安全监测工培训教材

矿井安全监控系统简介1基本概念11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。12传感器将被测物理量转换为电信号输出的装置。13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。14风速传感器连续监测矿井通风巷道中风速大小的装置。15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。16一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。17温度传感器连续监测矿井环境温度高低的装置。18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。19设备开停传感器连续监矿井中机电设备“开”或“停”工作状态的装置。110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。111风门开关传感器连续监测矿井中风门“开”或“关”状态的装置。112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。113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。114声光报警器能发出声光报警的装置。115断电控制器控制馈电开关或电磁启动器等的装置。116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能力、对传感器输入的信号和传输接口传输来的信号进行处理，控制执行器工作。117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。118馈电异常被控设备的馈电状态与系统发出的断电命令或复电命令不一致。119便携式甲烷检测报警仪具有甲烷浓度数字显示及超限报警功能的携带式仪器。2林南仓矿监控系统概况由图可看出安全监控系统采用三级智能两极通讯，即由地面中心站、井下分站、各种传感器及控制器三个层次组成，中心站至分站、分站至传感器之间通讯。KJ100N系统特点1）系统采用光传输方式。具有性能可靠、抗干扰能力强、安装维护方便等特点。系统采用以太网，形成互通信息、实时访问、资源共享的局域网，具有容量大、传输速度快等；并可实现矿局联网。系统软件采用WINDOWS操作平台，软件丰富、功能强、操作简单等。2）最大监控容量系统最大可监控56台分站。3）最大巡检周期系统最大巡检周期应不大于30S。4）控制执行时间甲烷超限断电及甲烷风电闭锁的控制执行时间应不大于2S。其他的控制执行时间应不大于30S。异地控制执行时间应不大于60S。5）误码率误码率应不大于108。6）信号（1）模拟量A电流信号15MA。B频率型信号200HZ1000HZ，输出高电平时应不小于3V（输出电流为2MA时），输出低电平时不大于05V，其正脉冲和负脉冲宽度均不得小于03MS。（2）开关量A无电位接点信号截止状态输出时，漏电阻不小于100K；导通状态输出时，电压降不大于05V（电流为2MA时）。截止状态表示停；导通状态表示开。B直流电流信号5MA、0MA、5MA（5MA表示停；0MA表示断；5MA表示开）或直流电流信号0MA、1MA、5MA（5MA表示开；0MA表示断；1MA表示停）。（3）控制量A电平型信号输出高电平时应不小于3V（输出电流为2MA时），输出低电平时不大于05V。B无源接点信号截止状态输出时，漏电阻不小于100K；导通状态输出时，电压降不大于05V（电流为2MA时）。（5）累计量输出高电平时应不小于3V（输出电流为2MA时），输出低电平时不大于05V，其正、负脉冲宽度不应小于03S，正、负脉冲的转换时间不大于5MS。7）模拟量输入处理误差不大于1。8）累计量输入处理误差不大于1。9）传输性能10）计算机与宽带接入器的传输A计算机与宽带接入器的传输口数量1路；B计算机与宽带接入器的传输方式主从式、半双工、RS232；C计算机与宽带接入器的传输速率9600BPSD计算机与宽带接入器的最大传输距离20M11）宽带接入器与分站的传输A宽带接入器与分站的传输口数量1路；B宽带接入器与分站的传输方式主从式、半双工、光纤传输；C宽带接入器与分站的传输速率9600BPS；D宽带接入器与分站的的最大传输距离40KMMGTS236A煤矿用阻燃通信光缆；12）分站与分站的传输最大传输距离10KM。13）最大传输距离、本安供电距离A分站到传感器的信号最大传输距离2KM（使用MHYVR型电缆，线径截面不小于15MM2。；B分站到断电器的信号最大传输距离2KM使用MHYVR型电缆，线径截面不小于15MM2。；C电源到分站间的最大供电距离3M。D宽带接入器电源到宽带接入器的最大供电距离3M。14）存储时间甲烷、温度、风速、负压、一氧化碳等重要测点的实时监测值存盘记录应保存7D以上。模拟量统计值、报警/解除报警时刻及状态、断电/复电时刻及状态、馈电异常报警时刻及状态、局部通风机、风筒、主通风机、风门等状态及变化时刻、瓦斯抽采（放）量等累计量值、设备故障/恢复正常工作时刻及状态等记录应保存一年以上。当系统主机发生故障时，丢失上述信息的时间长度应不大于5MIN。