智慧矿山爆破安全监控系统

智慧矿山爆破安全监控系统智慧矿山爆破安全监控系统智慧矿山爆破安全监控系统对放炮过程中的“不安全因素”的实时监控，重点是对瞎炮、哑炮的杜绝；放炮不安全区域人员的误入控制；三人连锁控制；安全距离控制。对放炮过程中的“不安全因素”的实时监控，重点是对瞎炮、哑炮的杜绝；放炮不安全区域人员的误入控制；三人连锁控制；安全距离控制。1.2功能实现办法1.放炮过程中的不安全因素的实时监控，重点是对瞎炮、哑炮的杜绝；放炮不安全区域人员的误入控制；通过“十个不能，一个监控”来实现现场的实时监控，具体实现如下：十个不能：（1）警戒人员没有到位，就不能放炮。（2）放炮安全距离不够，就不能放炮；（从而确保放炮的安全距离）（3）不进行三人连锁，就不能放炮；（确保放炮时，责任人必须到现场完成自己的职责）（4）网络电阻超限，就不能放炮；（杜绝瞎炮、哑炮的产生）（通过，母线电阻测量和网络电阻测量，在测量值不合格时，自动对放炮监控终端（FD200LS）的充电系统进行闭锁。当网络电阻超过标准值时，放炮监控终端（FD200LS）自动闭锁，不能充电放炮；当电阻值小于标准值，但是一直在波动，说明接线不牢固，不能放炮；网络电阻虽然没有超限，但是，阻值不断增加，说明母线或者脚线落水，容易出现瞎炮，放炮监控终端（FD200LS）将自动闭锁，不能充电放炮。）（5）瓦斯超限，就不能放炮；粉尘超限，就不能放炮；风量不足，就不能放炮；喷雾设施没有打开，就不能放炮；有人在危险区域，就不能放炮；根据井下放炮情况，同时井下光纤、安全监控系统已经建立，充分利用现有的资源，所以智能连锁放炮监测监控系统的主要组成如下：1根据井下放炮情况，同时井下光纤、安全监控系统已经建立，充分利用现有的资源，所以智能连锁放炮监测监控系统的主要组成如下：1、主系统：系统监控主机1台，数据传输控制装置1台，放炮管理机1台，放炮监控系统软件1套（含网络管理软件），终端管理软件1套，UPS不间断电源1台，打印机一台。2、井下设备：由放炮区域控制器1台、安全距离定位器1台、人员监控器3台，放炮监控终端3台，三人连锁卡20张、语音警示仪1台、本安电源3台、通讯与供电线路等组成。详见配置清单。设备的布置原则是：放炮区域控制器：放炮地点安全距离外1台。安全距离定位器：放炮安全距离地点1台。语音警示仪：放炮地点安全距离外1台。人员监视器：每个放炮地点3台，间距50米。三人连锁卡：每个参加连锁人员一个，大概为放炮员的6倍。放炮监控终端：每个放炮员1台，每班同一个工作面最多同时存在1名放炮员。系统主通讯采用了矿井已经安装使用的通讯线缆，放炮监控系统的放炮区域控制器通过通讯线缆与数据传输装置进行通讯将数据接出。具体数量详见附表。系统结构如下示意图。1.3系统组成

四、人员信息验证图：井下布置图一、方法与步骤及原理系统上电首先用磁性钥匙打开磁性开关，给控制电路供电；此时液晶屏会显示开机主界面。二图：井下布置图一、方法与步骤及原理系统上电首先用磁性钥匙打开磁性开关，给控制电路供电；此时液晶屏会显示开机主界面。二、检测放炮监控终端开机后会自动检测放炮区域，如果在区域内，则可以进行后续操作；如果不在区域内，则不能进行后续操作。三、母线阻值、网络阻值测量将放炮网络的两端分别连接到的两个专用测量端子上，如果电阻值超出允许范围，将提示放炮网络连接有问题，应该马上检查，一切合格后再重新进行操作；如果电阻值在允许范围内，液晶提示进行充能操作。危险区域人员监测放炮终端机自动对警戒线内的人员进行监测，如果危险区域内有人，放炮监控终端机自动闭锁，不能进入下一步。如果危险区域内没有人，在放炮监控终端机进入下一步。瓦斯监测二是，数值虽然不超标，但是一直在波动，就不能放炮；二是，数值虽然不超标，但是一直在波动，就不能放炮；三是，数值虽然不超标，但是一直在升高，就不能放炮。5.瓦斯超限，就不能放炮。瓦斯检测值从两个方面获得：一个是现场悬挂的无线瓦斯传感器获得，无线瓦斯传感器由放炮员随身携带，也可以悬挂在现场可能有瓦斯超限的地方，该传感器采用无线传输的方式将瓦斯数据传输到系统中；另一个就是从矿现有安全监控系统的地面主机获取瓦斯数据。