浅谈KJ31N型煤矿安全监测监控系统的实际应用(通风队——宋延).doc

浅谈KJ31N型煤矿安全监测监控系统的实际应用宋延(神华宁夏煤业集团双马煤矿，宁夏灵武市，750408)摘要：煤矿安全监控系统是保障煤矿安全生产重要屏障，能够24小时不间断实时监测井下有毒有害气体。本文探讨了KJ31N型煤矿安全监测监控的技术现状，梳理了KJ31N型监控系统的优点与不足，通过双马矿实际情况，分析了总线式煤矿安全监测监控系统实际应用，介绍了KJ31N型软件的功能，分析了井下监控干线扩展器（分站）的布设。关键词：煤矿 KJ31N 监控 软件 干线扩展器（分站）前言煤炭是我国能源的主体，在国家能源中长期发展规划纲要（20042020年）中已经确定，中国将“坚持以煤炭为主体、电力为中心、油气和新能源全面发展的能源战略”。煤炭在我国一次能源消费中约占70左右，在今后相当长的时期内，煤炭仍将占有极其重要的地位。然而我国的煤矿事故频发，是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家之一1，虽然我国煤矿死亡人数从比以前大有好转，但依然不容乐观。安全第一，预防为主，综合治理2十二字方针表明，煤矿生产离不开安全，而安全监测监控系统能够从源头上解决此问题。1 概述KJ31N型煤矿安全监测监控系统（简称KJ31N系统）融计算机网络技术、监测监控技术于一体，主要监测监控井上下各类有毒有害气体，24小时不间断实时监测，有效防止瓦斯事故、煤炭自然及胶带机的有效保护。系统主要由地面中心站、干线扩展器、各种智能传感器、矿用机电控制设备和传输电缆组成。采用干线供电方式，传感器就近挂接在干线上（总线上），系统容量最大可接32条干线，测点可达到15000个，适应于大、中、小各种矿井的不同需要。双马煤矿目前安装有3条干线端口，使用2条干线，满足矿井生产需要。2 系统主要功能2.1环境监测备该系统可监测甲烷、一氧化碳、氧气、二氧化碳、硫化氢、温度、风速、负压、烟雾、风门开关、风机开停等环境参数。2.2操作系统及监测系统软件主要功能KJ31N系统操作平台采用Windows7操作系统，系统软件目前升级至S900型，所有操作在中文菜单提示下完成。并可在表格状态下方便地点查询某个传感器信息，包括基本信息、动态信息及曲线。基本信息有，测点点号、传感器地址、传感器量程（模拟量）、报警值、测点创建时间、测点更新时间、报警点；动态信息有，当前状态值、当前状态、最值、平均值、报警次数、报警时长及当前状体持续时间；还可查询实时曲线、历史曲线、历史数据。2.3 CDI软件功能CDI软件是森透里昂S900型系统的一个重要组成部分，CDI软件安装在中心站的服务机或客户机上，也可安装在其他客户机上，通过CDI软件可以对干线上的所有设备进行状态的查看、参数的编辑、以及逻辑的控制等等，实现了工业环境监测监控的高度智能化，减少工人井下劳动量，很大程度上解放了劳动力。下图是CDI软件的主界面文件、设置、P2065、T1015、T1000、多功能、SH传感器、区域控制器、远程中继器、ISPowerSupply、信息查询。2.4 KJ31N系统其它功能介绍1）KJ31N系统支持CAD图形、模拟图形，并配备相应的的绘图工具，可以方便地在屏幕上绘制示意图形。2）报表可根据用户需要自行生成，打印所需各类数据表格、图形及曲线。3）传感器超限时有声光报警显示，并在屏幕自动报警测点，显示传感器的安装地点、报警值、开始时间、更新时间、原因确认及报警条数序号。4）传感器报警断电点通过CDI设定或修改，也可以在智能传感器上直接设定，具有就地断电和异地断电多种断电方法，并且能够实现故障闭锁。35）KJ31N系统能进行扩展，并可与其它煤安联检设备联网，形成矿井监测中心。并可上传监测数据至集团公司、总公司及相关煤矿安全监察部门。33 矿井情况双马一矿井田含煤层近30层，其中有对比意义的煤层有15层，自上而下编号为3-1、3-2、4-1、4-2、4-3、6、8、10、12、16、17、18、18-1、18-2、18下。井田内发育的可采煤层为3-1、3-2、4-1、4-2、4-3、6、10、12、17、18-1、18-2煤层，其中3-2、4-1、4-2、4-3、6、10、12、17为主要可采煤层，其它局部可采煤层。目前矿井有主斜井、缓坡副斜井（行车）及回风斜井构成三大井筒，4-1煤回风大巷、4-1煤运输大巷、4-1煤辅运大巷三条水平大巷，4-1煤总回风联络巷，03首采工作面，02备采工作面，04运输顺槽、04回风顺槽，01采区边界泄水巷掘进工作面，01采区边界泄水巷甲、乙水仓，01采区边界泄水段掘进工作面，05回风顺槽、05运输顺槽掘进工作面（临时密闭），4-3煤运输大巷运输顺槽掘进工作面（临时密闭），4-1煤采区变电所，+1046m中央变电所，1046m井底水仓及4-1煤永久避难硐室等主要巷道、硐室及大型水仓。