15）双机切换时间系统具有手动双机备用功能。值班人员每日24小时内应时时刻刻观察工作主机的操作界面，即时发现工作主机的故障，立即手动更换接线至已通电待用的备用主机，使备用主机投入正常工作。其间花费时间应不大于5MIN。16）备用电源工作时间在电网停电后，备用电源应能保证系统连续监控时间不小于2H。分站及分站与主机的连接分站说明书1主要技术性能指标11供电电源111UIDC123V112II420MA12信号制121模拟量A电流信号15MA。B频率型信号200HZ1000HZ，输出高电平时应不小于3V（输出电流为2MA时），输出低电平时不大于05V，其正脉冲和负脉冲宽度均不得小于03MS。122开关量A无电位接点信号截止状态输出时，漏电阻不小于100K；导通状态输出时，电压降不大于05V（电流为2MA时）。截止状态表示停；导通状态表示开。B直流电流信号5MA、0MA、5MA（5MA表示停；0MA表示断；5MA表示开）或直流电流信号0MA、1MA、5MA（5MA表示开；0MA表示断；1MA表示停）。123控制量A电平型信号输出高电平时应不小于3V（输出电流为2MA时），输出低电平时不大于05V。B无源接点信号截止状态输出时，漏电阻不小于100K；导通状态输出时，电压降不大于05V（电流为2MA时）。124累计量输出高电平时应不小于3V（输出电流为2MA时），输出低电平时不大于05V，其正、负脉冲宽度不应小于03S，正、负脉冲的转换时间不大于5MS。125电池分断控制M信号信号传输方向从分站到电源；实现功能备用电池投入工作后用于分站端控制切断电池供电；正常电池供电时，M输出为65V05V；切断电池供电时，M输出为0V。126控制信号控制信号JK3、JK4为TTL电平，其中高电平3V继电器J3、J4吸合，低电平05V继电器J3、J4断开。127交流供电、电池供电状态（AC/DC）信号当电源为交流供电、电池供电状态（AC/DC）转换时发出AC/DC信号。其中高电平501V表示交流供电，低电平0303V表示直流供电。13模拟量输入处理误差不大于05。14累计量输入处理误差不大于05。15最大监控容量A7路模拟量输入B8路开关量输入C1路累计量输入/1路模拟量输入（可通过上位机软件选择）D8路开关量输出16控制执行时间分站甲烷超限断电及甲烷风电闭锁的控制执行时间不大于2S。17分站与配接设备的传输171分站与MCTPM宽带接入器的传输A分站与宽带接入器的传输口数量1路；B分站与宽带接入器的传输方式主从式、半双工、光纤传输；C分站与宽带接入器的传输速率9600BPS；D分站与宽带接入器的最大传输距离40KMMGTS236A煤矿用阻燃通信光缆172分站与分站的传输A分站与分站的传输口数量1路；B分站与分站的传输方式光纤传输；C分站与分站的传输速率100MBPSD分站与分站的最大传输距离10KMMGTS236A煤矿用阻燃通信光缆18最大传输距离A分站到传感器的信号最大传输距离2KM（使用MHYVR型电缆，线径截面不小于15MM2），最大供电距离2KM使用MHYVR型电缆，线径截面不小于15MM2；B分站到断电器的信号最大传输距离2KM使用MHYVR型电缆，线径截面不小于15MM2），最大供电距离2KM使用MHYVR型电缆，线径截面不小于15MM2；C分站与分站之间最大传输距离10KM。2工作原理本分站是一个以80C31单片机为CPU的微型机系统。由三块电路板成，即主板、显示板、通讯板。主板为主控电路及提供输入输出口，显示板用于显示分站监测到的各种参数及控制量状态、电源状态、通讯状态；通讯板用于与中心站通讯；整个分站的连接方式如下图所示。21单片机部分分站所采用的80C31单片机为INTER公司的产品，芯片含RAM,程序存储器在片外，共有64K字节的地址空间（分站用8K字节），8位数据总线，低8位地址线与数据线分时公用。地址线A0A12提供片外程序存储器地址，A13A15经地址译码器译码作其它功能地址输出。22电可擦数据存储器电可擦数据存储器用于掉电后保存分站设置参数，掉电后数据可保存10年以上，擦写次数为100,000次，输入、输出数据及时钟由单片机的P12、P13、P14提供。23自动复位电路由单稳电路及脉冲发生器组成的自动复位电路，当分站发生意外死机时，输出复位信号给单片机，使其复位。24模拟量采集部分241电流型模拟量输入及A/D转换A/D部分包括采样电路和A/D转换电路，可以接收15MA的电流输入信号，A/D转换器用ADC0804，每次转换时间为013MS。A/D转换器转换完成后，END信号有效，单片机监测到此信号后即读取A/D转换的数据，转换结束。242频率型模拟量采集频率型模拟量经模拟量采样电路送至单片机即可测得其频率值。25开关量采集部分开关量采集部分可接05MA二态开关量以及5,0,5MA三态开关量传感器，也可接入触点型的二态开关量（通过跳线选择），输入信号经光耦接到81C55并行I/O口上，单片机读取81C55并口数据，得到被测状态。26控制量输出8路控制量输出都可通过相应跳线选择为继电器触点输出或电平信号输出，对于继电器触点输出又可以选择其为常开或常闭（23短路为常闭，21短路为常开，24短路为电平信号输出，其中1左，2中，3右，4上）。第12路跳线为JJC1、JJC2默认为24短电平信号输出，用于控制电源箱内两路近程断电。