6.粉尘超限，就不能放炮。当粉尘超限时，系统自动闭锁不能放炮。粉尘数据来源可以通过两种途径实现，一个是在放炮监控终端（FD200LS）上直接接入粉尘传感器，直接由传感器控制起爆系统。另一个是，本系统直接获取矿提供的粉尘监控系统设定位置的粉尘数据。7.喷雾设施没有打开，就不能放炮。放炮之前必须喷雾降尘，严防粉尘爆炸。放炮规程规定，放炮前必须首先打开喷雾设施降尘。本系统可以将喷雾设施是否打开作为控制放炮的条件。信号接入的途径有两种，一是直接接入已有安全监控系统的防尘喷雾的开关信号（当然，信号必须能够数字化）根据开关信号判断是否可以放炮，也可以将喷雾设施的开关量直接接入放炮监控终端，直接开关由传感器控制起爆系统。8.有人在放炮危险区域，就不能放炮。就是放炮时，首先监测放炮区域（警戒区域）是否有人，有人系统就自动闭锁，不能放炮。是否有人的信息的判断方法：通过安装在放炮警戒区域内的放炮监视器来完成控制，有人员在危险区域，就终止作业，不能放炮。9.工作地点可能有电，就不能放炮。这种不合格状态有三种情况：一是，数值超标，就不能放炮；

1.5技术参数1.5技术参数1.系统容量：单套系统接口最大可接入放炮区域控制器128台。2.系统可以监控的安全因素为10种以上，可根据需要增加或者减少监控因素。3.系统连接方式：系统连接方式为can,TCP/IP,采用信号线缆或者光纤通讯系统误码率：≤10～8。4.放炮监控终端与系统之间的最大无线通讯距离3-10m。5.供电：井下设备采用本安电源供电，远程供电距离不小于2km。6.系统存储性能：有关记录在地面中心站保存半年以上。7.软件画面响应时间：调出整幅画面85%的响应时间≤2s，其余画面≤5s。8.地面系统与井下控制器离线控制功能：即当地面主机与井下控制器中断通讯时，井下控制器具有离线管理功能，以确保井下放炮的正常运行。9.设备故障处理功能：当放炮安全环境参数传感器出现设备故障时（数据超限、信号不通），这时，地面主机自动弹出对话窗，并报警，经过井下确认，地面领导批准后，可由操作员设置为故障命令，系统自动进行故障处理。（就是将故障作为合理数据来实施控制）10.语音报警功能：进入放炮程序时，每个环节都由语音警示仪发出命令，以警示周边人此区域正在进行放炮。10.工作地点风量不足，就不能放炮。

1.6主要设备技术参数防爆型式:矿用隔爆兼本质安全型防爆标志：Exd[ib]I引爆能力（发）：200脉冲电压峰值(V):3000允许最大负载电阻：1220Ω（镍铬桥丝2米铁脚线工业瞬发电雷管）电源:3节3.7V聚合物锂离子电池（型号：873445M，容量：1300mAh）控制模块额定工作电压：DC3.7V一节电池的最高开路电压：≤DC4.2V一节电池的最大短路电流：≤3A放炮部分额定工作电压：DC7.4V（两节873445M型，1300mAh电池串联）两节电池的最高开路电压：≤DC8.0V两节电池的最大短路电流：≤6A本安参数：语音口开路电压：DC≤4.2V；短路电流≤10mA通讯口开路电压：DC≤10V；短路电流≤20mA外接电缆长度:≤300m;分布电感:≤1mH/km;分布电容:≤0.1μF/km引燃冲量（A².ms）:≥8.7且≤12.0供电时间(ms):≤4充电时间(S):≤20外形尺寸:214*158*53mm重量:1.6kg可设置多人连锁；自动存储放炮数据；执行企业标准编号：GB7958-2000使用环境条件：环境温度为-20～+40℃，相对湿度≤95%（25℃）,大气压力80～110kPa,瓦斯浓度<1%.数据传输装置与区域控制器间的数据传输a）通信路数：1路；b）传输方式：即收即发；c）传输速率：3k,5k，10kd）最大传输距离：10Kme）传输信号电压幅值：1V～5Vf）传输信号电流幅值：≤30mA区域控制器与人员监视器间的数据传输a）通信路数：1路；b）传输方式：即收即发；c）传输速率：3k,5k,10kd）最大传输距离：10Kme）传输信号电压幅值：1V～5Vf）传输信号电流幅值：≤30mA1.62无线接收器（人员监视器）KJ225-s安装在放炮警戒区域内，监控警戒区域是否有人存在。