通過風(fēng)門、風(fēng)窗控制，實(shí)現(xiàn)均壓滅火控制、制氮與注氮控制等。8瓦斯抽放監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要用來監(jiān)測(cè)甲烷濃度、壓力、流量、溫度、抽放泵狀態(tài)等，并實(shí)現(xiàn)甲烷超限聲光報(bào)警、抽放泵和閥門控制等。9人員位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要用來監(jiān)測(cè)井下人員位置、滯留時(shí)間、個(gè)人信息等。10礦山壓力監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要用來監(jiān)測(cè)地音，頂板位移、位移速度、位移加速度，紅外發(fā)射、電磁發(fā)射等

31、，并實(shí)現(xiàn)礦山壓力預(yù)報(bào)。11煤與瓦斯突出監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要用來監(jiān)測(cè)煤巖體聲發(fā)射、瓦斯涌出量、工作面煤壁溫度、紅外發(fā)射、電磁發(fā)射等，并實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯突出預(yù)報(bào)。12大型機(jī)電設(shè)備安康狀況監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要用來監(jiān)測(cè)機(jī)械振動(dòng)、溫升、油質(zhì)污染等，并實(shí)現(xiàn)故障診斷。礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)按使用環(huán)境可分為防爆型、礦用一般型、地面普通型和復(fù)合型等系統(tǒng)。按采用的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造可分星形、環(huán)形、樹形、總線型和復(fù)合型等系統(tǒng)。3.1.3礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的組成礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要由傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、監(jiān)控分站、電源箱或電控箱、主站或傳輸接口、主機(jī)含顯示器、打印機(jī)、模擬盤、多屏幕、L YS電源、遠(yuǎn)程終端、網(wǎng)絡(luò)接口電纜和接線盒等組成。1傳感器將被測(cè)物理量

32、轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)3芯或4芯礦用電纜(其中，1芯用作地線、t芯用作信號(hào)線、1芯用作分站向傳感器供電)與分站相連，并具有顯示和聲光報(bào)警功能(有些傳感器沒有顯示或聲光報(bào)警)。2執(zhí)行機(jī)構(gòu)(含聲光報(bào)警及顯示設(shè)備)將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為被控物理量，使用礦用電纜與分站相連。3監(jiān)控分站接收來自傳感器的信號(hào)，并按預(yù)先約定的復(fù)用方式(時(shí)分制或頻分制等)遠(yuǎn)距離傳送給主站(或傳輸接日)，同時(shí)接收來自主站的(或傳輸接口)多路復(fù)用信號(hào)(時(shí)分制或頻分制):監(jiān)控分站還具有線性校正、超限判別、邏輯運(yùn)算等簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理能力，對(duì)傳感器輸入的信號(hào)和主站(或傳輸接口)傳輸來的信號(hào)進(jìn)展處理，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)距監(jiān)控分站的最大傳

33、輸距離一般不大于2km;因此，一般采用星形網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造(1個(gè)傳感器或1個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用1根電纜與分站相連)單向模擬傳輸。監(jiān)控分站至主站之間最大傳輸距離達(dá)10km為減少電纜用量、降低系統(tǒng)電纜投資、便于安裝維護(hù)、提高系統(tǒng)可靠性，通常采用2芯(用于單工或單向)、3芯或4芯(用于雙向)礦用信號(hào)電纜，時(shí)分制或頻分制多路復(fù)用(有的系統(tǒng)采用碼分制);采用樹形網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造或樹形與星形混合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，串行數(shù)字傳輸(基帶傳輸或頻帶傳輸，異步傳輸或同步傳輸)。(4)電源箱將井下交流電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需的本質(zhì)安全型直流電源，并具有維持電網(wǎng)停電后正常供電不小于7h的蓄電池。(5)主站(或傳輸接口)接收監(jiān)控分站遠(yuǎn)距離