JJC3、JJC4、JC1JC4为第38路断电跳线，默认为23短常闭输出用来输出给断电器，控制远程或本地用电设备的断电。27通讯部分分站通讯板经光缆与中心站通讯，通讯速率为9600波特，通讯方式为半双工、光传输，传输距离为40KM。分站在发送状态时通讯板的发送电路将80C31的发送信号经过光电转换，再经单模光缆传送至中心站的通讯控制器。分站在接收状态时，通讯板将中心站发出信号，经过光电转换，最后将信号还原，送至80C31通讯接收端。3使用方法31分站在开启电源开关以前，首先检查以下内容311分站箱下部的插头座及接线嘴连接是否正确显示板主板通讯板电源口输入输出接线口将电源箱接出的19芯航空插头接在分站箱上，其它信号线分不同功能通过4芯航空插头与分站接相连，若已供电则相应的电源指示灯亮。312模拟量输入部分模拟量输入口接电流型传感器（15MA），JM1JM8中相应的跳线接为12短路，例如模3口接电流型传感器MJ3应接为12短路；若接频率型传感器，MJ1MJ8中相应的跳线接为23短路。313开关量输入部分A开关量输入接二态开停传感器0、5MA时，相应跳线（例如JK1,JK2,JK3）为下、下、下。B开关量输入接风门时，相应跳线（例如JK1,JK2,JK3）为上、上、下。C开关量输入接0、5、5MA型三态开停传感器时，相应跳线（例如JK1,JK2,JK3）为下、上、上。314控制量输出部分A12路输出电平信号经电源箱，控制电源箱内的继电器提供非本安触点。B3、4、5、6、7、8路输出触点信号，跳线JJC3、JJC4、JC1、JC2、JC3、JC4接为21短路则为常开触点，接为23短路则为常闭触点（出厂为2,3短路）,24短路则为输出TTL电平信号。32井下分站与传感器连接配置见关联设备表及配接设备表33分站号及分站状态设置分站主板上的八位拨码开关,开关置于ON时数值为0，开关置于OFF时数值为1331分站号设定每个分站的标识由板上所带的8位拨码开关决定,有效的分站号为164,同一个系统中不应该有两个拨号相同的分站。例如9号分站8765432100001001332自诊断功能A拨码开关的第8位拨成OFF,低四位拨成18之间的数（例如诊断第3路模拟量）。8765432110000011B开机后分站自动进入所拨通道（3）模拟量的调试模式,第一位数码管显示通道号（3）,后三位数码管只显示此通道（3）的模拟量,实测值025034按以上要求检查分站连接无误后,即可开启电源开关。35分站模拟量的校正方法当分站的模拟量通道接入传感器或传感器到分站间的电缆长度发生变化时,均需重新校正模拟量输入通道,校正时先将分站状态开关拨为校正状态参照自诊断1,再将分站号或路号开关拨为相应路号。351零点校正将8位拨码开关的第8位拨成OFF,低四位拨成18之间的数被调路号,开机或分站复位后，分站自动进入所拨通道模拟量的调试模式,第一位数码管显示通道号,后三位数码管显示此通道模拟量的实测值范围为0250。被校正通道不接传感器,调节对应路电位器W1W8,使对应路的数码显示为2,再反向调节电位器使数码显示为0,零点调节完毕。分站零点应15天校正一次。352数值校正1将分站被校正通道如模拟量输入第一路接入电流型传感器。2观察传感器的输出显示,观察分站的显示,若两数不满足如下等式传感器显示值分站的显示50传感器高值传感器低值/200传感器低值调整相应通道的电位器W9W16使两数满足如上等式。353分站模拟量校正完成后,将分站状态开关设为监测状态及相应的分站号。36分站监测状态的显示方式分站开机或复位后首先显示分站号,然后依次显示8路模拟量（或开关量）、8路开关量。3618路模拟量（或开关量）及1路累计量显示方式A第一位数码管显示通道号18,若带小数点表示此通道在中心站未定义。B后三位显示具体值及状态,若通道所连设备1为模拟量传感器,则根据主机定义的高低值转换测得值为实际数例如温度为040之间的数显示三位有效数字,若显示“”表示断线。2为开停传感器,则三个数码管显示同样的符号表示状态,其中0态为,1为,断线为。3为风门，则接通显示,断开显示。C累计量直接显示次数。3628路开关量显示1第一位数码管显示通道号18,若带小数点表示此通道在主机未定义。2第二位数码管不显示。3后两个数码管显示同样的符号表示状态,其中0态为,1态为,断线为。363其它状态显示1若正确收到主机发来的命令,则通讯灯闪烁一下。2当控制量信号产生时,则相应指示灯亮。3当分站电源由电池供电时，分站电源状态灯亮。4使用维修注意事项41与分站连接的所有电路和电气设备必须是本质安全电路或本质安全型电气设备。42用户必须按本说明书规定的要求来连接电路和配接设备。43每次使用前必须检查分站板上所有IC芯片和继电器的安装方向是否正确,接线插头无误。44检查分站联接插头座是否松脱。45检查分站与联接设备接线是否正确。46检查分站拨号是否正确。47在作了上述检查正确无误后,方可开启电源。48用户不得随意拧动主板上的各个电位器。49检修分站时,不得改动原电路参数及条件,不得改动电气元件的规格和型号。本产品只能与说明书中规定的设备连接使用，与其他设备连接使用时需经防爆检验；不得随意更改产品本安电路之器件规格，型号及参数。410从分站到传感器、断电器最大供电距离2KM，电缆分布参数应满足分布电感08MH/KM，分布电容006F/KM，直流电阻128/KM）。