4 矿井监控设备安设根据双马煤矿初步设计及矿井实际采掘接续安排，目前使用两条主光缆（干线）通过光端机（光电转化器RS485通讯）与井下设备连接。在副井井口安设1台光端机（干线1），在4-1煤运输大巷1300m处安设一台光端机（干线2）。4.1干线1安设情况干线1光端机通过监测通讯电缆经输出1端口与副井井口温度、风速传感器接设，通过输出2端口经防雷器与主井井口温度、风速传感器接设。经四通本质安全型接线盒（后文简称四通接线盒）分线后进入4-1煤运输大巷12#联络巷处干线扩展器，经该干线扩展器输出1端口通入+1046m中央变电所处干线扩展器，输出2端口与4-1煤辅运巷密闭前甲烷传感器接设。+1046m中央变电所干线扩展器输出端口接设中央变电所甲烷、温度及+1046m井底水仓处甲烷、氧气传感器。干线1安设示意图如图4-1所示。图4-1图中改图标（ ）为干线扩展器（分站），绿色线条为监测通讯电缆，蓝色线条为光缆。4.2干线2安设情况4.2.1 4-3煤监测设备干线2光端机通过监测通讯线缆主干线敷设在运输大巷，通过四通接线盒在11#联络巷处接设1台干线扩展器，该干线扩展器端口1通入4-3煤方向，在副井与辅运联络巷处安设4-3煤干线扩展器，为4-3煤掘进过程及今后4-3煤整体煤层做准备，端口2经监测通讯线缆为05运输顺槽掘进工作面传感器做准备。4.2.2 01采区边界泄水巷段、4-1煤采区变电所监测设备在10#联络巷处经四通接线盒安设1台干线扩展器。该干线扩展器端口1通入4-1煤永久避难硐室，端口2敷设与4-1煤辅运大巷。在4-1煤采区变电所处由四通接线盒分两路，一路进入4-1煤采区变电所，安设1台干线扩展器为变电所内传感器供电。另一路沿辅运巷敷设。在04回风绕道处由四通接线盒分路，一路与回风绕道处2台干线扩展器向连接，另一路沿辅运巷延伸。04回风绕道处一台接设04回风顺槽联络巷处皮带机头、机尾一氧化碳和烟雾传感器及05回风顺槽段第一部、第二部处皮带机头、机尾一氧化碳和烟雾传感器；另一台与05回风顺槽移变硐室处干线扩展器相连接，为01采区边界泄水巷（后文简称泄水巷）段掘进工作面所需传感器供电。4.2.3 01采区边界泄水巷段监测设备运输大巷所敷设主干线在04运输顺槽巷口处经四通接线盒分线，从04运输顺槽敷设而下。在04运输顺槽1#联络巷处安设1台干线扩展器端口1为03综采工作面回风流所安设传感器供电。端口2向04运输顺槽方向继续延伸，延伸至04运输顺槽4#联络巷处安设1台干线扩展器端口1为03综采工作面、03综采工作面上隅角传感器及04运输顺槽掘进工作面瓦斯电闭锁断电器供电。端口2向04运输顺槽继续延伸，至04工作面通风措施巷处安设1台干线扩展器，端口1为04运输顺槽掘进工作面风机开停传感器、04运输顺槽、04通风措施巷皮带机头、机尾一氧化碳、烟雾传感器及泄水巷段掘进工作面风机开停传感器供电。端口2向04运输顺槽延伸至泄水巷段巷口，在泄水巷段巷口安设1台干线扩展器。端口1为04运输顺槽掘进工作面传感器及泄水巷段巷口皮带机头传感器供电。端口2延伸至泄水巷段巷口处安设1台干线扩展器。端口1为泄水巷甲、乙水仓传感器及泄水巷供电。端口2为泄水巷段传感器供电。4.2.4 03运输顺槽监测设备10#联络巷从辅运巷敷设线缆至03运输顺槽绕道处经四通接线盒安设1台干线扩展器。端口1为03运输顺槽皮带机头及1#联络巷传感器供电。端口2为03运输顺槽皮带机尾传感器、03工作面瓦斯电闭锁断电器、02回风顺槽5#联络巷水仓传感器供电。4.2.5 02运输顺槽监测设备03运输顺槽绕道处四通接线盒主线路沿4-1煤辅运巷敷设至02运输顺槽1#联络巷，在1#联络巷处安设1台干线扩展器，为02运输顺槽传感器提供电源。另一端口为后期泄水巷远距离通讯提供准备。总体设计如图4-24.2.6 4-1煤总回风联络巷、总回风斜井及地面主扇房监测设备运输巷主干线敷设至原4-1煤临时变电所处安设干线扩展器，经过4-1煤总回风联络巷至风井井口地面主扇房，在主扇房内安设干线扩展器，为总回风斜井传感器及主扇开停、矿井负压传感器供电。整体线路及干线扩展器安设如图4-2所示。图4-2图中改图标（ ）为干线扩展器（分站），绿色线条为监测通讯电缆，蓝色线条为光缆。5 总结多条干线与井下设备连接可减少故障范围，不至于因线路短路导致整个安全监测监控系统瘫痪。干线间能够做到互不影响，提高了通讯的稳定性，同时由于多条干线可减少每一条干线的传感器数量及测点数量，可使巡检周期大大缩短，环境数据更新周期缩短，提高了矿井抗灾能力。光缆的敷设使传输速率提高，且不受电磁干扰，使终端接受的数据误差更小。且干线扩展器故障隔离原理可快速查找故障区域。通过双马煤矿KJ31N安全监测监控系统的实际应用发现此中设计科学合理，可满足矿井生产需要。参考文献：1 林柏