KJN安全监控系统设计说明书定稿.doc

神华神东煤炭集团保德煤矿安全监控系统技术方案保德煤矿KJ2000N安全监控系统设计说明书（基于光纤冗余环网及CAN总线）前言保德煤矿是神东煤炭集团所属的大型石炭二叠纪出口煤配煤基地，位于山西省保德县境内，属黄土高原晋西北边缘，晋北大型煤炭基地河保偏矿区，地处黄河东岸，河东煤田的北部，分属东关、桥头两镇辖区，保德县城东约18km，距离神东总部大柳塔约130 km，距离忻州约350 km。交通方式便利，可以采用公路和铁路两种交通方式。东西宽约5.7km，南北长14km，面积约55.9 km2。矿井三个采区，分别为一盘区、三盘区、五盘区；两个回风立井，五个进风井斜井；采掘面设置为两个综采面，五个掘进面。1、设计思想：根据煤矿安全监控系统通用技术要求（AQ6201-2006）及煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范（AQ1029-2007）规定要求并结合保德煤矿井下实际情况，对保德煤矿安全监控系统进行以下设计。矿井采用北京瑞赛长城航空测控技术有限公司生产的KJ2000N安全监控系统，实现光纤以太环网+CAN总线为通讯传输结构的快速反应系统，保证系统的高可靠性和高实时性，并将数据实时传送至神华神东煤炭集团监控主网。根据保德矿生产接续情况，在未来保德煤矿井下最大分站数量将达到6065台。每台网络传输接口可扩展为3块通讯卡，每块通讯卡最大可接入10台分站。为将来考虑井下每个盘区需安设2台网络传输接口，共6台网络传输接口。将来视实际生产需要扩展通讯卡。矿井监控系统通讯示意图如下：2、使用KJ2000N系统的优势：井下分站的通讯方式使用CAN总线通讯方式，主要特点就是“多主并发，主动上传”，即不需要中心站扫描，只要接收到传感器有新的数据，便向中心站上传数据，并且实现多台分站同时上传数据。通信传输实时性强、响应速度快，冗余特性和节点故障不影响整个系统性能等，从而使监控系统运行可靠性得到极大的提高。KJ2000N系统主干网采用工业以太网，传输介质为矿用阻燃通信光缆，整个监控光缆通讯网络为光纤冗余环网结构，“环网”即光缆从地面中心站交换机为起点，将井下所有防爆交换机串接后，在最后一台交换机单向结束，再以最后一台交换机为起点以不同路径返回地面中心站交换机，形成光传输线路闭环，即光纤环网；“冗余”为地面及井下交换机提供的功能，即在环网中的光缆任意一点出现中断，环网中的交换机会自动重构通讯链路，从环网的另一侧与地面交换机进行数据交互，使通讯保持正常。3、系统具体设计安装方案：3.1、地面安全监控中心站部分及要求：1）监控主机2台，主、备机各1台，用来运行安全监控系统软件，使用高性能服务器；2）上传服务器1台，用来向公司实时传输安全监控系统数据，使用中低性能服务器；3）配置双机热备组件1套，使监控主、备机实现双机热备份以及故障自动侦测和主机发生故障后主、备机在五分钟内自动切换；3）KJ2000N中心站软件1套，软件完全满足MT/T1008-2006煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求；4）地面环网主交换机1台，做为光纤环网的地面主交换设备；5）辅助设备： UPS不间断电源（要求在电网停电后能保证系统正常运行2小时以上）、信号避雷器、电源避雷器、打印机、显示器；6）中心站必须建立电源及系统信号防雷保护系统，并符合有关标准规范的要求，防雷接地要求：系统工作接地电阻4，通讯屏蔽防雷接地点接地电阻0.5。A动力供电：电压波动范围22010%,频率50hz2%。波形失真率20%。机房电源为双路两级稳压电源供电，双路电源应分别取自不同供电点的一类电源，第一级为交流稳压器供一台UPS及其它计算机外设，第二级为UPS不间断电源，它的输出供主控计算机，UPS不间断电源在电网停电后必须保证供电2小时以上。设计人员必须实地调查，实测动力源波动范围，供电质量。从而确定是否需要采取更为严格的隔离措施，降压措施等。机房应设专用配电柜或配电箱。UPS电源输入和稳压器的输入均由配电箱引出。配备与地面中心站相兼容的电源插座，其接地应符合国家规定的机电标准。（面对插座，右插孔为火线，左插孔为零线，上插孔为地线）。