分站与监控中心站的通讯原安全监控系统采用FSK调频通信方式，新安全监控系统采用光纤通讯方式。特点传输损耗低损耗是传输介质的重要特性，它决定了传输信号所需中继的距离。光纤作为光信号的传输介质具有低损耗的特点,满足了矿井需要传输距离远的要求。传输频带宽光纤的频宽可达1GHZ以上。一般图像的带宽为6MHZ左右，可以同时传输多通道图像，还可以传输语音、控制信号或接点信号，满足于矿井自动化信息量大的需求。抗干扰性强光纤传输中的载波是光波，它是频率极高的电磁波，远远高于一般电波通讯所使用的频率，所以不受干扰，尤其是强电干扰。适应煤矿大型设备多，设备启动造成电磁干扰严重的环境。安全性能高光纤采用的玻璃材质，不导电，防雷击；光纤传输不像传统电路因短路或接触不良而产生火花，因此在易燃易爆场合下特别适用。适合于煤矿井下防爆和我矿处于落雷区对防雷的要求。快速保护机制MCTP系统采用了与SDH相同的光纤自愈环保护原理，实现光纤环路的50MS快速可靠冗余保护，即使光纤断线后，系统不会瘫痪，避免了因线路断线而造成某些站点中断的现象。多通道传输技术，可以使矿山的安全监测、生产自动化系统、调度电话和工业电视等业务通过一对光纤实现宽带传输，降低成本，避免重复建设。MCTPM宽带接入器1概述MCTPM宽带接入器是矿用多通道以太网综合接入器和KJF45C矿用井下分站配套使用的地面光电转换设备。完成井上、井下间多种信号的光电转换和传输，实现了地面设备和井下设备之间的光电隔离。21以太网电接口路数2路4纤、传输介质单模光纤；波长1310NM；发射光功率12DBM；接收灵敏度34DBM；带宽100/1000MB。22电源波动适应能力DC5V供电电压在475V525V范围内，DC48V供电电压在45V55V范围内波动时，接入器应能正常工作。3工作原理接入器集光/电为一体,内部有四部分电路板，一部分为光/数据信号板，将进来的光信号转换成数据信号；另一部分为光/音频信号板，将进来的光信号转换成音频信号；再一部分为光/视频信号板，将进来的光信号转换成视频信号，再一部分为光/以太网信号板，将进来的光信号转换成以太网信号。这些信号经过接入器分别传输到各自的设备。接入器发出的数据信号、音频信号、以太网信号转换成光信号，通过光缆传输到井下。KJJ50B、KJF45C通过上述电路板的逆转换功能，将光信号转换成相对应的数据信号或相对应的音频信号、以太网信号，并将其发送出去，进入相应的设备等。如此完成了信号的汇集与传输。分站电源1分站电源说明书11主要技术参数111防爆类型及标志防爆类型矿用隔爆兼本质安全型防爆标志EXDIBI112电气性能A主要技术指标表1电源输出参数表输出参数（共地）12V18V额定电压，V直流12直流18额定电流，MA500250源效应55负载效应88输出电压偏离值66周期与随机偏移峰峰值，MV250250过流保护整定值，MA730600短路电流，MA730600本安输出开路电压，V123183本安输出过压保护动作值，V140205B本安参数直流12VUO123V，IO730MA；直流18VUO183V，IO600MA。B备用电源A电池容量2节密封铅酸电池串联，每节12V,7AH。生产厂家福建泉洲赛特电源科技有限公司。42132工作时间不小于2小时在额定负载下。B最高充电电压270V，放电截止电压22V。C断电控制A路数2路；B本安输入信号高电平3V（拉出电流2MA时）；低电平05V；C输出触点常开或常闭（由跳线选择）；断电容量AC36V/5A或AC127V/196A或DC24V/5A。（阻性负载）D电池分断控制M信号备用电池投入工作后用于分站端控制切断电池供电；电池正常供电时，M输出为65V05V；切断电池供电时，M输出为0V。E交流供电、电池供电状态（AC/DC）转换信号电源交流供电、电池供电状态（AC/DC）转换时发出AC/DC信号。其中高电平5V10V表示交流供电，低电平03V03V表示直流供电。F传输电缆参数直流12V、断电控制信号、M信号、AC/DC信号与分站间传输距离不大于3M，直流18V通过分站到传感器传输距离不大于2KM。（MHYVR型传输电缆，导线截面152，直流电阻128/KM，分布电感08MH/KM，分布电容006F/KM）12原理与结构电源接通电源时，红色指示灯亮，表明电源已正常输出。当交流停电备用电池投入时，绿色指示灯亮。本安电源12V供井下分站使用，18V供传感器使用，备用电池充电电压为26V27V，交流供电正常时，备用电池处于浮充电状态，当交流电停电时备用电池立即投入工作，维持分站与传感器连续工作小时以上。当分站给出JK3、JK4断电控制信号时，将使J3、J4断电继电器动作，切断被控设备电源。电源工作原理框图如下图1所示。122结构图3电源内部结构图13使用131电源使用前应在井上进行简单的检验1对12V112V2、18V118V5电压检查用电压表测量底板上标有12V112V2、18V118V5和GND的测量点进行检查；2对交直流切换检查将交流电断电，观察指示灯变化及各输出电压是否正常。3M信号及断电继电器动作校验连接电源和分站后，在直流供电的情况下，在分站关断电源开关，电源电池停止供电。断电继电器动作要根据用户的实际情况变动电源上的跳线并同分站、中心站一起进行检验。132接线腔内接线端子布置如下图133井下接线方法交流电源交流127V、220V、380V、660V（变压器抽头方式）在电源的进线处应加设一个防爆开关，作为电源的控制开关。