34、發(fā)送的信號(hào)，并送主機(jī)處理;接收主機(jī)信號(hào)，并送相應(yīng)監(jiān)控分站。主站(或傳輸接口)主要完成地面非本質(zhì)安全型電器設(shè)備與井下本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的隔離、控制監(jiān)控分站的發(fā)送與接收、多路復(fù)用信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)、系統(tǒng)自檢等功能。(6)主機(jī)一般選用工控微型計(jì)算機(jī)或普通臺(tái)式微型計(jì)算機(jī)，雙機(jī)或多機(jī)備份。主機(jī)主要用來接收監(jiān)測(cè)信號(hào)、校正、報(bào)警判別、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、磁盤存儲(chǔ)、顯示、聲光報(bào)警、人機(jī)對(duì)話、輸出控制、控制打印輸出、與管理網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接等。(7)投影儀、模擬盤、大屏幕、多屏幕、電視墻等用來擴(kuò)大顯示面積，以便于在調(diào)度室遠(yuǎn)距離觀察。(8)管理工作站或遠(yuǎn)程終端一般設(shè)置在礦長(zhǎng)及總工辦公室，以便隨時(shí)了解礦井安全及生產(chǎn)狀況。(9)數(shù)據(jù)服務(wù)器

35、是主機(jī)與管理工作站及網(wǎng)絡(luò)其他用戶交換監(jiān)控信息的集散地。(10)路由器企業(yè)網(wǎng)到互聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備。礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)特征(1)傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用星型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造與監(jiān)控分站相連，單向模擬傳輸。2監(jiān)控分站至主站間采用樹形、環(huán)形或樹形與星形混合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，多路復(fù)用(時(shí)分復(fù)用、頻分復(fù)用或碼分復(fù)用)、單工或雙工(個(gè)別系統(tǒng)采用單工)、串行數(shù)字傳輸或頻帶傳輸、異步傳輸或同步傳輸。3采用微型計(jì)算機(jī)(含單片機(jī))、大規(guī)模集成電路、固態(tài)繼電器及大功率電力電子器件、投影儀、大屏幕、模擬盤、多屏幕、電視墻等.具有彩色顯示、磁盤記錄、打印報(bào)表、聯(lián)網(wǎng)等功能。3.1.4系統(tǒng)功能監(jiān)測(cè)礦井狀態(tài) 對(duì)整個(gè)礦井系統(tǒng)中的各種狀態(tài)參數(shù)進(jìn)展檢測(cè)。

36、例如檢測(cè)甲烷、風(fēng)速、煙霧、溫度、煤塵等環(huán)境參數(shù);煤倉煤位水倉水位、各種機(jī)電設(shè)備開停等生產(chǎn)參數(shù);電壓、電流功率等電力系統(tǒng)參數(shù);帶速、軸承溫度等設(shè)備的上作狀態(tài)。環(huán)境參數(shù)超限報(bào)警和自動(dòng)控制功能 當(dāng)某些環(huán)境參數(shù)超限時(shí)會(huì)報(bào)警，并進(jìn)展諸如斷電等一些安全操作。為防卜系統(tǒng)主機(jī)和電纜發(fā)生故障時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)超限報(bào)警、斷電等操作，斷電等控制功能由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備完成。所以即使主機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備沒能正常通訊，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備仍保證能正確實(shí)現(xiàn)上述全部的控制功能。手動(dòng)遙控?cái)嚯姟⑼姽δ?當(dāng)瓦斯超限或者其它重要的環(huán)境指標(biāo)超標(biāo)時(shí)，控制中心的值班人員可通過系統(tǒng)切斷有關(guān)Ix:域的電源，待瓦斯?jié)舛然蛘咂渌匾h(huán)境指標(biāo)恢復(fù)正常后，控制中心的值班人

37、員可通過系統(tǒng)遙控使有關(guān)Ix:域重新通電。自檢功能 當(dāng)系統(tǒng)中傳感器、分站、轉(zhuǎn)接板、傳輸電纜等設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，能報(bào)警并記錄故障發(fā)生的時(shí)間、發(fā)生故障的設(shè)備，以供查詢及打印。當(dāng)系統(tǒng)中的主計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障不能正常上作時(shí)，接口板會(huì)檢測(cè)出來，同時(shí)啟動(dòng)備份計(jì)算機(jī)，使其進(jìn)入正常上作狀態(tài)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能 存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)分為兩局部，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和設(shè)置數(shù)據(jù)。 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)主要為各監(jiān)測(cè)對(duì)象的值或狀態(tài)，包括:a甲烷、風(fēng)速等重要參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值，以及這些參數(shù)值的統(tǒng)計(jì)值；b報(bào)警及解除報(bào)警時(shí)間及狀態(tài)；c斷電、復(fù)電時(shí)間及狀態(tài)；d設(shè)備開、停時(shí)間及狀態(tài)；e設(shè)備故障、恢復(fù)正常上作時(shí)間及狀態(tài)等。 設(shè)置數(shù)據(jù)主要為一些相關(guān)設(shè)備的初始化數(shù)據(jù)、控制方式等，和一

