毕业设计（论文）-官地矿安全监控系统的分析与改进.doc

山西煤炭职业技术学院2014届毕业生毕业设计（论文）官地矿安全监控系统的分析与改进专 业 计班 级 姓 名 学 号 指导教师 学习年限 二一四年六月摘 要现代化煤炭生产企业离不开现代化安全监测监控系统.安全监控系统为各级生产指挥者和业务部门提供环境安全参数动态信息,为指挥生产提供第一手资料.通过对被测参数的比较和分析,为预防灾害事故提供技术数据,便于提前采取防范措施，通过对被测参数实施实时有效的控制,及时实现自动报警、断电和闭锁,便于制止事故的发生或扩大，在发生事故的情况下,能及时指示最佳救灾和避灾路线,为抢救和疏散人员、器材,提供决策信息。由于官地矿是西山煤电集团旗下的一家老煤矿，安全监控系统各个方面都不是很完善，存在很多的安全隐患，实时都有可能发生事故，因此对本系统进行了改进。本文针对西山煤电集团官地煤矿监测监控系统现状存在的问题以及发展的要求进行了全面分析，改善了官地煤矿监测监控的系统组成，并根据官地煤矿的实际情况，提出了合理有效的改进方案。关键词 监测监控系统；传感器；视频监控I目 录摘 要I1绪论11.1 概述国内外监控系统及其技术的发展11.2 煤矿安全监测监控系统在煤矿的重要性22官地矿矿区概况及井田地质特征32.1 矿区概况32.2 井田地质特征32.3 官地煤矿矿井工业场地总布置图43官地矿监控系统应用说明53.1 KJ90安全监控系统53.2 KJ90安全监控系统的特点和功能53.2.1系统特点53.2.2系统功能63.3 KJ90监控系统的组成103.4 KJ90监控系统在官地矿的具体应用113.4.1设备整体介绍113.4.2整体拓扑图133.4.3分区图144 官地矿KJ90监控系统日常维护194.1 KJ90监控系统常见系统及处理194.1.1 整个系统通讯情况194.1.2检修部分分站时通时断现象204.1.3瓦斯超限后不执行断电214.1.4传感器出现断线214.1.5通讯接口常见故障判断及处理214.2 常用维修技巧225 官地矿KJ90监控系统的改进235.1 日常维护中发现的问题235.2 监控系统的改进245.2.1日常维护改进245.2.2管理制度改进246结 论27参考文献28致 谢29摘 要1绪论1.1 概述国内外监控系统及其技术的发展煤炭是我国的主要能源，在一次性能源中，所占比例在70%以上。我国煤田遍布全国，但煤层的赋存条件和地质情况差异很大，很多矿井自然环境恶劣，受到水、火、瓦斯、粉尘、顶板事故等自然灾害的威胁，发生事故比较频繁。为减少事故的发生，预防是安全工作的重点，在煤矿中，装备矿井安全监测监控装置是避免事故发生的重要手段。矿井安全监测监控技术是伴随着煤炭工业的发展而逐步发展起来的。随着煤矿工业的发展，综合机械化采煤工艺不断完善，工作面单产不断提高，对环境参数的检测和对开采、运输各生产环节的协调要求越来越高。对环境和生产参数要求长期连续地进行可靠的检测，按一定程序进行控制。这就逐步形成了采用多参数多测点传感器，以电子计算机为中心的矿井监控系统。进入90年代，随着微电子技术、通讯技术、控制技术、计算机技术、CRT显示技术以及软件技术的迅猛发展，计算机更加广泛地进入工业控制的各个领域，并且正在发挥着越来越大的作用。与此同时，计算机技术在煤炭工业领域也得到了快速、广泛的应用。利用计算机进行实时监测是煤炭生产的一个重要环节。国外煤矿监控技术是20世纪60年代开始发展起来的，至今已有四代产品，基本上510年更新一代产品。从技术特性来看，主要是从信息传输方式的进步来划分监控系统发展阶段的。国外最早的煤矿监控系统的信息传输采用空分制来传输信息。60年代中期英国煤矿的运输机控制、日本煤矿中的固定设备控制大都采用这种技术，其中最具代表性的是法国的CTT-63/40煤矿环境监测系统，它可测瓦斯、一氧化碳、风速、温度等参数，最多可测40个测点。到70年代末，这一系统在西欧一些国家共装备了150多套。波兰在70年代从法国引进技术，推出了可测20个测点的CMM-20系统，后又将测点扩展到128点，形成CMC-l系统。这就是第一代煤矿监控系统。我国监测监控技术应用较晚，80年代初，从波兰、法国、德国、英国和美国等（如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200）引进了一批安全监控系统，装备了部分煤矿；在引进的同时，通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况，先后研制出KJ2、KJ4、KJ8、KJ10、KJ13、KJ19、KJ38、KJ66、KJ75、KJ80、KJ92等监控系统，在我国煤矿已大量使用。