B.恒湿温要求：机房内的环境条件要求开机时，温度湿度为A级，停机时温度湿度为B级。3.2、井下部分：3.2.1：光缆铺设路径：由地面中心站一平台孙井辅平硐措施巷一号辅运大巷一号辅运1900米集中主运巷一五盘区变电所集中主运68联巷五盘区辅运巷五盘区19联巷配电点五盘区主运巷集中辅运大巷一号辅运巷井底绕道二号辅运巷三盘区措施巷一号主运大巷二平台进风井地面中心站。以上环网铺设光缆共20km。井下交换机地址摆放及IP设置：交换机地点名称IP地址Can1 IPCan2 IPCan3 IP一五盘区变电所fsk（192.168.0.10）Fsk192.168.0.11五盘区8联巷变电所（192.168.0.22）192.168.0.23192.168.0.24192.168.0.27井底复用水仓（192.168.0.28）192.168.0.29192.168.0.30192.168.0.2681304泵站fsk（192.168.0.17）Fsk192.168.0.1881304泵站can(192.168.0.31)192.168.0.32192.168.0.33一号主运8联巷（192.168.0.34）192.168.0.35192.168.0.36192.168.0.203.2.2：分站及传感器布置：1）枣林北部区：1号分站，监测北部区驱动机房、上仓刮板机房、一号原煤仓瓦斯，报警值1.5%；监测北部区一号、二号、三号、四号原煤仓CO，报警值24ppm。2）枣林南部区：2号分站，监测南部区一号、二号原煤仓、上仓机头、驱动机房瓦斯，报警值1.5%；监测南部区一号、二号原煤仓CO，报警值24ppm；3）刘家堰主扇房：3号分站，监测刘家堰主扇负压，报警值2.94Kpa；刘家堰一号主扇一级、二级开停，刘家堰二号主扇一级、二级开停。4）枣林风机配电室：7号分站，监测枣林风井负压，报警值2.94Kpa；枣林一号主扇一级、二级开停；枣林二号主扇一级、二级开停。5）一盘区1联巷：12号分站，监测一盘区1联巷变电所瓦斯，报警值0.5%；一盘区1联巷温度，报警值34。6）井底复用水仓：20号分站，监测枣林二号总回瓦斯，报警值0.7%、枣林二号总回CO，报警值24ppm；枣林二号总回风速，报警值8m/s；枣林立井里外风门；井底绕道里外风门。24号分站，监测井底复用水仓瓦斯，报警值0.5%；井底复用水仓温度，报警值34；井底复用水仓一号、二号泵开停；一号、二号主斜井机尾烟雾；井底里外风门；7）一号中央变电所：21号分站，监测一号主斜井风速，报警值8m/s；一号中央变电所瓦斯，报警值0.5%；一号中央变电所温度，报警值34；枣林一号总回风里外风门；22号站，一号中央水泵房瓦斯，报警值0.5%；一号中央水泵房瓦斯温度，报警值34；一号中央水泵房一、二、三、五号泵开停。23号分站，枣林一号总回瓦斯，报警值0.7%；枣林一号总回CO，报警值24ppm；枣林一号总回风速，报警值8m/s；一号主斜井CO，报警值24ppm，一号中央水泵房四号泵开停。8）二号中央变电所：二号中央变电所瓦斯，报警值0.5%；二号中央变电所温度，报警值34；二号主斜井机尾CO，报警值24ppm；二号主斜井风速，报警值8m/s；二号主斜井机尾烟雾；二号中央变电所烟雾，二号中央变电所BG18柜、BG05柜、小灵通基站闭锁及馈电。9）康孙136联巷：26号分站，监测81503备用工作面，报警值1.0%，五盘区边界巷里外风门。10）一号主运8联巷：28号分站，13号层抽水点瓦斯，报警值1.0%、二号主运机尾CO，报警值24ppm；二号主运机尾烟雾；13号层抽水点660V闭锁及馈电；一号主运900米里外风门。11）康孙主运机头变电所：29号分站，监测康孙主运机头变电所瓦斯，报警值0.5%；康孙主运机头变电所温度，报警值34；康孙主运机头变电所烟雾；一号主运机尾CO，报警值24ppm；一号主运机尾烟雾；三盘区小灵通基站控制器闭锁及馈电。12）81306一号回顺1联巷：30号分站：81306主回撤通道钻场下风侧，报警值1.0%、81306一号回顺混合回风流瓦斯，报警值1.0%；81306一回绕道里外风门；81306主回撤钻场、81306一号回顺1联巷660V排水闭锁及馈电。