38、些系統(tǒng)用戶的信息。列表顯示功能 對(duì)于系統(tǒng)中各個(gè)指標(biāo)的模擬量，以及各個(gè)控制的開關(guān)量，在主計(jì)算機(jī)的軟件中，都可以用列表等顯示出來。模擬量實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線顯示功能 對(duì)于當(dāng)前系統(tǒng)中的一些部件的上作狀態(tài)的模擬量，會(huì)生成實(shí)時(shí)曲線，以便于用戶的實(shí)時(shí)檢測(cè)。同時(shí)這些采集到的值，也會(huì)保存起來，后而可以根據(jù)用戶的要求生成某個(gè)時(shí)段上的歷史曲線。分布信息和工作狀態(tài)顯示 根據(jù)實(shí)際的地理分布情況，在系統(tǒng)中建設(shè)模擬地圖，地圖中的功能點(diǎn)都是可以局部放大的。每個(gè)局部的放大圖有該功能Ix:域上的名稱、上作狀態(tài)和模擬的運(yùn)作情況。這些功能點(diǎn)大可是一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，小可是一個(gè)傳感器、分站電控箱等。統(tǒng)計(jì)分析 系統(tǒng)對(duì)于各種保存的數(shù)據(jù)，可以按特

39、定的要求進(jìn)展查詢統(tǒng)計(jì)分析。并將結(jié)果生成報(bào)表、曲線圖、柱狀圖、餅圖等，同時(shí)也可以將生成的這些結(jié)果打印出來。短信報(bào)警、檢測(cè)功能當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到有報(bào)警情況時(shí)，可以跟據(jù)用戶的設(shè)置，把的警情發(fā)送到相關(guān)的負(fù)責(zé)人的手機(jī)上。通過對(duì)系統(tǒng)的設(shè)置用戶也可以定時(shí)將某些重要的參數(shù)的實(shí)時(shí)采集值發(fā)送到特定人員的手機(jī)上。3.4煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)選型3.4.1系統(tǒng)類型3監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淅碚?，綜合煤礦各類監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造特點(diǎn)，監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)造可歸納為如下3類:3. 1星型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造 這種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造是監(jiān)控系統(tǒng)的各組成局部均以星型方式連接，它以地面主站為中心，通過信道與分站構(gòu)成星形，井下分站連接各測(cè)點(diǎn)傳感器。 該系統(tǒng)構(gòu)造

40、適用于測(cè)點(diǎn)較少，沒有控制要求的小型監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于集中管理，傳輸誤差低，可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是所有的原始數(shù)據(jù)都必須傳輸?shù)降孛嬷髡具M(jìn)展處理，造成負(fù)擔(dān)太重，同時(shí)主站出現(xiàn)故障，將影響系統(tǒng)的正常使用。 這種構(gòu)造的典型監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有:撫順的AU - 1型、波蘭的CMM一20型、法國(guó)的C T T 63/ 40型及前西德的T F- 200型等。3. 2樹型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造這種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造是星型構(gòu)造的變形，屬分級(jí)管理網(wǎng)絡(luò)，分級(jí)的級(jí)數(shù)根據(jù)實(shí)際情況而定，每一級(jí)又構(gòu)成星型網(wǎng)絡(luò)。(1)總體構(gòu)造中增設(shè)了了系統(tǒng)，了系統(tǒng)可以獨(dú)立工作，即一級(jí)分站對(duì)它所管轄的分站進(jìn)展獨(dú)立的信息傳輸，這樣，各分站可以接在了系統(tǒng)中(二級(jí)串行總線)，也

41、可以接在總系統(tǒng)(一級(jí)串行總線)中。 (2)提高了整個(gè)系統(tǒng)工作的可靠性。因?yàn)槿魏我粋€(gè)了系統(tǒng)都能獨(dú)立工作，主站的故障不會(huì)影響到了系統(tǒng)的正常運(yùn)行，反之亦然;了系統(tǒng)之問亦能隔離，均不影響。如:對(duì)集中或較集中的大型設(shè)備立監(jiān)控了系統(tǒng)，即對(duì)煤礦的主要工作過程(供電系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等)進(jìn)展監(jiān)控，這些了系統(tǒng)有獨(dú)立工作能力，同時(shí)又可與地面進(jìn)展通訊;對(duì)分散的信息，可在相對(duì)集中的地點(diǎn)設(shè)分站，這些分站能與了系統(tǒng)或主站通訊。 (3)提高了關(guān)鍵信息的傳輸速率，減輕了主站負(fù)擔(dān)。了系統(tǒng)將原始信息處理后，只將關(guān)鍵信息發(fā)送到主站就可以了。對(duì)設(shè)備的控制命令，如不設(shè)了系統(tǒng)，所有的指令均由主站發(fā)出，而串行傳輸速度隨信息量的增加而