接地电源应有可靠的外接地，外接地设在电源侧面的螺栓上，该处设有接地标志牌。备用电池电源在搬运过程中应将电源切断并复位（将电源箱内蓄电池关断）。断电触点触点输出形式可由跳线选择为常开或常闭形式，使用时跳线应按要求设置在正确位置（按底板标示设置）本安输出插座本安插座采用17芯航空插头与井下分站连接，其内容包括五组18V电源、二组12V电源、断电信号JK3、JK4、电源复位信号M及交流直流A/D转换信号。负载及配置电源所接的负载和配置必须按防爆审查合格的配置接入，不得接入其它设备，若接入其它设备需经防爆审查合格后方可使用。电源18V输出每一路可接入两个模拟量传感器134送电运行电源无总开关，送电后电源上盖红色指示灯亮，表明处于交流状态。绿色指示灯亮表明处于电池供电状态。为加强安全监控系统备用电源的管理，保障安全监控系统连续正常运行，按照国家煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范AQ10292007的要求并结合开滦集团的实际情况，特制定本管理办法21监控分站备用电源（包括中继电源）的管理211各矿正常使用的监控分站必须配备性能合格的备用电源，分站备用电源不能保证设备连续工作1H时，必须及时更换。212监控分站备用电源或其中的电池应每3个月升井充、放电及检验1次。213停用的监控分站备用电源必须及时关闭，以避免其电池过放电。214新到货的监控分站备用电源或电池应及时进行充、放电及检验，其满负载放电时间应不小于2H，实验完毕必须关闭备用电源开关。215井上库存监控分站备用电源或库存的电池，每3个月应进行1次充、放电及检验。216所有升井检修的监控分站备用电源均应对其电池进行充、放电及检验。217所有放电后的电池必须及时充足电后，方可存放。218监控分站备用电源下井安装前，应对其电池进行充、放电及检验，性能合格方可投入使用。219当井下停电，监控分站启用备用电源供电后，地面中心站值班人员应重点监视该分站的工作状态，发现异常情况应及时向值班领导汇报；当井下监控分站恢复交流供电后，值班员应在中心站运行日志中记录备用电源供电的起止时间，对井下停电期间不能正常供电包括停电时间大于1H，备用电源供电时间不足1H的备用电源，应及时维护或更换。2110各矿安全监测部门应建立电池充放电室，电池充放电室应配备电池充、放电装置及检验仪器。2111为便于管理，各矿监控分站备用电源的电池应统一编号。2112各矿安全监测部门应建立监控分站备用电源电池使用管理记录，记录应包括电池编号、投入使用日期、安装日期、安装地点、回收日期、检验日期、充电时间、放电时间（精确到分钟）、检验结果、操作人员等。2113监控分站备用电源电池的充、放电及其检验方法应分别参照本办法附录A、附录B、附录C、附录D和附录E执行。2114根据开滦集团安全管理的需要，各矿重点工作面的监控分站应装备工作时间达到6小时的备用电源，并逐步推广。22地面中心站不间断电源的管理221国家行业标准要求“地面中心站应双回路供电并配备不小于2H在线式不间断电源”，但根据开滦的实际需要，此不间断电源的连续供电时间应不小于6H，并应同时保证两台监控主机和短信服务器等设备的正常供电。222地面中心站不间断电源应每3个月进行1次充、放电试验，并做好记录。23KJ100N型安全监控系统分站备用电源电池充放电及检验方法KJ100N系统分站采用KDW35C矿用隔爆兼本安型电源，备用电源采用2块密封铅酸电池串联，每节12V,7AH。最高充电电压27V，放电截止电压22V。电池管理办法为231、井上备用电池管理A、新到电池在入库前需先充放电一次，再充满电后编号入库保存，随电源佩带的电池入库前还必须将电池与电路的连接线断开。B、每隔3个月，需要对备用电池进行一次充放电实验，再充满电后入库保存，232井下在用的分站电池每3个月用井上的备用电池更换一次，换回的电池按照要求及时进行充、放电检验。233电池充、放电方法A、使用专用充电器（建议采用）或KDW35C分站电源将电池与电路板连接充电，充电到电压26V以上电压值不再变化时，电池充满电（完成一次充电大约需要24H）。B、新电池使用专用充电器以250MA电流进行放电；或采用使用KDW35C分站电源放电，将分站电源与分站连接，在分站内将5路18V带负载（每路负载为72的纯电阻或工作电流为250MA的传感器），放电到电源截至不再放电，时间应大于2小时，然后再充满电存放。C、备用或在用电池组满载（一台分站带有8台甲烷传感器，6台断电器，8台开停传感器）放电到电源截至不再放电，时间应大于1小时，然后再充满电存放。对电池不能保证设备连续工作1H时的不能再投入井下使用。甲烷传感器的设置11甲烷传感器应垂直悬挂，距顶板（顶梁、屋顶）不得大于300MM，距巷道侧壁（墙壁）不得小于200MM，并应安装维护方便，不影响行人和行车。12甲烷传感器的报警浓度、断电浓度、复电浓度和断电范围及便携式甲烷检测报警仪的报警浓度必须符合表1的规定。