煤矿监测监控培训讲义

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,煤矿安全监测监控系统,同煤国电同忻煤矿有限公司,通风部技术组：孙 亮,手机号码：,13403608195,本次学习的几点目的：,1,、认识煤矿监测监控系统的重要作用；,2,、了解我矿,KJ86N,监测监控系统的基本情况，对监控系统有大体认识；,3,、熟悉井下各工作面规定的探头数量和安放位置；,4,、熟悉,煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范,AQ1029-2007,；,本次学习主要内容：,1,、建立煤矿安全监测监控系统的重要意义,2,、煤矿安全监测监控系统简介,3,、煤矿安全监测监控系统的相关要求,4,、传感器的安装、使用和维护要求,第一章 煤矿监控系统的重要作用,煤矿安全监控系统是煤炭高产、高效、安全生产的重要保证。世界各主要产煤国对此都十分重视，研制、生产和推广使用了环境安全、轨道运输、供电、火灾、水灾、煤与瓦斯突出、机电设备运行状况等监控系统，提高了生存率和设备使用率，增强了矿山安全。,第二章 煤矿监控系统简介,甲烷传感器,第二章 煤矿监控系统简介,矿井安全监测监控系统是由单一瓦斯监测、就地断电控制的瓦斯遥测系统和简单的开关监测模拟调度系统发展而来的。,我矿在用的,KJ86N,系统，是实现现代科学化管理矿井，保证矿井安全生产的必不可少的装备。系统可兼容模拟盘、电视墙动态显示，生产调度管理及局、矿办公自动化网络。,第二章 煤矿监控系统简介,1,、组成,第二章 煤矿监控系统简介,(1),传感器：将被测物理量转换为电信号,(2),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,(3),监控分站：接收来自传感器的信号，传感器及执行机构距监控分站的最大传输距离一般不大于,2 km,(4),电源箱：将井下交流电网电源转换为系统所需的本质安全型直流电源,(5),主站,(,或传输接口,),：接收监控分站远距离发送的信号，并送主机处理；接收主机信号，并送相应监控分站。,(6),主机及其他设备,第二章 煤矿监控系统简介,传输及中转系统,A1,B1,C1,Z1,存储输出及分析控制系统,A,B,C,Z,各类传感器及控制执行机构,有线或无线,简单的说：我矿监测监控系统主要由地面中心站设备、井下设备和软件部分,3,大部分组成,第二章 煤矿监控系统简介,2,、传感器技术,传感器类型,甲烷、,CO,、,O,2,、,H,2,S,等气体,浓度传感器,；,速度、位移、压力、温度、电流、电压、流量等,参数传感器,；,开闭、位置等,状态传感器,。,第二章 煤矿监控系统简介,甲烷浓度传感器,载体热催化传感器：简单实用、价格低廉：,2200,元以内，目前国内甲烷检测的主流；但量程小：,0-4%,，寿命短：约,1,年，调校期短：,15,天，反应慢：,30S,，且易发生,H,2,S,和高浓度甲烷中毒。,光干涉传感器：光电转换,技术没有突破。,系列催化元件,第二章 煤矿监控系统简介,热导传感器，测量范围,0,100,，但只有在,8,60CH4,范围内满足精度要求，通常用作高浓度段瓦斯的测量；测值受环境温度影响大，不易补偿；,红外传感器，测量范围可达,0-100%,，寿命,5-8,年，调校期,12,月以上，反应时间,15S,以内，价格,8000,元以内。,英国,E2V,的红外气体传感头,中国重庆院红外气体传感头,第二章 煤矿监控系统简介,3,、监控分站：,接收来自传感器的信号，并按预先约定的复用方式,(,时分制或频分制等,),远距离传送给主站,(,或传输接口,),，同时接收来自主站的,(,或传输接口,),多路复用信号,(,时分制或频分制,),监控分站还具有线性校正、超限判别、逻辑运算等简单的数据处理能力，对传感器输入的信号和主站,(,或传输接口,),传输来的信号进行处理，控制执行机构工作，传感器及执行机构距监控分站的最大传输距离一般不大于,2 km,第二章 煤矿监控系统简介,因此，一般采用星形网络结构,(1,个传感器或,1,个执行机构使用,1,根电缆与分站相连,),单向模拟传输。