实践表明，安全监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用，各局矿已作为一项重大安全装备。由于当时相当一部分监控系统由于技术水平低、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。1.2 煤矿安全监测监控系统在煤矿的重要性现代化煤炭生产企业离不开现代化安全监测监控系统.安全监控系统为各级生产指挥者和业务部门提供环境安全参数动态信息,为指挥生产提供第一手资料.通过对被测参数的比较和分析,为预防灾害事故提供技术数据,便于提前采取防范措施，通过对被测参数实施实时有效的控制,及时实现自动报警、断电和闭锁,便于制止事故的发生或扩大，在发生事故的情况下,能及时指示最佳救灾和避灾路线,为抢救和疏散人员、器材,提供决策信息。 本文主要针对西山煤电集团官地矿随开采深度增加也带来的煤与瓦斯突出危险的实际情况，从装备安全监测系统、设置传感器等方面下手，达到对井下一氧化碳、瓦斯及温度等进行有效的实时监控，当各监测指标超限时，本系统能够及时自动报警和切断电源，并且能够将各类监测到的数据及时传送到监测中心站，通过计算机对这些数据进行存贮和处理，从技术手段上很好的避免有害气体超限作业，改善工作环境与安全条件，提高劳动生产率，消除由此产生的事故隐患，极大地改善煤矿安全生产条件，可保证矿井的长期计划和工程的实现。32官地矿矿区概况及井田地质特征2官地矿矿区概况及井田地质特征2.1 矿区概况山西焦煤西山煤电集团公司官地矿，是一座大型现代化生产矿井。始建于1960年，位于吕梁山麓，汾河西畔，距离太原市区17.5公里。矿区内有主干道与太旧、大运高速路相连，铁路专用线和石太、同蒲大动脉相接，7路公交车和无轨电车直达矿区，交通十分便利。井田面积104.5平方公里，有6个可采煤层，煤层总厚度15.66米，工业储量9.16亿吨，可采储量5.9亿吨。核定年生产能力为500万吨。煤炭主要产品为优动煤、电精煤、喷吹煤，产品主要销往东北、华北、华东、华南等大型骨干电力企业，并出口日本、韩国等国家。2.2 井田地质特征 矿区总体上为一轴向大致北北东北东的不对称向斜，西北翼宽缓，地层倾角一般515，东南翼较陡，地层倾角最大3060，边缘局部地段直立至倒转。但总的来看，区内地层倾角平缓，一般为58，伴有与向斜轴轴向一致的短轴褶曲或波状起伏，构造简单。 含煤地层为侏罗系中统大同组、石炭系上统太原组及二叠系下统山西组，共含煤35层，煤层总厚45米。其中侏罗系含煤15组，可采和局部可采煤层23层；二叠系山西组含煤4层，从上向下编号14号，均局部可采，单层厚度1.5米左右，其中4号煤层局部可达8.5米；石炭系太原组含煤10层，编号110号，可采煤层总厚度15米。主要可采煤层及其特征见表。 区内第四系表土层厚度020米。煤层自燃发火期312个月，上层采空后，残留煤易自燃，形成火区，对生产有一定影响。矿区水文地质条件简单，矿井富水系数为0.30.6立方米/吨，但老窑积水及小窑开采后的积水，是生产矿井的主要突水隐患。侏罗系各主要可采煤层顶板以砂岩为主，部分为炭质泥岩；底板为粉砂岩、细砂岩和炭质泥岩，煤尘具有爆炸性危险，爆炸指数28.0343.96%。2.3 官地煤矿矿井工业场地总布置图图2.1工业场地布置图3官地矿监控系统应用说明3官地矿监控系统应用说明3.1 KJ90安全监控系统KJ90型煤矿监控系统自成功研制并推向市场以来，经过不断的完善和发展，目前已发展到第四代产品，从早期的煤矿安全监测系统发展成为集环境安全、生产监控、信息管理、网络运用、工业电视以及兼容瓦斯抽放、火灾监测、电网监测、顶板动态监测、主扇风机在线监测等多种子系统为一体的新型煤矿综合监控系统，同时由于KJ90系统自配套能力强，监测系统的各类设备均是一家生产，产品性价比高，售后服务有保障，能很好的控制监控系统总体质量和性能，控制产品的生产加工周期，对日后产品的升级换代也有可靠保证。并在其它非煤炭行业如环保、化工、公路及铁路隧道等民用方面得到应用。到目前为止，已在国内多个省区推广使用了1000余套KJ90系统，用户普遍反应良好，取得了较好的经济效益和社会效益。故该系统以其技术先进性和实用性与官地矿实际情况相符合，所以官地矿采用了KJ90安全监控系统。3.2 KJ90安全监控系统的特点和功能3.2.1系统特点1.在系统软件方面(1).KJ90系统的软件，包括其主控软件、网络终端软件、报表查询处理软件、作图软件、图形工作站软件、多媒体图形图象监控软件等，其运行环境为WIN98/NT/2000/WEB版。