表1甲烷传感器的报警浓度、断电浓度、复电浓度和断电范围及便携式甲烷检测报警仪的报警浓度甲烷传感器或便携式甲烷检测报警仪设置地点甲烷传感器编号报警浓度断电浓度复电浓度断电范围采煤工作面上隅角T010CH415CH410CH4工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备采煤工作面上隅角设置的便携式甲烷检测报警仪10CH4低瓦斯和高瓦斯矿井的采煤工作面T110CH415CH410CH4工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备煤与瓦斯突出矿井的采煤工作面T110CH415CH410CH4工作面及其进、回风巷内全部非本质安全型电气设备采煤工作面回风巷T210CH410CH410CH4工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备煤与瓦斯突出矿井采煤工作面进风巷T305CH405CH405CH4进风巷内全部非本质安全型电气设备采用串联通风的被串采煤工作面进风巷T405CH05CH405CH4被串采煤工作面及其进回风巷内全部非本质安全型电气设备T510CH415CH410CH4采用两条以上巷道回风的采煤工作面第二、第三条回风巷T610CH410CH410CH4工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备专用排瓦斯巷T725CH425CH425CH4工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备有专用排瓦斯巷的采煤工作面混合回风流处T810CH410CH410CH4工作面内及其回风巷内全部非本质安全型电气设备高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井采煤工作面回风巷中部10CH410CH410CH4工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备采煤机10CH415CH410CH4采煤机及工作面刮板输送机电源采煤机设置的便携式甲烷检测报警仪10CH4煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出岩巷的掘进工作面T110CH415CH410CH4掘进巷道内全部非本质安全型电气设备煤巷、半煤岩巷和有瓦T210CH410CH410CH4掘进巷道内全部非本质安全型电斯涌出岩巷的掘进工作面回风流中气设备05CH405CH405CH4被串掘进巷道内全部非本质安全型电气设备采用串联通风的被串掘进工作面局部通风机前T305CH415CH405CH4包括局部通风机在内的被串掘进巷道内全部非本质安全型电气设备高瓦斯矿井双巷掘进工作面混合回风流处T315CH415CH410CH4包括局部通风机在内的双巷掘进巷道内全部非本质安全电源高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井掘进巷道中部10CH410CH410CH4掘进巷道内全部非本质安全型电气设备掘进机10CH415CH410CH4掘进机电源掘进机设置的便携式甲烷检测报警仪10CH4采区回风巷10CH410CH410CH4采区回风巷内全部非本质安全型电气设备一翼回风巷及总回风巷070CH4回风流中的机电硐室的进风侧05CH405CH405CH4机电硐室内全部非本质安全型电气设备使用架线电机车的主要运输巷道内装煤点处05CH405CH405CH4装煤点处上风流100M内及其下风流的架空线电源和全部非本质安全型电气设备高瓦斯矿井进风的主要运输巷道内使用架线电机车时，瓦斯涌出巷道的下风流处05CH405CH405CH4瓦斯涌出巷道上风流100米内及其下风流的架空线电源和全部非本质安全型电气设备矿用防爆特殊型蓄电池电机车内05CH405CH405CH4机车电源矿用防爆特殊型蓄电池电机车内设置的便携式甲烷检测报警仪05CH4矿用防爆特殊型柴油机车内设置的便携式甲烷检测报警仪05CH4兼做回风井的装有带式输送机的井筒05CH407CH407CH4井筒内全部非本质安全型电气设备采区回风巷、一翼回风巷及总回风巷道内临时施工的电气设备上风侧10CH410CH410CH4采区回风巷、一翼回风巷及总回风巷道内全部非本质安全型电气设备井下煤仓上方、地面选煤厂煤仓上方15CH415CH415CH4贮煤仓运煤的各类运输设备及其它非本质安全型电源封闭的地面选煤厂内15CH415CH415CH4选煤厂内全部电气设备封闭的带式输送机地面走廊内,带式输送机滚筒上方15CH415CH415CH4带式输送机地面走廊内全部电气设备地面瓦斯抽放泵站室内05CH4井下临时瓦斯抽放泵站内下风侧栅栏外05CH410CH405CH4瓦斯抽放泵站电源瓦斯抽放泵输入管路中25CH4利用瓦斯时，瓦斯抽放泵站输出管路中30CH4不利用瓦斯、采用干式抽放瓦斯设备的瓦斯抽放泵站输出管路中25CH421采煤工作面甲烷传感器的设置211长壁采煤工作面甲烷传感器必须按图1设置。U型通风方式在上隅角设置甲烷传感器T0或便携式瓦斯检测报警仪，工作面设置甲烷传感器T1，工作面回风巷设置甲烷传感器T2；若煤与瓦斯突出矿井的甲烷传感器T1不能控制采煤工作面进风巷内全部非本质安全型电气设备，则在进风巷设置甲烷传感器T3；低瓦斯和高瓦斯矿井采煤工作面采用串联通风时，被串工作面的进风巷设置甲烷传感器T4，如图1A所示。1015MT1T2T31015MT410MT0上隅角10M图1AU型通风方式采煤工作面甲烷传感器的设置212采煤机必须设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪。