煤炭安全监控系统

1、提提 纲纲 矿井监控的意义矿井监控的意义2 2 矿井监控的特点矿井监控的特点3 3 矿井监控关键科学技术问题矿井监控关键科学技术问题4 4 煤矿井下电磁环境与电磁兼容煤矿井下电磁环境与电磁兼容 煤炭行业是高危行业，瓦斯、煤尘、煤炭行业是高危行业，瓦斯、煤尘、水灾、火灾、冲击地压等困扰着煤炭工水灾、火灾、冲击地压等困扰着煤炭工业的健康发展。其中，瓦斯（煤尘）爆业的健康发展。其中，瓦斯（煤尘）爆炸事故是煤炭生产最严重的灾害。炸事故是煤炭生产最严重的灾害。 1 1 矿井监控的意义矿井监控的意义 2004 2004年全国煤炭总产量年全国煤炭总产量19.5619.56亿吨，亿吨，全国煤矿发生各类死亡事故

2、全国煤矿发生各类死亡事故36413641起，死起，死亡亡60276027人，百万吨死亡率人，百万吨死亡率3.083.08。20042004年年全国煤矿发生各类一次死亡全国煤矿发生各类一次死亡1010人以上的人以上的特大事故特大事故4242起，死亡起，死亡10081008人；其中，特人；其中，特大瓦斯事故大瓦斯事故3232起，死亡起，死亡867867人，事故起数人，事故起数和死亡人数分别占全国煤矿特大事故的和死亡人数分别占全国煤矿特大事故的 76.2%76.2%和和86%86%。 20052005年全国煤炭总产量年全国煤炭总产量21.921.9亿吨，亿吨，全国煤矿发生各类死亡事故全国煤矿发生各类

3、死亡事故33063306起，死起，死亡亡59385938人，百万吨死亡率人，百万吨死亡率2.712.71。20052005年年全国煤矿发生各类一次死亡全国煤矿发生各类一次死亡1010人以上的人以上的特大事故特大事故5858起，死亡起，死亡17391739人；其中，特人；其中，特大瓦斯事故大瓦斯事故4040起，死亡起，死亡11601160人，事故起人，事故起数和死亡人数分别占全国煤矿特大事故数和死亡人数分别占全国煤矿特大事故的的69%69%和和66.7%66.7%。 20062006年全国煤炭总产量约为年全国煤炭总产量约为23.2523.25亿亿吨，全国煤矿发生各类死亡事故吨，全国煤矿发生各类死

4、亡事故29452945起，起，死亡死亡47464746人，百万吨死亡率人，百万吨死亡率2.042.04。20062006年全国煤矿发生各类一次死亡年全国煤矿发生各类一次死亡1010人以上人以上的特大事故的特大事故3939起，死亡起，死亡744744人，其中，特人，其中，特大瓦斯事故大瓦斯事故2525起，死亡起，死亡472472人，事故起数人，事故起数和 死 亡 人 数 分 别 占 全 国 煤 矿 特 大和 死 亡 人 数 分 别 占 全 国 煤 矿 特 大 事故的事故的64.1%64.1%和和63.4%63.4%。 20072007年全国煤炭总产量约为年全国煤炭总产量约为25.525.5亿吨，

5、亿吨，全国煤矿发生各类死亡事故全国煤矿发生各类死亡事故24212421起，死亡起，死亡37863786人，百万吨死亡率约为人，百万吨死亡率约为1.4851.485。20072007年年全国煤矿发生一次死亡全国煤矿发生一次死亡1010人以上的重特大事人以上的重特大事故故2828起，死亡起，死亡573573人。其中，重特大瓦斯事人。其中，重特大瓦斯事故故2222起，死亡起，死亡460460人，事故起数和死亡人数人，事故起数和死亡人数分 别 占 全 国 煤 矿 重 特 大 事 故分 别 占 全 国 煤 矿 重 特 大 事 故的的78.6%78.6%和和80.3%80.3%。20082008年全国煤炭

6、总产量约为年全国煤炭总产量约为27.227.2亿吨，亿吨，全国煤矿发生各类死亡事故全国煤矿发生各类死亡事故19541954起，死亡起，死亡32153215人，百万吨死亡率约为人，百万吨死亡率约为1.1821.182。20072007全全国煤矿发生一次死亡国煤矿发生一次死亡1010人以上重特大事故人以上重特大事故3838起，死亡起，死亡707707人。其中，重特大瓦斯事故人。其中，重特大瓦斯事故1717起，死亡起，死亡334334人，事故起数和死亡人数分人，事故起数和死亡人数分别占全国煤矿重特大事故的别占全国煤矿重特大事故的44.7%44.7%和和47.2 %47.2 %。 20002000年至

7、今以来，全国煤矿发生一次年至今以来，全国煤矿发生一次死亡百人以上事故死亡百人以上事故9 9起，其中起，其中7 7起是瓦斯事起是瓦斯事故，如表故，如表1 1所示所示 。表表1 2000年年2007年全国煤矿发生一次死亡百人以上事故年全国煤矿发生一次死亡百人以上事故时间时间地点地点类别类别死亡人数死亡人数2000.09.27贵州省水城矿务局木冲沟煤矿贵州省水城矿务局木冲沟煤矿瓦斯煤尘瓦斯煤尘爆炸爆炸1622002.06.20黑龙江省鸡西矿业集团城子河煤矿黑龙江省鸡西矿业集团城子河煤矿瓦斯爆炸瓦斯爆炸1242004.10.20河南郑煤集团大平煤矿河南郑煤集团大平煤矿瓦斯爆炸瓦斯爆炸1482004.1