(2).在软件设计过程中采用了先进的可视化面向对象程序设计技术、多线程、动态链接库及对象嵌入技术，使得系统的模块化程度进一步提高，系统具有更加灵活的集成方式，有很高的扩展性和开放性。是一套集环境安全、生产监控、网络管理及兼容多个子系统为一体的大型综合监控软件。(3).由于系统运行于WIN98/NT/2000/WEB多任务环境，并在数据通讯方面采用了动态链接库及多线程技术。实现了真正的实时响应及前后台监测数据的无缝链接。(4).地面中心站为开放式系统，软硬件可以扩充，系统地面设备以全网络方式运行，支持NT及NETWARE网络操作系统，运行协议为TCP/IP、NETBUI、SPX/IPX，将与企业计算机局域网实现网络互联，实现与生产监控、工业电视和生产调度系统的联网，在网上可运行任意一台网络终端，同时支持终端通过服务代理的远程连接（通过公用电话PSTN网），实现监控信息的远程实时共享。(5).中心站软件目前与企业构筑的INTERNET/INTRANET网络环境能很好的融合。(6).主控机软件有一个控制软件包，为用户提供以选择方式编制各种自动控制方案的功能，从而为实现远程异地自动控制和数字逻辑运算提供可靠手段。异地控制与监控分站和智能传感器输出控制组成三重控制，从而保证气体超限断电，万无一失。(7).监控数据采用先进的变值变态存储技术，存储时间长，可大10年以上。2.在系统硬件方面(1).系统监控分站及电源箱采用了KFD-2和KFD-3两种型号的一体化分站，可满足井下不同地点的需求，实系统的性价比较高。(2).各类传感器及断电器全部由重庆分院生产制造，其中传感器配置种类齐全，选用的2种断电器都具有馈电功能，完全能满足安全监控的需要。(3).系统通讯采用了目前传真机所采用的先进的同步差分四相码调相技术（DPSK），实现了真正的信号无极性二线传输，通讯距离远，抗干扰能力特强，可用电话线、普通双绞线、矿用通讯电缆或光缆传输。(4).监控分站及传感器实现了智能化，调校均采用红外遥控方式，操作简单方便。(5).井下调校采用BGQ-1型便携式气体仪表校准仪，大大提高了日常维护效率。3.2.2系统功能1.地面心中站部分(1).系统监控主机、网络终端、图形工作站全面预装WINDOWS98/NT/2000操作系统和最新版的监控软件、图形监控软件、报表处理软件及终端软件。(2).操作采用全汉字菜单及窗口提示。配有（智能）全拼、双拼、五笔及区位码等多种汉字输入方法，人机界面友好，全面遵循WINDOWS窗口风格。通用性好，可操作性强。(3).监测图页静态和动态编辑作图对用户开放，支持多种图形格式，鼠标和键盘均可操作。全面支持实时多任务。在系统进行实时数据采集的同时，系统可进行记录、显示、分析运算、超限报警控制、查询、编辑、动态定义、网络通信、绘制图形和曲线并打印实时报表、超限报表和班、日、月报表等工作。(4).屏幕显示为页面式，图形文本兼容，每页显示的信息由用户自行定义编制，直至屏幕显示满为止，显示页可随意调出。在监测显示画面中，可对数值、转动、位移、往返、仓位、流量、电量等根据监测量实现功能强大的模拟动画显示。(5).系统中心站及网络终端以局域网（NT）方式联网运行, 使网上所有终端在使用权限范围内都能共享监测信息和系统综合分析信息、查询各类数据报表，网络通信协议支持TCP/IP、NETBUI等。(6).可以在地面中心站连续集中监测处理多种环境和工况参数，模拟量和开关量可实现任意互换。(7).监控软件提供有控制软件包,控制逻辑可由用户设置编排。具有井下任一分站的测点超限而由另一台分站控制断电的异地交叉断电功能。同时还具有传感器就地、分站程控、中心站手控三级断电能力，并具有风、电、瓦斯闭锁功能。在紧急情况下，系统操作人员可在地面中心站向井下分站直接发送控制命令，从而控制井下电器设备的断电或声光报警。(8).系统对采集到的数据进行实时分析处理，以数值、曲线、柱图等多种形式进行屏幕查询显示和打印,并形成相应的历史统计数据(每个模拟量测点的最大值、最小值、平均值;每个模拟量测点小时内的最大值、最小值、平均值及确切时间;每个模拟量测点超限或故障的时间及次数累计值;每个开关量测点24小时内的开停及故障累计次数和累计时间), 系统采用变值变态存储技术，可存储十年以上的历史数据，供有关人员随时查阅和打印。(9).系统具有很强的自检诊断功能, 能及时发现系统自身配置设备事故，并在屏幕上以文本或图形方式直观显示，同时发出报警，并指出故障位置和原因。还能在屏幕实时弹出信息窗，供维护人员查询打印，并将其记入运行报告文件。可查询非正常状态的开始时间及持续时间。