42、降低，顯然會(huì)影響數(shù)據(jù)的采集和設(shè)備的實(shí)時(shí)控制。而設(shè)置一級(jí)了系統(tǒng)可以對(duì)它管轄的設(shè)備直接發(fā)布控制指令，及時(shí)控制設(shè)備的工作狀況。 (4)增加了現(xiàn)場(chǎng)裝備的靈活性，煤礦可根據(jù)礦井條件和資金情況，先裝備了系統(tǒng)，有條件時(shí)再配置整個(gè)系統(tǒng)，反之，也可先裝備一套全礦井的大系統(tǒng)，以后再根據(jù)生產(chǎn)需要及現(xiàn)代化管理的要求增設(shè)了系統(tǒng)。 這種構(gòu)造的典型監(jiān)控系統(tǒng)有:常州自動(dòng)化研究所研制的ICJ-2 ，ICJ-l0系統(tǒng)等，英國(guó)的MINOS系統(tǒng)，美國(guó)的DA N 6400系統(tǒng)等均屬此類。3. 3復(fù)合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造 該網(wǎng)絡(luò)是利用總線構(gòu)造和星型構(gòu)造或樹型構(gòu)造的特點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要組合成新型的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造。典型的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造是NOVELL總線和星型網(wǎng)絡(luò)組成

43、的復(fù)合網(wǎng)，其邏輯構(gòu)造如圖3。其特點(diǎn)：(1)安裝靈活、節(jié)省電纜、搬家和維護(hù)方便。所有的傳感器都可以就地掛接方式與干線連接，解決了傳感器傳輸電纜長(zhǎng)度問題;傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造是傳感器離開了分站就不能在系統(tǒng)中工作，所有傳感器必須經(jīng)過分站進(jìn)展信號(hào)轉(zhuǎn)化，蜘蛛網(wǎng)狀的電纜及傳感器分布，使得分站很難搬家，只要有監(jiān)控的地方，哪怕是有一個(gè)測(cè)點(diǎn)也必須設(shè)立一個(gè)分站，造成了資金及設(shè)備的浪費(fèi)。 (2)增加了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。由于采用了以干線為主、分站為輔的網(wǎng)絡(luò)形式，兼分站可有可無的構(gòu)造特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)通過干線串行向主站傳輸，減少巡檢周期，增加了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性及信號(hào)傳輸速率。( 3)配置靈活，功能齊全，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模可大可小。該網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造形式

44、在開展了傳感器可以直接干線及提高傳輸速度的基礎(chǔ)上，采用智能傳感、智能監(jiān)控分站即區(qū)域控制器，前者用在單一控制處，例如:瓦斯超限報(bào)警及斷電，水位超限停泵，煤倉煤位超限皮帶停頓運(yùn)轉(zhuǎn)等簡(jiǎn)單控制;后者用于復(fù)雜控制，例如:設(shè)備鎖控制，順序控制等，兩者都可不受地面主機(jī)故障的影響，這樣，我們就可以根據(jù)需要來選用智能傳感器或控制智能監(jiān)控分站。對(duì)那些不需控制的測(cè)量點(diǎn)傳感器那么直接與干線或了干線連接。這種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造的典型監(jiān)控系統(tǒng)有:天津福深康斯培克公司生產(chǎn)的森透里昂190型，森透里昂400型及600型等系列產(chǎn)品。監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備布置 一、電纜鋪設(shè)要點(diǎn)及本卷須知1電纜的選用及使用要點(diǎn)(1)從“調(diào)度監(jiān)控室到井筒(豎井)之