监控的原理是通过精密监控放炮警戒区域内的灯光来实现对人员的监控，因为井下人员必须携带矿灯，有人活动就一定有灯光存在。放炮时必须关闭放炮区域的一切照明设施和主动发光设施。a）供电电压：9VDC-24VDC；b）功耗：2W；有线通讯方式：CAN,1路；h）h）安装示意图：1.63人连锁监测仪KJ225-S采用虹膜识别技术，能够准备无误的采集传输人员信息，通信无线传输下传给放炮终端机，实现三人连锁放炮。使用时，首先将全部参加三（四）人连锁的人员信息在地面录入，到井下工作时，只要靠近设备，并按照设备的语音提示观看一下镜头，就完成识别过程，速度快，准确率高。⑴接口：2.4G无线通信；⑵工作温度：-20℃--60℃⑶使用方式：壁挂式⑷眼睛角度：俯仰旋转≤45⑸注册时间：双目≤s3⑹操作提示：语音向导光学引导⑺识别时间：双目＜1s(戴眼镜s)<3⑻工作距离：250---350mm⑼工作电压：DC+12V---DC+24V⑽峰值电流：≤400mA⑾环境光强：0---5000Lux采集图像：1536×2048认证方式：双目单眼精确度：FAR＜0.0000001%戴眼镜FRR戴眼镜FRR＜1%⒂照明方式:红外照明符合ANSI/IEC60825-1安全标准⒃虹膜特征数据存储容量:1,2000个虹膜特征数据⒄符合标准:国际标准ISO/IEC19794-6:2005安装示意图：1.64语音警示仪语音警示仪用于对放炮过程的报警和提示。放炮过程中，放炮终端机与系统无线连接成功后，系统进入放炮作业过程，这时语音警示仪进入工作状态，播报放炮监控终端发送的放炮信息，即时根据放炮过程的进展，一步一步提示警示放炮过程的进展，引导操作人员进行下一步的操作，同时警示报警放炮作业，直到放炮过程完成为止。声音清晰响亮，标准普通话。同时还有双色LED点阵汉字显示功能，当放炮时显示屏红色显示“放炮”两字，平时显示绿色指示灯—表示平安不放炮。设备主要由信息采集处理模块、传输模块、嵌入式软件等组成。与放炮监控终端之间采用无线通讯连接。a）本安型设备；b）供电电压：9VDC-24VDC；c）功耗：10W；d）有线通讯方式：CAN,1路；传输速率：3Kbps，5Kbps，10Kbps，20Kbps；最大传输距离：10Km（电缆型号：MHYVR1×2×7/0.52）；g）通讯信号工作电压幅值：1V～5V；h）无线通讯方式：2.4G；i）传输速率：1M；无线最大发送功率：0dBm;l）l）语音清晰响亮，声级强度大于90分贝，信号灯可视距离大于100米；1.65放炮区域控制器KJ225-F放炮区域控制器主要由信息采集处理模块、传输模块、后备电源、嵌入式软件组成。主要功能就是双向通讯---一方面将接收到的人员信息、放炮监控终端（FD200LS）信息、放炮操作信息传到地面；另一方面将地面的指令传到放炮监控终端（FD200LS），再一个功能就是给安全距离定位器供电。一个放炮区域控制器最多可以连接8个放炮监控器。放炮区域控制器与放炮监控器之间采用CAN总线通讯，距离最大可以达到10千米。放炮区域控制器与放炮监控数据传输装置的信号传输可以采用CAN总线方式，也可以直接接光端机，采用光缆通讯的方式，也可以直接接因特网交换机。放炮区域控制器内存容量为5000条记录。放炮区域控制器需要布置在安全环境好的巷道或者硐室为宜。每个放炮区域控制器需要一个矿用本安电源供电（不间断的供电不小于2小时），由此保证放炮区域控制器在断电等特殊情况下的连续工作。技术参数a）具有数据接口的双向通讯功能；b）具有与放炮监控器的通讯功能，并进行数据处理。具有数据校验功能。支持模拟CAN总线与CAN总线功能。主要参数a）供电电源：DC18Vb）安全型式：矿用本质安全型ExibIa）a）传输路数：1路；b）传输方式：主从式、半双工、CAN、单极性；c）传输速率：4800bps；d）最大传输距离：10Km（电缆型号：MHYVR1×2×7/0.52）e）通讯信号工作电压幅值：1V～5Vf）通讯信号工作电流幅值：≤80mA3.