22掘进工作面甲烷传感器的设置221煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出岩巷的掘进工作面甲烷传感器必须按图4设置，并实现瓦斯风电闭锁在工作面混合风流处设置甲烷传感器T1，在工作面回风流中设置甲烷传感器T2；采用串联通风的掘进工作面，必须在被串工作面局部通风机前设置掘进工作面进风流甲烷传感器T3。5M1015M35MT1T2T3图4掘进工作面甲烷传感器的设置222掘进机必须设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪。23采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷测风站应设置甲烷传感器。24设在回风流中的机电硐室进风侧必须设置甲烷传感器，如图6所示。35M机电硐室T图6在回风流中的机电硐室甲烷传感器的设置25矿用防爆特殊型蓄电池电机车必须设置车载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪；矿用防爆型柴油机车必须设置便携式甲烷检测报警仪。26兼做回风井的装有带式输送机的井筒内必须设置甲烷传感器。27采区回风巷、一翼回风巷及总回风巷道内临时施工的电气设备上风侧1015M处应设置甲烷传感器。28井下煤仓、地面选煤厂煤仓上方应设置甲烷传感器。29封闭的地面选煤厂机房内上方应设置甲烷传感器。210封闭的带式输送机地面走廊上方宜设置甲烷传感器。211瓦斯抽放泵站甲烷传感器的设置2111地面瓦斯抽放泵站内必须在室内设置甲烷传感器。2112井下临时瓦斯抽放泵站下风侧栅栏外必须设置甲烷传感器。2113抽放泵输入管路中应设置甲烷传感器。利用瓦斯时，应在输出管路中设置甲烷传感器；不利用瓦斯、采用干式抽放瓦斯设备时，输出管路中也应设置甲烷传感器。甲烷传感器的原理与使用规范一、工作原理GJC4A甲烷传感器是为了在矿井下探测甲烷气体的浓度而设计。其主要工作原理是利用接于电桥桥臂之热催化元件（黑白元件）在甲烷气体的作用下发生无烟燃烧，引起元件温度变化，阻值变化，使原来平衡的电桥失衡，输出一失衡电压。该电压与所加甲烷气体的浓度成正比。通过测量此电压达到测量甲烷气体浓度的目的。其电路原理如下（1）电桥电路该电路由黑白元件及两只精密电阻构成，在新鲜空气中电桥调到平衡，没有输出电压，当甲烷气体加到黑色元件时，甲烷与氧气在催化剂的作用下，产生强烈氧化还原反应，其温度升高，阻值增大使电桥失去平衡，产生失衡电压，该电压与所加甲烷气体的浓度成正比，经过放大后输到A/D转换器。（2）输出电路电桥的失衡电压经过放大器输出到单片机A/D转换器,由单片机经数字处理分六路到各部分一路加到D/I转换器输出15MA电流，可与要求电流信号的系统联用。一路加到D/F转换器输出2001000HZ的频率信号，可与要求频率信号的系统联用。一路加到MODEM通讯电路输出数字信号。一路加到触发器从甲烷显示值读取甲烷浓度的百分数000400CH4。一路加到报警电路，当甲烷浓度到达报警点时发出声光报警信号，报警点可由用户设定。一路加到断电输出控制电路,当甲烷浓度达到断电要求点时,输出断电信号,断电点可根据传感器的安装位置及实际情况由用户设定。二、主要技术参数1本安参数UI183VDCII80MACI0UFLI0MH2测量范围0400CH43输出信号制式1）2001000HZ脉冲宽度大于03MS2）数字信号传输速率1200BPS电平不小于3V输出至分站的数字信号参数最高开路电压3V最大短路电流6MA工作电流1MA4断电控制功能断电时输出低电平05V,复电时输出高电平3V。5工作方式连续工作6基本误差7显示方式3位LED数码管8响应时间20S9外壳防护等级IP5410传感器到分站之间距离2KM11传感器的报警值能在测量范围内任意设置报警点出厂报警点100CH4，报警值与设定值的差值应不大于005CH4。12报警声级强度在距其1M远处的声响信号80DBA，光信号应能20M远处清晰可见。甲烷传感器原理框图测量范围基本误差（CH4）000100010100300真值的10300400030电流输出断电输出电源模块5183单片机显示报警遥控接收头黑白元件放大器频率输出15MA2001000HZ18VDC输入3V控制低电平有效GND四、安装及使用1）接线方法打开接线腔盖，将电缆穿过过线嘴，按照图示将线连接在所标位置接线柱上。2）调校及遥控操作说明1调校周期传感器在出厂时均经过了严格的老化和调校，可以保证长时间的稳定工作。传感器每次下井安装前都要在地面对零点（即电桥平衡）和灵敏度进行调校。在甲烷浓度较低且稳定的矿井，传感器应每两周调校一次。在甲烷浓度较高且不稳定的矿井，每周调校一次，在受到高浓度甲烷冲击后应等稳定后进行调校方能投入使用。调校时应将传感器拿到地面通风良好的地方无瓦斯，且备有标准气样的情况下进行。传感器调零条件必须把传感器置于新鲜空气中。步骤A接通传感器电源B等待1分钟,使传感器稳定正常工作C按遥控器“MENU”键，显示为“”D按调零密码“55”，显示为“”（应为三个数字）E观察显示数字E1如显示数字在“005009”之间,按“确认”键，完成调零工作。