45、間如果距離很長(zhǎng)，可先用MHY32 ( 14 )主傳輸電纜(又稱信號(hào)電纜)；假設(shè)其間距離不是很長(zhǎng)，那么用MHYBV (1 x 4)的鋼絲愷裝井筒電纜，一直延續(xù)到井下比較枯燥(無水滴、空氣流通好)的環(huán)境，然后用絕緣膠布帶將線頭封固。2提升井筒(豎井)的電纜線在放到位后，必須將該電纜固定到井筒壁(或相關(guān)的設(shè)施)上，以防長(zhǎng)時(shí)間垂掛將電纜線拉斷。3井下的巷道呈斜坡(450)或平巷時(shí)，一律選用MHY32(14)主傳輸電纜：4監(jiān)控分站包括分站供電電源)的出線局部一律先用MHYVR (1 4)傳感器專用電纜(又名“通信電纜)，如果傳感器本身帶有電纜，那么用本安二通接線盒將各個(gè)線頭對(duì)應(yīng)連接。2.本卷須知1電腦網(wǎng)

46、絡(luò)線路布置依照普通聯(lián)機(jī)的布線方法；2信號(hào)傳輸電纜與動(dòng)力電纜分道走線；即使無法別離，最近間距需大于或等于1m；3信號(hào)傳輸電纜盡量選用四芯，以便將其余兩根線作為屏蔽層使用，所有電纜的屏蔽層盡量擰接在一起；4傳輸設(shè)施一定要采用動(dòng)力線纜和動(dòng)力電器設(shè)備；5高壓及所有非本安設(shè)備的接線盒一定要做到線頭與外界隔離，且所有含電路的設(shè)備應(yīng)盡量安放在遠(yuǎn)離滴水、通風(fēng)良好、空氣濕度低、溫度適宜的環(huán)境中。二、調(diào)度監(jiān)控室的布置1地面盡量用“抗靜電材料的地板鋪設(shè)；2各種電線電纜不許擰絞在一起尤其是信號(hào)傳輸電纜；3現(xiàn)場(chǎng)220V線路的布線必須先出草圖；4整個(gè)系統(tǒng)要求單點(diǎn)接地，即從機(jī)房引出地線，并且連接到室外的地線坑，且不允許與其

47、他設(shè)備共用地線。三、系統(tǒng)接地裝置施工方法在距離建筑物基部不小于3m的地方挖掘方圓2m2m2m的土坑，底部勻撒5kg10kg非加碘食鹽(工業(yè)用鹽也可)，將一層銅質(zhì)絲網(wǎng)平鋪于食鹽之上(銅網(wǎng)上預(yù)先連接好接地線)，然后取土掩埋30cm40cm，用水澆透后再撒5kg10kg食鹽，加30cm40cm土后澆水，最上方留50cm100cm的土壤，將系統(tǒng)地線與地線坑引線相連接即可(假設(shè)該建筑物留有剩余的地線裝置，可將系統(tǒng)地線單獨(dú)連接到該裝置)。四、傳感器布置 1.傳感器的布置要求由于甲烷的密度小于空氣，一般巷道上方的甲烷濃度大于下方。因此傳感器的布置的總體要求是：1甲烷傳感器安置在粉塵較少的環(huán)境，且距離煤壁不小

48、于300mm，距頂板不得大于300mm,距巷道測(cè)壁不得小于200mm。2風(fēng)速傳感器安置于巷徑均勻、風(fēng)速均勻、空氣溫度不大的環(huán)境中，且風(fēng)速傳感器進(jìn)風(fēng)口距離巷道頂部約為25cm35cm之間。3溫度傳感器在巷道中可隨意放置或溫度偏高的煤壁附近。4所有傳感器的安放、設(shè)置、調(diào)校均以該產(chǎn)品的使用說明書為準(zhǔn)。2傳感器在工作面的布置 1)采謀工作面甲烷傳感器的設(shè)置為及時(shí)監(jiān)控采煤工作面的甲烷濃度變化情況，低瓦斯、高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井都必須在工作面和回風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器：高瓦斯和煤(巖)與瓦斯突出礦井的采煤工作面仁隅角必須設(shè)置甲烷傳感器。低瓦斯、高瓦斯礦并的采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷甲烷濃度一般較低。因此，工作面甲烷傳