(10).系统提供有采样间隔最少1秒的数据实时密采功能,并且实时密采数据可每天连续存储，至少存储1年的实时数据。(11).系统对各分站监测点的瓦斯浓度或其它模拟量参数每天形成班、日报表，并形成瓦斯浓度及其它模拟量参数的分析趋势图,可随时查询打印；开关量每天形成班、日报表。(12).联机定义或修改系统中的各种传感器、分站及控制器的类型、安装位置及控制通道。对模拟量传感器的上下限报警、断电值可多级别定义。系统配置灵活,允许用户随时接入或删除分站、传感器、断电器。(13).系统具有良好的开发性和扩展性，集成方式灵活,用户可根据实际需要进行扩展。可扩展接入诸如瓦斯抽放、工业电视、电网监测等多个子系统,形成一套集安全监控、生产调度管理、局矿办公自动化网络于一体的计算机监控网络综合系统。有广域网接口，易于形成互联网络。(14).系统表格丰富,格式可由用户任意编排,或由矿方提供具体报表格式，以满足各监测管理数据报表的形成输出。(15).系统组态方式灵活,监控主机对分站采用主从队列两种扫描方式,操作员按照需要对各分站安排不同的采样周期,实现对重点分站加以监控。(16).系统监测处理参数的类型丰富，模拟量有瓦斯、风速、负压、温湿度、CO、氧气、烟雾、水位、电流、电压、功率、煤位等；开关量有设备开停、风门开关、馈电状态、电网刀闸等。(17).监控软件具有很强的作图能力,并提供有相应的图形库,操作员可在不间断监测的同时,容易地实现联机并完成图形编辑、绘制和修改。(18).系统软件设有多级口令保护,只有授权人员才能登录操作,有效防止了系统数据的损坏和病毒感染。软件运行可靠性高。误操作时有声音、对话框提示。(19).在实时监视画面，可对屏幕任意显示测点单击鼠标右键，弹出快捷菜单，快速的查询该点的数据、曲线、定义、运行状况等信息。(20).查询可同时显示六个测点的曲线并可通过游标获取相应的数值及时间，显示曲线可进行横向或纵向放大。查询时间段可任意设定(最小一个小时,最大一个月)。同时提供有对曲线的分析、注释文字编辑框。(21).断电控制具有回控指令比较，可确保可靠断电，当监测到馈电状态与系统发出的断电指令不符时能够实现报警和记录。2.井下分站和电源(1).井下分站含备用电源，当交流断电时,分站与传感器由备用电源供电，可连续供电2小时以上。(2).系统分站有多种系列供用户优化配置,分站初始化后，可存储地面中心站对该分站的报警断电等控制设置,而且分站可以就地通过红外遥控器进行手动初始化。(3).在井下分站完全断电情况下之后恢复供电，即使井下分站与地面中心站失去通讯联络，分站也能够继续、独立地进行工作，自动恢复记忆，按照事先给定的要求实现瓦斯超限断电报警、断电和复电控制功能，断电逻辑可实现瓦斯风电闭锁装置和瓦斯断电仪的全部功能。(4).井下监控分站设计有高可靠性的保护电路和程序纠错功能，在分站出现故障时，可在极短的时间内自动复位并重新启动单片机投入运行；即使分站仍不能正常运行，也可自动脱离系统，不影响其它分站正常工作。(5).分站模拟量与开关量可以随意互换。不受口的限制，充分提高了分站端口的利用率，使系统设计更加优化。(6).监控分站支持一根四芯电缆带2台传感器的应用，可节省大量电缆，减少施工量和维护量。(7).系统地面中心站监控主机出现故障时，或井上、井下失去通讯联络时，分站能存储最新两小时数据，恢复通讯后可将此数据传回中心站主机，以弥补历史数据。(8).系统通讯方式采用目前传真机所采用的先进的同步差分四相码（DPSK）技术，实现通讯信号二线无极性传输。(9).分站具备故障闭锁功能；当与闭锁控制有关的监控设备未投入正常运行或故障时，立即切断相关电源并闭锁；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。3.系统其它方面(1).为了提高KJ90系统抗雷击能力,本设计从地面中心站机房电源及系统通讯线两方面着手,配置进口高效避雷装置,在通讯线路上采取了双重避雷措施。(2).在分站电路设计时，对分站所有与外界联系的输入输出电路部分增加了安全栅隔离电路及保护电路，以防误接线或线路信号异常等外界因素对分站造成的损害，使得系统的可靠性得以进一步提高。(3).系统具有线路智能化管理，应具有对系统本身的运行状态和故障状态进行自诊功能,能及时发现和记录系统配置设备及软件运行故障,及时发出故障报警信号,并以图文方式显示故障类型、位置和原由，具有故障自动切支功能，并在支路故障排除后自动恢复支路通讯。(4).井下使用的各类传感器全是矿用本质安全型产品，智能低浓度瓦斯传感器采用红外遥控调校，工作电流80MA，催化元件的寿命大于两年，调校期大于100天，传输距离可达2.5KM且可以不带新鲜空气在井下进行调零。