监控分站至主站之间最大传输距离达,10 km,，为减少电缆用量、降低系统电缆投资、便于安装维护、提高系统可靠性，通常采用,2,芯,(,用于单工或单向,),、,3,芯或,4,芯,(,用于双向,),矿用信号电缆，时分制或频率分制多路复用,(,有的系统采用码分制,),；采用树形网络结构、环形网络结构或树形与星形混合网络结构，串行数字传输,(,基带传输或频带传输，异步传输或同步传输,),。,第二章 煤矿监控系统简介,4,、主站,(,或传输接口,),与主机：,接收监控分站远距离发送的信号，并送主机处理；接收主机信号，并送相应监控分站。主站,(,或传输接口,),主要完成地面非本质安全型电器设备与井下本质安全型电气设备的隔离、控制监控分站的发送与接收、多路复用信号的调制与解调、系统自检等功能。,第二章 煤矿监控系统简介,5,、主机：,主机一般选用工控微型计算机或普通台式微型计算机，双机或多机备份。主机主要用来接收监测信号、校正、报警判别、数据统计、磁盘存储、显示、声光报警、人机对话、输出控制、控制打印输出、与管理网络联接等。,第三章 监测监控系统的相关要求,1,、,煤矿安全规程,相关要求：,一百第五十八条 所有矿井必须装备矿井安全监控系统。矿井安全监控系统的安装、使用和维护必须符合本规程和相关规定的要求。,一百第五十九条 采区设计、采掘作业规程和安全技术措施，必须对安全监控设备的种类、数量和位置，信号电缆和电源电缆的敷设，控制区域等做出明确规定，并绘制布置图。,第三章 监测监控系统的相关要求,2,、大同煤矿集团公司相关要求：,第,199,条 安全监测监控系统入井的所有设备必须取得“安全仪表检验合格证”、“产品合格证”、“产品生产许可证”、“防爆合格证”和“,MA,标志证”。,第,200,条 矿井应配备传感器、分站等安全监控设备备件，备用数量不少于应配备数量的,20%,。,第三章 监测监控系统的相关要求,第,201,条 安全监测监控设备必须具有故障闭锁功能。即，当与闭锁控制有关的监控设备未投入正常运行或发生故障时，必须切断监测监控设备所监控的全部非本质安全型电气设备的电源；当与闭锁控制有关的监控设备工作正常并稳定运行后，自动解锁。,第,202,条 矿井安全监测监控系统必须具备甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能。即，当主机或系统电缆发生故障时，井下监测监控设备任然能够进行正常的监测和控制，仍能够实现风电闭锁和瓦电闭锁。,第三章 监测监控系统的相关要求,第,205,条 矿井监控系统的主机必须双机热备，,24,小时不间断运行。当工作主机发生故障时，备用主机应在,5,分钟内投入工作。实现联网的主机必须装备硬件防火墙。,第,206,条 中心站应双回路供电，中心站计算机电源应经在线式不间断电源供给，在动力电网停电后，备用电源必须保证正常工作,2,小时以上。,第三章 监测监控系统的相关要求,我矿在用：,GJC4,型,低浓度甲烷传感器,结构示意图,3,、我矿常用甲烷传感器使用简介,GJC4,型甲烷传感器主要技术参数,(1),工作温度：,0,40,。,(2),相对湿度：,98,（,+25,）。,(3),大气压力：,86kPa,116kPa,：,(4),风速：,0m/s,8m/s,。,(5),使用场所：在具有甲烷、煤层等爆炸性混合物的危险场所使用。,(6),工作电压：本安,DC9VDC24V,；,(7),工作电流：,100 mA,；,(8),测量范围：,0,CH4,4.00CH4,；,(9),传感元件寿命：一年。