49、感器和回風(fēng)巷甲烷傳感器的斷電范圍為工作面和回風(fēng)巷：當(dāng)煤(巖)與瓦斯突出時(shí)，瓦斯在突出的壓力下會(huì)逆風(fēng)涌人進(jìn)風(fēng)巷，如果煤(巖)與瓦斯突出礦井采煤上作面甲烷傳感器不能控制其進(jìn)風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全設(shè)備，那么必須在進(jìn)風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器。采煤工作面采用串聯(lián)通風(fēng)時(shí)，被串聯(lián)的工作面的進(jìn)風(fēng)巷必須設(shè)置甲烷傳感器。采煤機(jī)必須設(shè)置機(jī)載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀。 2)長(zhǎng)壁采煤工牛面甲烷傳感器的布置如圖l-4所示，對(duì)U型通風(fēng)方式的采煤丁作面，低瓦斯、高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井都必須在工作面設(shè)置甲烷傳感器Tl，在工作面回風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器T2；高瓦斯和煤(巖)與瓦斯突出礦井的采煤工作面上隅角必須設(shè)置甲烷傳感器T0；

50、假設(shè)煤(巖)與瓦斯突出礦井的甲烷傳感器T1不能控制采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備，那么在進(jìn)風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器T3；低瓦斯和高瓦斯礦井采煤工作面采用串聯(lián)通風(fēng)時(shí)，被串聯(lián)的工作面的進(jìn)風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器T4。對(duì)Z型、Y型、H型、W型和雙Z型通風(fēng)方式的采煤土作面，甲烷傳感器的設(shè)置參照上述規(guī)定執(zhí)行，如圖1-5圖1-9所示(3)采用兩條巷道回風(fēng)的采煤工作面甲烷傳感器設(shè)置如圖1-10所示，甲烷傳感器T0, T1, T2, T3和T4的設(shè)置方法和U型通風(fēng)方式一致；在工作面混合回風(fēng)流處設(shè)置甲烷傳感器T5，在第二條回風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器T6 、T7。采用三條巷道回風(fēng)的采煤工作面，第三條回風(fēng)巷甲烷傳感器的設(shè)

51、置與第二條回風(fēng)巷一致。4)有專用排瓦斯巷的采煤工作面甲烷傳感器設(shè)置甲烷傳感器T0, T1, T2, T3和T4的設(shè)置同圖1-4一圖1-9所示，在專用排瓦斯巷設(shè)置甲烷傳感器幾，在工作面混合回風(fēng)流處設(shè)置甲烷傳感器幾，如圖1-11a),(b)所示。高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井采煤工作面的回風(fēng)巷長(zhǎng)度大于1000m時(shí)，必須在回風(fēng)巷中部增設(shè)甲烷傳感器。 5非長(zhǎng)壁式采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置非長(zhǎng)壁式采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置可參照上述規(guī)定及圖1-4圖1-11所行。但低瓦斯礦井的采煤工作面至少設(shè)置1個(gè)甲烷傳感器，高瓦斯礦井的采煤工作面至少設(shè)置2個(gè)甲烷傳感器。2.掘進(jìn)工作面甲烷傳感器的設(shè)置瓦斯礦井的煤巷、半煤巖巷和

52、有瓦斯涌出巖巷的掘進(jìn)工作面甲烷傳感器的設(shè)置如圖1-12所示，在工作面混合風(fēng)流處設(shè)置甲烷傳感器T1，在工作面回風(fēng)流中甲烷傳感器T2；采用串聯(lián)通風(fēng)的掘進(jìn)工作面，必須在串聯(lián)工作面局部通風(fēng)機(jī)前，沒進(jìn)工作面進(jìn)風(fēng)流甲烷傳感器T3。高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井雙巷掘進(jìn)工作面甲烷傳感器的設(shè)置如圖1-13所示，在掘進(jìn)工作面及回風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器T1和T2;工作面混合回風(fēng)流處設(shè)置甲烷傳感器T5。3)高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井的掘進(jìn)工作面甲燒傳感器布置高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井的掘進(jìn)工作面長(zhǎng)度大于1000m時(shí)，必須在掘進(jìn)巷道中部增設(shè)甲烷傳感器。4)對(duì)掘進(jìn)機(jī)的要求掘進(jìn)機(jī)必須設(shè)置機(jī)載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀。3.其他

