(张新朝)监测监控电源蓄电池智能放电模式在煤矿安全生产中的应用

成 果登 记登 记 号登记日期科 学 管 理 成 果 研 究 报 告 书 陈矿科技字2012第 号 成 果 名 称：监测监控电源蓄电池智能放电模式在煤矿安全生产中的应用 完 成 单 位：陈四楼煤矿通风队完 成 人 员：张新朝 完 成 日 期： 2012年11月5日 陈四楼煤矿科技委员会二一二年监测监控电源蓄电池智能放电模式在煤矿安全生产中的应用一 概述： 安全监测监控系统是煤矿安全生产的可靠保障，安全监测监控电源作为安全监测监控系统的重要组成部分其供电的稳定性是安全监控设备正常运转的最重要、最基本的保证。我矿采用的安全监测监控系统系天地（常州）自动化股份有限公司研发的KJ95N型煤矿安全生产综合监控系统。监测电源为该公司研发的KDW65矿用隔爆兼本安型多路直流稳压电源，该电源提供3路本安电源输出、供电状态信号输出。3路本安电源输出的电压和电流、蓄电池（使用两节铅酸电池串联）工作状态（充电或放电）、供电状态信号的数据信息可在液晶显示板上显示， 同时通过电源信息采集主板上的RS485通讯接口上传至监控分站，再进过监控分站上传到地面中心站显示平台。监测电源中蓄电池是主要组成部分之一，监测电源蓄电池使用的电池是铅酸型免维护蓄电池，无记忆效应，非常适合作后备式电源使用。但铅酸电池属于易耗品。影响蓄电池寿命的主要因素是超时充电和勤充电。超时充电和勤充电会导致硫酸盐结晶而使蓄电池使用寿命缩短甚至报废。在固液交界处形成的硫酸铅的过饱和度大，从而形成的较多的硫酸铅晶体沉淀，一方面，堵塞极板微孔；一方面也堵塞隔板微孔，并且更容易生成枝晶。还使许多微晶在当时或充电时脱落。从而对电池造成伤害。同时由于硫酸的扩散速度慢，只能到达浅层而使更多的阿尔法二氧化铅放电转化，从而使极板极易软化而缩短电池寿命。目前，陈四楼煤矿安全监控系统监测电源的蓄电池通过智能放电模式很好的保证了监控电源蓄电池的稳定性。二 项目可行性分析：我矿安全监测监控系统目前共安装监测电源65台，所有监控电源的电压、电流信息均通过电源信息板上的RS485通讯接口上传至监控分站，再进过监控分站上传到地面中心站显示平台。煤矿安全规程第一百六十条明确规定：“当电网停电后，系统必须保证正常工作时间不小于2h。”。我矿监测电源在电网停电的情况下，监测电源供电时长的长短一直是监控系统稳定的潜在隐患，且无从考究。监测电源供电时长除负载因素外，更重要的是取决于监控电源蓄电池。监测电源脱离电网后，其供电容量完全取决于蓄电池的电量。我矿监控部门工作人员经过调查分析发现：监测电源经常性脱离电网使用蓄电池供电的，供电时长远远超过长时间在线充电的电源。经过与监测电源厂家技术人员沟通协调，监测电源内部的信息采集主板的版本协议和监控系统软件进行升级，升级后的监测电源信息采集主板可以接受到地面中心站发送的“指令”而自动闭合监测电源的AC/DC（交流/直流）变换器开关，同时“指示”蓄电池管理电路，将蓄电池中贮存的电能通过本质安全性电路释放出来，保持稳定的电源输出，实现不间断连续供电功能。当蓄电池接近完全放电时，监测电源信息主板控制程序自动开启AC/DC（交流/直流）变换器开关，使得交流电经过保险管进入隔离变压器的输入端，隔离变压器的输出端连接到AC/DC转换器开关，经过AC/DC输出的直流稳定电压经过电池管理电路连接到蓄电池。同时，AC/DC输出的直流稳定电压经过本质安全性电路为监控设备供电，从而形成了蓄电池智能放电模式。 三 项目经济效益和社会效益： 监测电源是煤矿安全监测监控系统的重要组成部分，监测电源的运行状态关系着矿井的安全生产，一旦监测电源出现供电故障，各类传感器以及监测设备无法正常工作，将无法获取安装地点的实时工况信息，导致监测监控“盲点”，造成重大安全隐患。瓦斯电闭锁造成区域性的电气设备跳电，严重影响矿井安全生产。按照陈四楼煤矿的安全生产周期计算平均每天出煤的时间在16个小时左右，大概出煤在13000吨左右，标煤的市场价格按照1300元/吨计算。每天可提高116130001300=105.6250万元的经济收入。每台监测电源的蓄电池2000元左右，我矿井下共有监测电源65台。更换一批蓄电池价格为65*2000元=13万元。监测电源蓄电池智能放电模式将大大延长监测电源蓄电池的使用寿命，使得监测电源的稳定性得到了保证。此外，监测电源稳定性提高后，在很大程度上减少了安全监测工维护监测电源的工作量，大大提高了工作效率；同时，安全监测工搬运监测电源的次数也将随之减少，这样就减少了安全隐患。监测电源蓄电池智能放电模式的应用，体现了我矿以人为本，创新发展的宗旨和“精细化”管理的理念；既是集团公司安全管理“零”理念体系的具体落实；又是践行集团公司企业文化“持续创新”的重要体现，助力矿井安全生产。四 项目推广前景和意义：监测电源蓄电池智能放电模式的成功应用，使安全监控系统隐患大幅减少，是矿井实现安全效益和经济效益“双丰收”的可靠保障之一。通过在本矿的应用效果来看，该项目有很大的推广意义，可同步推广到河南煤化其他煤业子公司的矿井同步进行实施，能有效保证各矿井安全监测监控系统的稳定运行，为各矿井的可持续发展提供良好助力。目前在陈四楼煤矿井下推广使用，也可应用于集团公司其他煤业子公司。这体现