E2如显示数字超出E1范围，打开左边调校盖微调电位器，重复C，D步骤，直到达到E1的要求，按“确认”键，完成调零工作。传感器精度调校条件通入标准气体（200左右，流量为200300ML/MIN）步骤A传感器调零完毕后,通入标准气样,要求通气时间3分钟。B按“MENU”键，显示“”C按调校密码“66”显示“”，（采样值可不理会），输入标准气样值如200D按“确认”完成调校,不需输入小数点。FSKMODEM通讯左右断电输出18VGND通讯接口设置报警点A按MENU键，进入设定状态，显示“”B按密码“77”，显示原报警值,再按“调报警”键键入新的报警值,不需输入小数点C按“确认”键，则设定完成。设置断电点A按MENU键，进入设定状态，显示“”B按密码“88”，显示原断电值,再按“调断电”键，键入新的断电值，不需输入小数点C按“确认”键，则设定完成。设置传感器编号A按MENU键，进入设定状态，显示“”B按密码“99”，则显示原编号C键入新的编号09D按确认键，则设定完成。在调校的任何过程，按确认键以前，按ESC键，则放弃前面的所有操作，退出设定状态。在输密码的过程中，若密码不对，则有“滴滴”两声提示，需重新进入设定状态，重新操作。每次操作完毕后，按ESC键返回原始状态。五、一般故障处理分析故障现象可能原因处理方法电源接通后，无显示1、电源线有断线2、电源线接错3、传感器损坏1、更换电缆2、检查接线3、返回生产厂更换或维修电源接通工作稳定后，显示测值不准传感器零点或精度漂移对传感器进行调校电源接通几分钟后，显示值跳数很快，而且范围比较大敏感元件损坏或电路损坏返回生产厂更换或维修电源接通几分钟后，显示值很大或负号提示灯亮，调零点电位器不起作用敏感元件或电路损坏返回生产厂更换或维修传感器显示值与信号输出值不一致电路故障返回生产厂重新调校或维修传感器测量精度很差，测值不稳定敏感元件失效返回生产厂更换敏感元件断电器及瓦斯电闭锁1断电器说明书一、概述KDG02/660矿用隔爆兼本安型断电器是一种与煤矿安全监控系统配套,在煤矿井下瓦斯超限时起断电闭锁作用的重要装置，适用于煤矿井下需要控制断电的设备如馈电开关，磁力开关，真空开关等。二、产品型号及含义KDG02/660三、主要技术指标1防爆型式矿用隔爆兼本质安全型，防爆标志为EXDIBI2工作电压DC12V18V，工作电流40MA3本安参数UIDC18VII40MACI03NFLI0MH4输出控制型式输出为触点型，触点容量4AC660V，02A；220V，06A。电源控制断电控制接点容量，电流/电压矿用电控设备5断电、复电控制方式断电器应能接收由KJ340F矿用分站输出的控制命令并正确执行。6断电器反馈方式断电器以数字信号将被控设备是否真实断电反馈给KJ340F矿用分站7断电器指示方式红灯亮表示断电器供电正常；黄灯亮表示被控设备处于断电状态，黄灯灭表示被控设备处于复电状态；绿灯亮表示根据被控设备状态反馈回的信息为复电状态，绿灯灭表示根据被控设备状态反馈回的信息为断电状态。四、工作原理1原理简述当瓦斯浓度高于要求的断电点时，或人为要求对被控设备进行断电时，系统分站输出断电信号要求断电，断电器接收到此信号时，由内部微处理器进行判别、处理，并由低电压继电器控制高压断电继电器，控制开关的状态，从而达到断电目的。断电前或断电后负荷是否有电，由反馈电路进行监测，保证真正断电。2原理框图图一原理框图六、安装与使用1安装环境及安装位置安装时使本装置紧临受控设备，并悬挂于牢固的墙面，且不会被人或车辆撞击。防止水淋。防止剧烈震动不要安装在经常停电的地方和有大型电气设备频繁启动的场合应将断电器安装在距地面30CM以上处无腐蚀性气体及其它有害气体距离被控开关10M2电缆要求MHYV系列矿用阻燃通讯电缆（直流电阻128/KM；分布电容01F/KM；分布电感1MH/KM）电缆导线截面积为15MM2。断电器与分站及电源间电缆长度不超过2KM。3接线方法将断电器运到安装位置后，打开盖板。（1）控制端接线用扳手拧下“小喇叭嘴”，取下金属垫片及密封圈。对具有数字传输的监控系统（例如KJ340）可按图二方式进行接线。对具有无源开关信号断电输出的监控系统（例如KJ100N）可按图三方式进行接线。对具有自行设置的人为控制的断电系统,可按图四方式进行接线。对于要接660V反馈信号的，可按图七方式进行接线。（2）输出端接线输入断电信号1输入断电信号218VGNDT1T2K2GNDK1GND660660光藕与分站通信OUT12OUT22OUT21OUT23OUT11断电输出常闭公共端常开交流电源输入反馈信号中央处理器继电器用扳手拧下“大喇叭嘴”取下金属垫片及密封圈。断电输出本断电器有两组断电输出分别为（根据电压的高低接线，但只能接其中一组）220V/06A有关设备的断电,接线方式如图五注意本断电器有常开、常闭两种方式。以适用于井下不同开关，根据矿上实际情况进行设置。660V/02A有关设备的断电,接线方式如图六注意安装电源要求660V交流输入电压，要稳定正常，不可时有时无。660V的输入必须从被控设备的上一级或更上一级开关引入。如接220V/06A断电输出,跳线J1、J2都插上，如接660V/02A断电输出，只插跳线J1。4端子接线安装图图三断电时闭合图四GNDT1GNDGNDK1T2K2输入断电信号1电源输入1218VDC18T1GNDK1K2GND18GND电源输入1218VDC来自分站通讯接口