放炮区域控制器与无线收发模块间的数据传输a）通信路数：可编程多路；b）传输方式：即收即发、单向、CAN、单极性；c）传输速率：GHz2.4；d）最大传输距离：20m（电缆型号：MHYVR1×4×7/0.52）e）传输信号电压幅值：1V～5Vf）传输信号电流幅值：≤20mA安全距离定位器KJ225-S功耗a）额定工作电压：DC18Vb）工作电流：≤100mA与控制器的通讯a）传输路数：1路b）传输方式：主从式、半双工、CAN；c）传输速率：5000bpsd）最大传输距离：10Km（电缆型号：MHYVR1×4×7/0.52）通讯信号工作电压幅值：1V～5Vf）通讯信号工作电流幅值：≤30mA三人连锁卡KJ225-K主要技术参数1.供电电源额定工作电压：3V（由锂电池供电）2.2.电池参数a）型号：一次性锂离子纽扣电池（生产厂家：常州市锂霸电池有限公司)(CR2477)b）开路电压：≤3.5Vc）短路电流：≤1.2A3.无线信号传输a）传输方式：GFSKb）传输频率：2.4±0.08GHzc）发射场强：0dBmd）最大传输距离:30m4.最大编码容量：16777216个。5.外形尺寸：73mm×44mm×27mm放炮数据传输装置(KJ225-J）放炮数据传输装置的功能就是传输监控主机到放炮区域控制器和放炮区域控制器到主机的信号传输，并实现地面线路和井下线路的隔离，保证矿井的安全。主要由信号转换模块组成，完成通讯信号的转换。采用光栅隔离技术实现本安与非本安运行环境的隔离，实现店面线路和井下线路的隔离。采用220V电源供电。电源电压：AC220V（±10%）工作电压18V工作电流：≤100mA通讯速率：1200bps～9600bps间自动调整外型尺寸：（430×300×80）mm重量：3500克信号避雷器（LAXCH303-24CH）工作电压：24V地面主机与放炮数据传输装置间的数据传输1）放炮数据传输装置：RS232；2）传输信号方式：半双工、串行异步传输；3）传输电缆：标准计算机通讯电缆；4）传输速率：4800bps；5）最大数据传输距离：15m；放炮数据传输装置与放炮区域控制器间的数据传输6）传输信号方式：半双工、串行异步传输；7）传输电缆：通讯电缆（MHYVR1×2×7/0.52）；8）巡检周期：＜30S；传输电缆（MHYVR1×2×7/0.52）+20℃导体直流电阻：≤18.1Ω/km线对工作电容：≤0.06uF/km电感：≤800uH/km地面中心站:设备配备:中心站的标准配置为：工控主机2台2小时不间断电源1套，打印机一台。采用CAN总线传输时，需要信号避雷器2个。地面中心站主机采用工控机，配备两台，双机热备。最低配置为：a)操作系统：Windows2000以上操作系统；b)内存：1G以上；c)硬盘：160G以上。d)17寸液晶显示响应时间：1ns传输速率：1Mbps地面中心站（机房）是整个系统的控制中枢，通过串行接口与及井下所有通讯放炮监控传输装置与放炮区域控制器连接，通过网卡和网络交换机与地面局域网各终端连接。工控机（上位机）对井下所有放炮区域控制器巡回采集记地面中心站（机房）是整个系统的控制中枢，通过串行接口与及井下所有通讯放炮监控传输装置与放炮区域控制器连接，通过网卡和网络交换机与地面局域网各终端连接。工控机（上位机）对井下所有放炮区域控制器巡回采集记录数据，刷新数据。防护电平（线-地）：30V响应时间：1ns传输速率：1Mbps产品外形尺寸：（42×25×25）mm地面中心站（机房）是整个系统的控制中枢，通过串行接口与及井下所有通讯放炮监控传输装置与放炮区域控制器连接，通过网卡和网络交换机与地面局域网各终端连接。工控机（上位机）对井下所有放炮区域控制器巡回采集记录数据，刷新数据。1.66使用环境条件：1．