(5).系统可配接调试电话，便于日后的调试及维护。(6).系统具有广泛的兼容方式，能够方便的挂接国内外其它厂家的各种型号的监测设备。3.3 KJ90监控系统的组成KJ90煤矿监控系统是一套集安全、生产、网络管理、工业电视为一体的大型综合煤矿监控系统。系统采用先进的分布式处理模式，能充分发挥各部分设备的性能优势，结构简洁，可操作性强，便于系统的日常维护及管理。系统主干连接为树型结构，安装扩展简单。因此本方案设计为分层结构，具体组成如下：1.地面监控中心站及网络终端等，是整个监控系统的核心，负责整个系统设备及监测数据的管理、定义配置、实时数据采集、分析处理、统计存储、屏幕显示、查询打印、实时控制、远程传输、画面编辑、网络通讯等任务。网络终端完成系统监测信息异地实时共享，能够以文本或图形方式显示安全生产信息，查询各类报表数据。同时网络终端也可对工业电视摄像头进行各种姿态的远程控制和调阅不同摄像头的监视图象。地面监控中心站及网络终端等设备之间的连接采用局域网方式；主要有主控机、数据传输接口、打印机、UPS电源、图形工作站、大屏幕显示、集线器、避雷器、交流净化电源、网络终端等设备。2.系列化智能监控分站。主要完成对所监测的传感器数据采集、数据预处理、分类显示、报警、断电控制、与地面监控中心站的数据通讯、所接传感器的集中供电等。3.各类模拟量传感器、开关量传感器及断电控制器、摄像头等设备，是整个监测系统最前沿的终端设备，负责对各监测点的物理数据采集、就地显示、超限报警、信号传输、对监控分站控制指令的执行等。系统监控地面中心站采用独立系统结构布线。便于实时监测信息、图象信息及文件共享。3.4 KJ90监控系统在官地矿的具体应用3.4.1设备整体介绍因为煤矿生产是一个高危险的行业，随时都会发生生产事故，因此KJ90监测监控系统包括地面中心站和井下工作面监控。1.地面中心站机房设备是保证系统地面中心站设备长期稳定运行的首要条件，机房环境须符合国标GB2887-83“计算机站场地技术” 的要求，对KJ90系统中心站只要基本满足这要求即可。具体表现在动力、温度、防尘、防静电、防雷击等方面。A动力供电：电压波动范围220V10%,频率50HZ2%,波形失真率20%。机房电源为双路两级稳压电源供电，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，它的输出供主控计算机，UPS电源供电至少10分钟以上。设计人员必须实际调查，实测动力源波动范围，供电质量，从而确保是否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，并提供双路电源引入和相关配电装置。UPS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站座，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，上面插孔为地线）。B接地要求：系统工作地，要求接地电阻4，接动力源的输出零线；保护地要求接地电阻10；通讯屏蔽电源接地点，要求接地电阻0.5。C恒湿恒温要求：机房内的环境条件要求开机时，温湿度为A级，停机时温湿度要求为B 级。D防尘要求：要求机房双层门窗密封，无灰尘，达到B级。E电磁场干扰：采用防静电地板，机房内无线电干扰强度在（0.5-50MHZ）时应小于12db， 磁场干扰强度不大于800A/M。F机房通讯电话：机房通讯电话应设生产、行政电话各一门。生产电话为录音电话，行政电话须加传真机。G. 电缆部分由于井上设备大部分都是摄像机，且每台摄像机到监控中心的距离平均大于200M，因此我们采用，应该采用SWY-75-5视频线，以保证监控图像的质量。它抗拉耐磨，且可以很好的屏蔽其他信号的干扰。2.井下监控是对井下甲烷，CO，风流压力，温度等等，对井下各方面安全隐患进行实时监控，保证工作的安全性，提高生产能力。传感器的选型，我们尽量选用KJ90系统配套的传感器，它价格适当，性能稳定；并且不用更多地考虑系统兼容问题。表3.1 KJ90监测监控系统设备型号表名称型号计算机86/310-35显示器CU-30打印机OKI8330C交流稳压器3kVA分站KDF-2高浓度甲烷传感器KG9701低浓度甲烷传感器KG9701风流压力传感器GF型CO传感器GT500（A）型温度传感器GW50(A)型风流压力传感器GML（A）型设备开停传感器GT-L(A)型馈电传感器GKD(A)型井筒电缆PUYV39-4*1*1.38大型干线电缆PUYV39-1*4*7/0.523.4.2整体拓扑图图3.1 KJ90监测监控系统结构图3.4.3分区图图3.2 综采区（1）甲烷传感器的应用安装由于甲烷的密度小于空气，一般巷道尚方的甲烷浓度大于下方，因此传感器的布置要求，安置在粉尘较少的环境，且距离煤闭不小于300mm，距顶板不得大于300mm。