53、位蓋甲烷傳感器設(shè)置(1)采區(qū)回風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷、一個(gè)水平的回風(fēng)巷及總回風(fēng)巷的測(cè)風(fēng)部設(shè)置甲烷傳感器。(2)設(shè)在回風(fēng)流中的機(jī)電酮室進(jìn)風(fēng)測(cè)必須設(shè)置甲烷傳感器，如圖1-14所示。(3)使用架線電機(jī)車的主要運(yùn)輸巷道內(nèi)，裝煤點(diǎn)處必須設(shè)置甲烷傳感器，如圖I-15所示。(4)高瓦斯礦井進(jìn)風(fēng)的主要運(yùn)輸巷道使用架線電機(jī)車時(shí)，在瓦斯涌出巷道的下風(fēng)流中必須設(shè)置甲烷傳感器，如圖1-I6所示。(5)已封閉的采掘工作面密閉墻外應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器。6回風(fēng)系統(tǒng)巾的臨時(shí)工程，在電氣設(shè)備的上風(fēng)測(cè)應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器。 (7)井下煤倉、地面洗選煤廠機(jī)房?jī)?nèi)上方應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器。(8)封閉的地面洗選煤廠機(jī)房?jī)?nèi)上方應(yīng)沒置甲烷傳感器。9采煤機(jī)必須

54、設(shè)置機(jī)載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀；礦用防爆特殊型蓄電池電機(jī)車必須設(shè)置機(jī)載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀；礦用防爆型柴油機(jī)車必須設(shè)置埂攜式甲烷檢測(cè)儀。4其他傳感器的設(shè)置裝備礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的礦井，第一個(gè)采區(qū)、一翼回風(fēng)巷及總回風(fēng)巷的測(cè)風(fēng)站應(yīng)設(shè)置風(fēng)速傳感器。風(fēng)速傳感器應(yīng)設(shè)置在巷道前后10 m內(nèi)無分支風(fēng)流、無拐彎、無障礙、斷面規(guī)那么、能準(zhǔn)確計(jì)算測(cè)風(fēng)巷道斷面積的地點(diǎn)。裝備礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的礦井，主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)酮應(yīng)設(shè)置壓力傳感器。瓦斯抽放泵站中，抽放泵吸人管路程中應(yīng)沒置流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器；利用瓦斯時(shí)，還應(yīng)在輸出管路中設(shè)置流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器。在開采易自燃

55、煤層的礦井、裝備礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)設(shè)置一氧化碳傳感器。傳感器應(yīng)布置在巷道的上方，垂直懸掛，距頂板(頂梁)不得大于300mm，距巷壁測(cè)壁不得小于200m，并應(yīng)不影響行人和行車，安裝維護(hù)方便：一氧化碳傳感器的報(bào)警值為0.000024%。一氧化碳傳感器除用于環(huán)境監(jiān)測(cè)外，還可用于自然發(fā)火預(yù)測(cè)。自然發(fā)火可根據(jù)每大一氧化碳平均值的增量來預(yù)測(cè)，假設(shè)增量為正，那么具有自然發(fā)火的可能。為保證能正確反映監(jiān)測(cè)環(huán)境中一氧化碳的濃度，一氧化碳傳感器應(yīng)設(shè)置在風(fēng)流穩(wěn)定、一氧化碳等有害氣體與新鮮空氣混合均勻的位置，如圖1-17所示。在容易自燃煤層的礦井裝備礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)設(shè)置溫度傳感器。溫度傳感器的布置與一

56、氧化碳傳感器布置一樣，其溫度傳感器的報(bào)警值為30 ,溫度傳感器除用于環(huán)境監(jiān)測(cè)外還可用于自然發(fā)火預(yù)測(cè)。自然發(fā)火可根據(jù)每天溫度平均值的增量來預(yù)測(cè)，假設(shè)增量為正，那么具有自然發(fā)火的可能。為保證能正確反映監(jiān)測(cè)環(huán)境的溫度，溫度傳感器應(yīng)設(shè)置在風(fēng)流穩(wěn)定的位置，如圖1-18所示。裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的礦井，主要通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)必須設(shè)置設(shè)備開停傳感器，主要風(fēng)門應(yīng)設(shè)置風(fēng)門開關(guān)傳感器，主開關(guān)的負(fù)荷測(cè)必須設(shè)置饋電狀態(tài)傳感器。第四章 東榮三礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、分析礦井現(xiàn)狀及 基本問題地形、地貌對(duì)礦井的影響本井田總的構(gòu)造形態(tài)為一個(gè)走向近南北的背、向斜相間的褶皺，井田內(nèi)發(fā)育不同序次和展布方向的四組斷裂。1褶皺構(gòu)造井田內(nèi)

