煤矿安全监测监控论文(3)

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。

本系统分析了近年来我国煤矿安全生产监测监控系统的研制开发、推广使用、维护

管理经验和存在的问题，在对系统的软件技术和功能、硬件及接口技术的可靠性和兼容

性、传感器技术的稳定性和可靠性、企业安全生产信息化管理技术的深入研究的基础上

设计而成。

第二章 系统总体设计

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2.1 矿井监控系统的组成

矿井监控系统由地面中心站、监控软件、传输接口装置、井下智能分站、各种相关

矿用传感器等组成。地面中心站配备监控主机和打印机。主机通过传输接口与各分站通

讯，监测主机屏幕可以显示动、静态图形、数据、曲线、通风（流向）图、测点配置图

等，打印机可打印监测参数报表。 其典型结构如图所示。

监测监控系统结构图

2.11 地面中心站

地面中心站能够实现各种监测数据的处理、显示、查询、储存、打印等功能，另外，

操作员发出的设备控制命令也是通过地面中心站完成的。

生产参数的监测主要是指监控井上、井下主要生产环节各种生产参数和重要设备的

运行状态参数，如煤仓煤位、水仓水位、供电电压、供电电流、功率等模拟量；水泵、

提升机、局部通风机、主要通风机、带式输送机、采煤机、开关、磁力起动器等的运行

状态和参数等。

环境参数的监测主要是指监测煤矿井下各种有毒有害气体及工作面的作业条件，如

高浓度甲烷气体、低浓度甲烷气体、一氧化碳浓度、氧气浓度、风速、负压、井下空气

温度、岩煤温度、顶板压力、烟雾等。

同时，地面中心站也有显示测量参数、数据报表、曲线显示、图形生成、数据存储、

故障统计和报表、报告打印功能。其中，部分系统可实现局域网络连接功能，并采用国

际通用的TCP/IP网络协议实现局域网络终端与中心站之间实时通信和实时数据查询等

功能。

2.12 井下分站

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尽管监测监控系统的井下分站形式多样，但基本上都具备如下功能：

（1）开机自检和本机初始化功能；

（2）通信测试功能；

（3）分站具有自动控制功能（实现断电仪功能、风电瓦斯锁闭功能、瓦斯管道监

测功能和一般的环境监测功能等）；

（4）死机自复位功能，且可以通知中心站；

（5）接收地面中心站初始化本分站参数设置功能（如传感器配接通道号、量程、

断电点、报警上限和报警下限等）；

（6）分站自动识别配接传感器类型（电压型、电流型或频率型等）；

（7）分站自身具备超限报警功能；

（8）分站接收中心站对本分站指定通道输出控制继电器实施手控操作功能和异地

断电功能。

2.13传感器与控制器

传感器的稳定性和可靠性是煤矿监测监控系统能正确反映被测环境和设备参数的

关键技术和产品。目前国内生产和用于煤矿监测监控系统的传感器主要有瓦斯、一氧化

碳、风速、负压、温度、煤仓煤位、水仓水位、电流、电压和有功功率等模拟量传感器，

以及机电设备开停、机电设备馈电状态、风门开关状态等开关量传感器。以上传感器的

开发和应用基本满足了煤矿安全生产监测监控的需要，但国产传感器在使用寿命、调校

周期、稳定性和可靠性方面与国外同类产品相比还有很大差距，某些传感器（如瓦斯传

感器）的稳定性还不能满足用户的需要。

煤矿井下使用的控制器主要是指各种规格的断电仪，其主体是由继电器构成，该断

电仪的寿命长，可靠性高。

2.2相关术语及解释

⑴煤矿安全监控系统 ： 具有模拟量、开关量、累计量采集、传输、存储、处理、

显示、打印、声光报警、控制等功能，用于监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、风速、风压、

温度、烟雾、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主通风机开停，并实

现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制，由主机、传输接口、分站、传感器、

断电控制器、声光报警器、电源箱、避雷器等设备组成的系统。

⑵传感器 ：将被测物理量转换为电信号输出的装置。

⑶甲烷传感器 ：连续监测矿井环境气体中及抽放管道内甲烷浓度的装置，一般具

有显示及声光报警功能。

⑷风速传感器 ：连续监测矿井通风巷道中风速大小的装置。

⑸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。

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⑹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。

⑺温度传感器 ：连续监测矿井环境温度高低的装置。

⑻烟雾传感器 ： 连续监测矿井中胶带输送机胶带等着火时产生的烟雾浓度的装

置。

⑼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。

⑽风筒传感器 ：连续监测局部通风机风筒“有风”或“无风”状态的装置。

⑾风门开关传感器 ：连续监测矿井中风门“开”或“关”状态的装置。

⑿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。

⒀执行器(含声光报警器及断电器) ：将控制信号转换为被控物理量的装置。

⒁声光报警器 ：能发出声光报警的装置。

⒂断电控制器 ：控制馈电开关或电磁启动器等的装置。

⒃分站 ：煤矿安全监控系统中用于接收来自传感器的信号，并按预先约定的复用

方式远距离传送给传输接口，同时，接收来自传输接口多路复用信号的装置。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、对传感器输入的信号和传输接口

传输来的信号进行处理的能力，控制执行器工作。

⒄主机 ：一般选用工控微型计算机或普通微型计算机、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。 …… 此处隐藏：543字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……