具体设置如图3.3所示：图3.3安放位置 对U型通风方式的采煤工作面，低万斯，高瓦斯与瓦斯突出矿井都必须在工作面设置甲烷传感器T1，在工作面回风巷设置甲烷传感器T2.（2）CO传感器的应用安装CO化碳传感器主要用于煤矿井下的一氧化碳浓度的监测，使用于井下煤巷，工作面瓦斯抽放管道。 一氧化碳传感器应垂直悬挂，距顶板(顶梁)不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。 开采容易自燃、自燃煤层的采煤工作面必须至少设置一个一氧化碳传感器，地点设置在上隅角、工作面或工作面回风巷，报警浓度为0.0024%CO，如图3.4所示。 图3.4一氧化碳传感器的设置每个工作面至少设置一个CO化碳传感器T5.在空气流通大的地方不需要设置。从而保证职工安全，预防CO中毒。图3.5 掘金区（3）温度传感器的应用安装温度传感器在巷道中可随意放置或温度偏高的煤壁附近温度传感器应垂直悬挂，距顶板(顶梁)不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。开采容易自燃，自燃煤层及地温高的矿井采煤工作面应设置温度传感器。温度传感器的报警值为30。如图3.6所示。图3.6温度传感器的设置每个工作面至少设置5个温度传感器，才能保证温度升高时的及时报警。（4）风流压力传感器的应用安装 风流压力传感器是采用超声波旋涡测量原理。主要用于连续监测矿井通风总回风巷、井下主要测风站、扇风机等处的风速，是矿井通风安全参数测量的重要仪表。具有红外遥控调校、调校简单等特性。采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷的测风站应设置风速传感器。风速传感器应设置在巷道前后10m内无分支风流、无拐弯、无障碍、断面无变化、能准确计算风量的地点。当风速低于或超过煤矿安全规程的规定值时，应发出声、光报警信号。如图3.7所示。图3.7风流压力传感器的设置每个工作面需要至少3个风流压力传感器。296 结 论4 官地矿KJ90监控系统日常维护4.1 KJ90监控系统常见系统及处理处理问题时，一定要先仔细观察故障现象，了解故障发生时的情况，一定要有一个好的思路和解决问题的方法，切忌乱找，乱拆，乱换，把简单的问题复杂化。把故障人为扩大化。平时维护人员对维护的设备要熟悉，了解整个系统的工作原理和信号的流向，线路去向和状态的好坏，做到心中有数。再掌握一些处理基本故障的方法，掌握一些故障出现的规律，很多问题就不难解决了。1系统中各设备出现的故障请按照其相应的使用说明书中故障判断及处理项进行。2系统数据传输链路出现故障，根据监控主机屏幕的显示提示，即可判断出故障所出现的范围，有如下几种情况：（1）若出现所有通讯中断，首先应该检查主机与智能数据传输装置通讯是否正常，如果不正常，首先应该检查它们之间的连接插头是否良好。若没有问题，可检查主机RS232口或智能数据传输装置。（2）主机与智能数据传输装置通讯正常，可检测智能数据传输装置输出口是否连接好，若没问题，可取下其输出口传输线，使用地面备用分站进行测试，若没问题，则是主线路或分站数据接口故障。（3）主线路或分站数据接口故障，可以采用排除法进行分段查找。4.1.1 整个系统通讯情况 系统“Config.ini”文件配置是否正确： 打开中心站软件，将“Config.ini”文件配置框图里“通讯类型1网络方式2 RS485方式 mode=1”语句中的mode=1改为mode=2即可。 检查数据传输接口 用示波器测量检查电路板红线框内芯片MAX232的第12脚，观察其是否有RS232方波信号输出。如没有波形输出则说明MAX232芯片损坏。如有，则说明该芯片工作正常。继续检查反相放大器（74HC04），测量其第5、6脚的波形，重点观察74HC04的第6脚有无方波输出。如无波形输出则说明74HC04反相放大器损坏，更换后即正常可恢复。 检查避雷器是否损坏 打开避雷器后盖，检查保险管是否有明显被烧坏的迹象，接线柱接触是否良好。分别测量A组、B组两端接线柱之间是否有短路或断开现象，如果短路可以是压敏电阻被击穿，需要重新更换 查看井下主通讯电缆是否出现断开、短路或接线盒进水等情况。 检查线路的方法一般是分段进行。