13）81305胶顺23联巷：31号分站，监测81306一回里钻场下风侧瓦斯，报警值1.0%；81305备用工作面瓦斯，报警值1.0%；81306一回里钻场闭锁及馈电。14）81306一号回顺20联巷：33号分站，监测81306一号回顺外钻场瓦斯，报警值1.0%；81306一号回顺里外钻场闭锁及馈电；15）81307一号回顺28联巷：32号分站，监测81307一号回顺工作面，报警值1.0%；81307一号回顺回风流瓦斯，报警值1.0%；81307一号回顺工作面风筒风量；掘锚二队煤机、梭车、皮带移变电源闭锁及馈电。16）81307二号回顺机头：38号分站，监测81307一号回顺混合回风流，报警值1.0%；81307一号回顺中部瓦斯，报警值1.0%；17）81304二号回顺1联巷：39号分站，监测81304一号回顺回风流瓦斯，报警值1.0%；81304一号回顺回风流温度，报警值30；40号分站，监测81304一号回顺CO，报警值24ppm；81304一号回顺32联巷、81304一号回顺中部、81304一号回顺混合回风流瓦斯，报警断电值1.0%，复电值1.0%，断电范围：81304一二号回风顺槽及工作面全部非本质安全型电气设备。45号分站，监测81304采空区泵站温度；81304采空区泵站下风侧瓦斯，报警值0.5%，断电值1.0%，复电值1.0%，断电范围：81304采空区泵移变电源；81304采空区泵站管路瓦斯、温度、负压、流量；46号分站。18）81304预抽泵站：42号分站，监测81304预抽泵站抽放出口瓦斯，报警断电值1.0%，复电值1.0%，断电范围：81304预抽泵移变电源；81304预抽管路瓦斯；81304预抽泵站下风侧瓦斯，报警值0.5%，断电值1.0%，复电值1.0%，断电范围：81304预抽泵移变电源；19）81304综放移变列车：47号分站，监测81304综放工作面瓦斯，报警值1.0%，断电值1.5%，复电值1.0%，断电范围：81304一号回风顺槽及工作面全部非本质安全型电气设备；81304综放工作面CO，报警值24ppm；48号分站，监测81304综放上隅角瓦斯，报警值1.0%，断电值1.5%，复电值1.0%，断电范围：81304一二号回风顺槽及工作面全部非本质安全型电气设备；20）一、五盘区变电所：50号分站，监测一盘区总回风速；一盘区总回瓦斯，报警值1.0%；一盘区总加CO；康孙主运皮带机尾CO；51号分站，监测五盘区总回风速；五盘区总回瓦斯，报警值1.0%；五盘区总回CO；21)五盘区8联巷：58号分站，监测五盘区一部皮带机尾CO，报警值24ppm；五盘区一部皮带机尾烟雾；59号分站，监测81502二号回顺30联巷，报警值0.5%、48联巷瓦斯，报警值0.5%。63号分站，监测81502一号回顺瓦斯，报警断电值1.0%，复电值1.0%，断电范围：81502一二号回风顺槽及工作面全部非本质安全型电气设备；81502一号回顺CO，报警值24ppm；81502一号回顺温度，报警值30；81502一号回顺中部瓦斯，报警断电值1.0%，复电值1.0%，断电范围：81502一二号回风顺槽及工作面全部非本质安全型电气设备。22）五盘区17联巷变电所：61号分站，监测81504一号回顺2联巷瓦斯，报警值，报警断电值1.0%，复电值1.0%，断电范围：81504一二号回风顺及81503胶运全部非本质安全型电气设备；81504一号回顺混合回风流瓦斯，报警值1.0%；81504一号回顺14联巷瓦斯，报警断电值1.0%，复电值1.0%，断电范围：81504一二号回风顺及81503胶运全部非本质安全型电气设备；62号分站，监测81504二号回顺48联巷瓦斯，报警断电值1.0%，复电值1.0%，断电范围：81504一二号回风顺及81503胶运全部非本质安全型电气设备；23)五盘区辅运19联巷：56号分站，监测五盘区胶运皮带机尾CO、烟雾；81503预抽泵站下风侧瓦斯，报警值0.5%，断电值1.0%，复电值1.0%，断电范围：81503预抽泵移变电源；81503预抽泵站温度，报警值34；57号分站：五盘区17联巷变电所瓦斯，报警值0.5%；五盘区17联巷变电所温度，报警值34；24）81502移变列车：65号分站，监测81502综放工作面瓦斯，