安装于机房、调度室的设备，应在下列条件下正常工作：①环境温度:15℃～35℃；②相对湿度:40%～70%；③温度变化率：小于10℃/h，且不结露；④大气压力:80kPa～106kPa2．除有关标准另有规定外，系统中用于煤矿井下的设备应在下列条件下正常工作：环境温度：0℃～30℃；平均相对湿度：不大于95%(+25℃)；大气压力：80kPa～106kPa；有爆炸性气体温和物，但无显著振动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀气体；⑤无显著摇动和剧烈冲击振动的环境。3．无淋水、无强腐蚀性气体、无显著摇动和剧烈冲击振动的环境。4．无强电磁干扰的场所。1．地表监控主机安装与要求：1．地表监控主机安装与要求：地表监控主机的安装参照电脑安装文件进行；监控主机及其相关连的设备要有专门的安放地点，要有良好的接地屏蔽措施；地表监控主机要设专人维护。2．放炮监控传输装置的安装与要求：放炮监控传输装置安在地表监控主机机房内；放炮监控传输装置不能安在靠近热源、潮湿、粉尘大的地点；放炮监控传输装置的232串口与地表监控主机RS232串口插接牢固；放炮监控传输装置与地表监控主机的连接线不大于15米；放炮监控传输装置的电源线连接牢固可靠。放炮监控传输装置的外壳接地线由外壳接地螺栓引出，接入大地，并保持良好的接地连接，接地电阻不大于4Ω。放炮监控传输装置的电源插头插接在AC220V电源插座上。地面主机房，应该进行整体的防雷设计。3．避雷器的安装与要求：输入端和输出端严禁接反。接地线端子必须接地。避雷器属外购件,严格参照产品说明书有关要求执行。4．放炮区域控制器、安全距离定位器的安装与要求：产品的安装位置：该产品可安装在放炮地点附近，固定到巷道壁上。放炮区域控制器的固定：可安装在井下巷道一侧墙壁上。安装时先用防爆电钻按有关电气安装要求在巷道壁上适当的高度钻孔，然后将Φ8×100mm的膨胀螺丝固定在巷道壁上，在膨胀螺丝上安装挂钩，将放炮区域控制器挂在挂钩上。安全距离定位器的固定同放炮区域控制器。是确定放炮安全位置的重要设施，安装时先用防爆电钻按有关电气安装要求在巷道壁上适当的高度钻孔，然后将Φ8是确定放炮安全位置的重要设施，安装时先用防爆电钻按有关电气安装要求在巷道壁上适当的高度钻孔，然后将Φ8×100mm的膨胀螺丝固定在巷道壁上，在膨胀螺丝上安装挂钩，将安全距离定位器挂在挂钩上，并用打铁锁锁死，锁的钥匙由安全员持有，需要移动时，由安全员负责移动。放炮区域控制器、安全距离定位器的外部连接放炮区域控制器固定安装完成后，拧开放炮区域控制器外壳的两个闭锁螺丝，打开机壳外盖；同时拧开通讯和电源接口的缩口固定螺丝，取出封口胶垫，将通讯和电源电缆串接好缩口固定螺丝、橡胶垫圈后通过放炮区域控制器接口，拧紧缩口固定螺丝；把通讯和电源电缆固定到各自的接线柱上，检查机壳外盖的封闭胶垫圈完好后，上紧闭锁螺丝。安全距离定位器要连接到放炮区域控制器，连接要求同放炮区域控制器，安全距离定位器的电源来自放炮区域控制器。防爆电源的安装与要求:产品的安装位置:防爆电源可安装在离井下放炮区域控制器25米以内符合安装条件的地点。电源的固定:防爆电源可安装在井下巷道一侧墙壁上。安装时先用防爆电钻按有关电气安装要求在巷道壁上适当的高度钻孔，然后将Φ8×100mm的膨胀螺丝固定在巷道壁上，把防爆电源固定在膨胀螺丝上。三人连锁卡使用要求：三人连锁卡属已安装系统的矿山井下放炮作业人员（放炮员、瓦斯检查员、班组长、安全员等）必带物品,要求随身携带,不得离开身体随意放置。产品使用时应遵循如下要求：产品免受重大打击和碰撞；产品免受水、油等液体侵蚀；产品在0℃～+40℃环境存放和使用；产品可挂在腰带上，亦可栓挂带挂在脖子上。通信电缆安装、连接与要求:严禁接错。严禁接错。4.通信电缆属外购件，严格参照产品说明书有关要求执行。1.68软件部分功能介绍系统软件运行环境操作系统为MicrosoftWindows2000服务器以上版本，要求安装有IIS5.0以上版本的Internet服务管理器组件；浏览器版本为MicrosoftInt