首先，在重点怀疑的地方或者接线盒处断开，然后分别测量两边是信号（正常时，分站端为2.5V直流电压，地面发下的信号为0.5V1.7V直流电压之间变化）。逐步往下检查，直到找到线路根源排除故障 (5)检查井下分站。 检查井下分站，若分站、采样都正常，通讯指示灯不在闪烁，说明分站主板通讯部分有问题，应先更换分站主板恢复通信，然后维修分站主板。通信部分维修具体如下： A、1487（或184）无+5V的工作电压造成的。 B、1487（或65L184）、晶体管9015、光电耦合器（TLP521-4）、MAX813等器件损坏所造成的。4.1.2检修部分分站时通时断现象检查井下主通讯电缆老化情况应先观察出现故障分站是否具规律性，（包括出现故障的时间、地点、相同分站等）。若具有一定的规律，应该检查出现问题的分站或者几台分站的同用线路，主要是接线盒是否有接触不良好的地方或者接线盒里有积水情况，通讯电缆与动力电缆相隔太近，当大型设备启动的时候，受电磁场的干扰使通讯中断。线路老化接线盒过多等情况应逐一检查。 检查数据输传接口带负载能力情况 当无规律出现此故障时，安装分站数量有较多（40台）且距离比较远的情况下，应先考虑数据传输接口带负载能力，可以通过调节接口内部可调电阻，增强接口的带负载能力。 对部分分站有微短现象进行维修 在安装分站数量较少距离近的情况下，检查分站的方法是断开一个片区或者一台分站后，观察另外一个片区或者另外部分是否正常，这样逐个片区检查；也可通过计算整个线电阻来确定故障在那个片区或某台分站，正常情况下，每台分站的阻止在480欧姆左右，每千米电缆线的阻止是10欧姆左右。先算出几台分站的电阻之和在加上线电阻，便得出整个片区的线电阻值。然后在前端测量该片区线电阻值进行对比，如果实际值明显小于计算值，则说明该片有短路现象。再具体在某一台分站就比较容易，最后查出故障点更换分站主板，使之恢复正常。4.1.3瓦斯超限后不执行断电 检修分站主板控制电路损坏 造成此故障主要是分站主板控制电路，重点应检查芯片、光电耦合器、晶体管等器件损坏。 检查断电器内部S1、S2跳线插反或者损坏 检查断电器跳线S1、S2是否插反（正常情况下，电平信号断开S2，S1跳接A、B端；触点信号跳接S2，S1跳接A、C两端）。断电器线路板重点检查芯片是否损坏。4.1.4传感器出现断线 检修传感器及线路故障 首先判断是传感器、分站、还是传输线路的问题。观察传感器显示是否正常，若无显示，用万用表测量18V电源，当没有18V电源，应检查传输线路及分站电源箱内18V电源板等。反之，当有18V电源，说明传输线路及分站电源箱内18V电源板正常，应更换新的传感器 查看分站采样电路问题 首先检查芯片4脚与11脚之间的10V供电电压是否正常。如果不正常，考虑7600负电压发生器，是否损坏。在用万用表检查输入端电阻值（M0M8与vss ）是否在350欧姆左右，如果在这范围内，继续用示波器测量芯片的输出脚（1脚、7脚、8脚、14脚）的波形4.1.5通讯接口常见故障判断及处理 所有本安电源均无输出如果变压器输出正常，则测量AC/DC模块是否有输出，正常情况下有18V输出。如没有输出则为AC/DC模块出现故障，应更换该模块。首先打开防爆箱体上盖，检查所有连接器是否插接牢固，检查保险管是否完好。如果保险管损坏，应根据不同电压等级更换相应的保险管（660V/0.5A, 380V/1A, 220V/1A）。检查交流输入电压，应与接线端子上标注的电压等级相符。测量变压器输出是否正常，如无输出考虑变压器可能损坏。确认电源输出电缆已连接到分站，且分站电源开关已打开。(2) 当其中某一路出现无输出现象时可能是该路本安电源模块故障，更换该路电源模块。(3) 无法实现断电首先要分清故障是馈电开关故障还是电源箱故障。断电命令发出后，继电器动作为馈电开关出现故障，继电器不动作为电源箱故障。再检查是继电器故障还是控制电路故 障，查明原因后更换其中的故障元件。(4) 停电后备用电源无法投入首先测量电池电压是否正常，再检查充电板是否完好。4.2 常用维修技巧1.断开法是一种很常用的维修方法，断开法也叫排除法，其核心思想是；把有可能造成故障的电路分离出来，独立的进行分析，断开法适用于相对独立，之间又存在联系的电路。2. 代换法是把假设可能引起故障的元器件，用好元件代替，从而判断假设是否成立。3. 比较法 是用工作正常的电路与故障机，进行电压、电流、电阻等参数的对比，对比的前提是，两机器的工作状态要一致。代换法、比较法这两种，适用于任何电路，很容易掌握。5 官地矿KJ90监控系统的改进 5.1 日常维护中发现的问题(1)系统容量不够，急需对系统进行扩容。