57、主要褶皺構(gòu)造有4個(gè)，次一級(jí)的小型褶皺也存在。2斷裂構(gòu)造：全礦井田范圍內(nèi)查明的斷層47條，其中30m以下落差的斷層20條，3050m落差的5條，50100m落差的8條，100m以上落差的14條。按其展布規(guī)律可分四組：南北向的弧形斷裂、東西向斷裂、北東向斷裂、北西向斷裂。水對(duì)礦井的影響煤系巖層的含水特征：由于風(fēng)化作用和構(gòu)造因素的影響、裂隙發(fā)育是不均勻的，在垂直方向巖層的富水性極不均質(zhì)，其特征是含水層帶厚度為上厚下薄，含水巖層的富水程度；為上弱下強(qiáng)。地下水的補(bǔ)給排泄條件地下水埋藏條件變化較大，地下水主要補(bǔ)給來源為大氣降水和周邊地下水的補(bǔ)給，地下水流向從西往東流，地勢(shì)低洼處是地表水的聚集區(qū)，地表水與地

58、下水逕流條件不好，松花江排泄地下水。根據(jù)水文地質(zhì)對(duì)礦井充水因素分析如下：a地形與地表水體：井田內(nèi)地勢(shì)平坦，無地表水體，河流只有縱橫交織的人工排水溝，在低洼處分布有沼澤地，地表處有814m隔水層，對(duì)礦井充水無影響。b巖性：根據(jù)井田88個(gè)水文孔觀測(cè)統(tǒng)計(jì)，漏水處的巖性多為粗砂巖、中砂巖和細(xì)砂巖，可見巖性與巖層的富水性有著密切的關(guān)系，本井田埋藏在不同深度有兩個(gè)隔水層，第四系上部隔水層對(duì)大氣降水起一定的隔水作用，第三系隔水層對(duì)第四系含水層起隔水作用，所以第四含水層對(duì)礦床充水無影響。第三系底部礫巖含水很小，對(duì)礦床影響微弱。在第三系缺失處第四系含水層對(duì)礦床充水影響較大。c地質(zhì)構(gòu)造：本井田斷層以正斷層為主，逆

59、斷層較少，斷層多為壓扭性構(gòu)造面，張性構(gòu)造面少，褶皺的特征是向斜東翼緩，西翼陡，背向斜的交接處，張性裂隙發(fā)育，富水性強(qiáng)，主干斷層與分支斷層的穿插處和兩個(gè)斷層帶的交接處，導(dǎo)水性好，富水性較強(qiáng)，在本井田表現(xiàn)較為明顯，兩個(gè)斷層穿插處，涌水量，涌水量是全井最大的。d頂板冒落帶：它的規(guī)模取決于采煤高度，采煤方法，地層傾角，巖石的力學(xué)性質(zhì)等因素，該帶涉及到的含水層是礦井充水的來源。綜上所述，本井田補(bǔ)給條件差，煤系裂隙含水帶含水微弱，并以靜儲(chǔ)量為主。礦井涌水量開采初期較大，隨著開采深度的延深，地下水被逐漸疏干，那么礦井涌水量逐漸減小至趨于穩(wěn)定。通過近三年生產(chǎn)過程中涌水量的實(shí)際觀測(cè)，礦井涌水量為200240Mh

60、可采煤層頂?shù)装遄匀粻顟B(tài)的抗壓強(qiáng)度本井田據(jù)精查報(bào)告分析，煤層頂?shù)装鍘r性變化大，對(duì)16、18、24、30號(hào)煤層頂?shù)装遄鲎匀粻顟B(tài)的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，頂板為3921715kg/cm2，底板為4252200kg/cm2。瓦斯對(duì)礦井的影響本井田瓦斯含量較低為低瓦斯礦井，精查階段測(cè)定瓦斯含量如下：本井田7個(gè)主要可采煤層共采38個(gè)樣，測(cè)值：火焰長(zhǎng)度大于400mm，抑制煤塵爆炸巖粉量6580%，各煤層均有爆炸危險(xiǎn)。自然發(fā)火對(duì)礦井的影響7個(gè)主要可采煤層，21個(gè)樣，測(cè)值T值在646之間，煤層有可能自燃發(fā)火。本井田恒溫帶為22m，恒溫點(diǎn)溫度為5.5，向深部每百米地溫梯度為.5，井田內(nèi)除865孔在深度730m的孔底溫度為3