,第三章 监测监控系统的相关要求,第三章 监测监控系统的相关要求,(10),光报警输出：报警时数码管高、低亮度闪烁；,(11),声报警输出：报警时报警声长鸣；,(12),显示输出：三位红色高亮大数码管显示,%CH4,浓度值，一位绿色小数码管作辅助功能显示；,(13),外形尺寸：,140X60,(14),质量：,2KG,(15),检测响应速度：,30 s,。,(16),电源供电距离：,3KM,第三章 监测监控系统的相关要求,1),工作原理,该传感器采用载体催化元件作为甲烷检测元件，当周围环境中存在甲烷气体时，有催化剂的元件表面无焰燃烧，无催化剂的元件不燃烧，因此产生一个温度,/,电阻差，电阻的变化引起电参数的变化经过放大器的放大与标准电压进行比较送出一个电压信号给智能主板，该板以,MICROCHIPPIC,单片机为核心，对采集到的电压信号进行分析、处理、转换成甲烷浓度值显示输出、报警断电输出，同时当传感器收到中心站计算机发出的读取数据指令后，将相应的数字信号通过总线传送给地面中心站主机。,第三章 监测监控系统的相关要求,2),结构组成,传感器采用本质安全型兼隔爆型结构。由圆形外壳、插头、甲烷传感元件、信号放大板、智能主板、蜂鸣器等零部件组成。壳体采用不锈钢材料制成，具有电磁防护、安装方便、防护性能好、坚固耐用等特点。,第三章 监测监控系统的相关要求,3),安装,GJC4,型甲烷传感器应按,煤矿安全规程,要求,安装在采煤工作面、掘进工作面、回风巷道等有甲烷气体的地方,应将传感头向下悬挂固定在被测巷道顶板上，这样使传感元件上堆积的煤尘最少，同时安装位置应避开连续淋水、激烈振动、电磁干扰的地方。,4),接线,接线应在断电状态下进行。按照接线图连接干线电缆和断电控制线。确认接线无误的情况下，可通电运行。,1,脚为红色线,电源,V+2,脚为橙色线电源,V-,3,脚为棕色线回送信号,4,脚为黑色线,控制信号,Vk+,5,脚为黄色线,发送信号,6,脚为蓝色线,常闭控制信号,7,脚为绿色线,常开控制信号。,第三章 监测监控系统的相关要求,5),报遥控器按键,“,0,9,”数字键,用来输入传感器命令。,“,*,”符号键,取消键，用来取消错误的输入命令。,“,#,”符号键,确定键，用来确认输入的命令。,第三章 监测监控系统的相关要求,6),操作方法,将遥控器装有红外发射器的方向对准传感器的显示窗,查看或修改传感器参数：输入,5.3.1,中的显示命令（表,1,）中的命令，按确定键，传感器显示相应英文代码,按确定键,显示相应的数值或码值，按确定键返回到监测状态；如果需要修改参数按,取消,键，输入正确的参数后按确定键显示,yyy,再按确定键返回监测状态。,例如：查看传感器的地址。直接输入,901,，按确定键，显示,Add,表示地址，再按确定键，显示,001,表示本传感器的地址是,001,，再按确定键返回到监测状态。,设置或修改传感器的参数：将传感器的地址由,1,号改为,8,号地址，直接输入,901,，按确定键，显示,Add,表示地址，再按确定键，显示,001,表示本传感器的地址是,001,，按取消键显示,uuu,，输入,008,按确定键显示,yyy,再按确定键返回到监测状态，传感器地址修改成功。,（注：,*,为,取消,键，,#,为,确定,键）。,第三章 监测监控系统的相关要求,7),传感器零位调整,传感器接通电源后。在通电1分钟内显示 CH4,，,1,分钟后进入监测状态。待传感器工作稳定,15,分钟后在进行调整。打开后盖，通入零气样，在放大板上可以看到一个蓝色的可调电位器用小螺丝刀调整该电位器，使放大板上,Sig,与,Vref,的电压一致，然后安装好后盖。,第四章传感器的安装、使用和维护要求,(1),甲烷传感器安置在粉尘较少的环境、风流稳定的地方，且距顶板不得大于,300mm,，距巷道侧壁不得小于,200mm,；,