井下监控系统干线可安装传感器的有效地址不足；由于我矿安全管理提升，要求井下安装传感器的地点不断增加，井下所有打钻的地方必须安装一氧化碳和甲烷传感器、综采工作面每十道支架安装一台甲烷传感器等，再加上更换高低浓传感器又需要占用不少地址,为此，我矿监控系统井下必须增加干线，以解决井下有效地址不足的问题。我矿监控系统主干线用的是专用电缆，因电缆线路长，经常因电缆接头氧化等造成干线中断、误报警等系统故障，无法组成环网，当有一处断线故障时，影响到后面的设备无法正常传输至中心站，为了保证所有线路的畅通，保证一处故障不会影响其它设备的传输，我们将把现有的线路改造成光缆环网传输，以解决此问题(2)综采工作面的馈电传感器由于在铠装电缆上使用效果不好。(3)分站、备用电池、监控电缆、传感器、中心站工控计算机、便携式一氧化碳检测仪和便携式硫化氢检测仪等仪器设备备用量不足20%。(4) 个别煤矿监控系统网络信号差，致监控监测数据传输不稳定。 监控系统中传感器与分站的故障率极普遍，服务站维修维护有时不及时。(5) 自kj90监控系统安装以来，区监控中心监管人员从未经厂家系统培训。监测队队长中有近50%的人员为高中学历，没有经过系统的专业训练，其中不少人难以胜任工作，导致监测系统用不好，不能发挥应有作用。而有些监测队工程技术人员知识面狭窄，只懂“电”却不懂“通风”，或只懂“通风”而不懂“电”。5.2 监控系统的改进5.2.1日常维护改进（1）监控系统主干线改为光缆传输。将铠装电缆逐步更换为橡胶电缆。积极联系有关部门购买所需设备，以解决设备备用量不足的问题。为了使网络信号稳定，重点检修光缆增加维修人员，加大传感器与分站的检修力度。维修人员要进行系统的培训。（2）高瓦斯、突出矿井采掘工作面必须按煤矿安全规程和矿井安全监测装置使用管理规定的要求，实现瓦斯超限自动报警、切断电源。凡是未达到装备标准的采掘工 作面不能生产。（3）监测工作的人员既要懂安全监测仪表的使用，又要懂得矿井通风方面的基本知识，还要会安装、调试和排除故障。必须进行系统的专业培训，如安全监测、通讯技术和通风安全等的专业培训，并经有关部门考核合格，方可独立工作。技术管理中要做好“一板、二图、三规程、四制度、五记录”。“一板”即设立仪器设备管理牌板，牌板的内容应包括使用、备用、待修三大部分，使用栏中要有仪器的使用地点、型号、编号等；“二图”包括矿井通风安全监测系统图和配电点配电系统图；“三规程”包括值从事班电工操作规程，监测维修工操作规程和计算机维修人员操作规程；“四制度”包括定期维修制度、定期调试制度、定期评比制度和岗位责任制度；“五记录”包括设备仪表进货验收记录和仪器设备台帐、井上检修调试记录、井下巡回检查核对记录、传感器使用维修记录，中央监测室设备检修记录。（4）加强监测系统的管理工作。特别是要抓好组织机构的落实、人员素质的提高、建立健全各种规章制度和提高技术管理工作的水平。（5）有问题以及不能用的设备应该及时更换，不能让其带病工作，所有设备应该定期检查，一旦现问出题立马更换，才能保障煤矿的安全，绝对不能让一个部件影响到整个大局。（6）由于本煤矿的调度室与机放在一起，造成了线路繁琐问题与机房温度过高，所以急需换把机房与调度室独立分开，这样就对个方面的维护与日常管理有了较大的帮助。5.2.2管理制度改进一、人员定位系统监控员岗位责任制：持证上岗，统一着装，文明操作，热情工作。二、 井下人员定位系统的安装、调校1、各个人员出入井口、重点区域出/入口、限制区域等地点应设置分站，并能满足监测携卡人员出/入井、出/入重点区域、出/入限制区域的要求。2、巷道分支处应设置分站，并能满足监测携卡人员出/入方向的要求。3、下井应携带识别卡。4、识别卡严禁擅自拆开。5、工作不正常的识别卡严禁使用。性能完好的识别卡总数，至少比经常人员的总数多10%，不固定专人使用的识别卡，性能完好的识别卡总数至少比每班最多下井人数多10%。6、矿调度室应设置显示设备，显示井下人员位置等。7、各个人员出入井口应设置检测识别卡工作是否正常和唯一性检测的装置，并提示携卡人员本人及相关人员。8、分站应设置在便于读卡、观察、调试、检验、围岩稳定、支护良好、无淋水、无杂物的位置。9、设备使用前，应按产品使用说明书的要求调试设备，并在地面通电运行24小时，合格后方可使用。防爆设备应经检验合格，并贴合格证后，方可下井使用。10、设备发生故障时，应及时处理，在故障期间应采用人工监测，并填写故障登记表。11、安全监测工应24小时值班，应每天检查设备及电缆、发现问题应及时处理，并将处理结果报中心站。12、当电网停电后，备用电源不能保证设备连续工作1小时，应及时更换。13、入井电