8、1.28陕西铜川矿业集团陈家山煤矿陕西铜川矿业集团陈家山煤矿瓦斯爆炸瓦斯爆炸1662005.02.14辽宁阜新矿业集团孙家湾海洲立井辽宁阜新矿业集团孙家湾海洲立井瓦斯爆炸瓦斯爆炸2142005.08.07广东省兴宁市大兴煤矿广东省兴宁市大兴煤矿透水事故透水事故1212005.11.27黑龙江七台河矿业集团东风煤矿黑龙江七台河矿业集团东风煤矿煤尘爆炸煤尘爆炸1712005.12.07河北省唐山市开平区刘官屯煤矿河北省唐山市开平区刘官屯煤矿瓦斯爆炸瓦斯爆炸1082007.12.05山西省临汾市洪洞瑞之源煤业有限公司山西省临汾市洪洞瑞之源煤业有限公司瓦斯爆炸瓦斯爆炸105 因此，瓦斯防治是减少煤矿死

9、亡事因此，瓦斯防治是减少煤矿死亡事故总量的首要工作，是煤矿安全生产工故总量的首要工作，是煤矿安全生产工作的重中之重。作的重中之重。 因此，瓦斯防治是减少煤矿死亡事故总量的因此，瓦斯防治是减少煤矿死亡事故总量的首要工作，是煤矿安全生产工作的重中之重。首要工作，是煤矿安全生产工作的重中之重。 避免或减少瓦斯爆炸事故的方法避免或减少瓦斯爆炸事故的方法 当空气中瓦斯浓度达到当空气中瓦斯浓度达到5%5%15% CH15% CH4 4（4%4%16%CH16%CH4 4）时，在一定能量的火源作用下，就会发）时，在一定能量的火源作用下，就会发生瓦斯燃烧和爆炸。因此，避免或减少瓦斯爆炸生瓦斯燃烧和爆炸。因此，

10、避免或减少瓦斯爆炸的发生就要控制空气中瓦斯浓度和火源。的发生就要控制空气中瓦斯浓度和火源。 使瓦斯浓度大于爆炸限使瓦斯浓度大于爆炸限 地下气化、地下液化、无人采煤。地下气化、地下液化、无人采煤。 使瓦斯浓度小于爆炸限使瓦斯浓度小于爆炸限 降低瓦斯浓度：抽采（放）、通风降低瓦斯浓度：抽采（放）、通风等；但不能保证任何时间和地点都满足等；但不能保证任何时间和地点都满足要求。要求。 控制火源控制火源 电气火花（约占电气火花（约占5050，监控、防爆、，监控、防爆、违章、设备故障等）、放炮、煤炭自燃、违章、设备故障等）、放炮、煤炭自燃、摩擦撞击、其他明火等。摩擦撞击、其他明火等。 煤矿安全监控系统的作

11、用煤矿安全监控系统的作用原理原理 当瓦斯超限、或掘进巷道局部通风机当瓦斯超限、或掘进巷道局部通风机停风时，切断相关区域的电源并且闭锁，停风时，切断相关区域的电源并且闭锁，避免或减少由于下述火源引起瓦斯和煤尘避免或减少由于下述火源引起瓦斯和煤尘爆炸：爆炸：（1 1）电气设备失爆、违章作业、电气设备）电气设备失爆、违章作业、电气设备故障电火花或危险温度引起瓦斯爆炸；故障电火花或危险温度引起瓦斯爆炸；（2 2）摩擦碰撞火花及高温等。）摩擦碰撞火花及高温等。 煤矿安全监控系统的功能煤矿安全监控系统的功能（1 1）瓦斯、风速、温度、）瓦斯、风速、温度、COCO、局部通风机开停、局部通风机开停、风筒漏风、

12、馈电状态监测等；风筒漏风、馈电状态监测等；（2 2）瓦斯超限或掘进巷道停风时，声光报警、就）瓦斯超限或掘进巷道停风时，声光报警、就地断电；地断电；（3 3）就地断电失效，远程断电；）就地断电失效，远程断电；（4 4）就地断电和远程断电失效，指挥工人断电；）就地断电和远程断电失效，指挥工人断电；（5 5）指挥撤人等；）指挥撤人等；（6 6）瓦斯突出、通风系统、自燃火灾等监测。）瓦斯突出、通风系统、自燃火灾等监测。6.3 6.3 采煤工作面甲烷传感器的设置采煤工作面甲烷传感器的设置6.3.1 6.3.1 长壁采煤工作面甲烷传感器必须按长壁采煤工作面甲烷传感器必须按图图1 1设置。设置。U U型通风

13、方式在上隅角设置甲烷传型通风方式在上隅角设置甲烷传感器感器T T0 0或便携式瓦斯检测报警仪，工作面设或便携式瓦斯检测报警仪，工作面设置甲烷传感器置甲烷传感器T T1 1 ，工作面回风巷设置甲烷传，工作面回风巷设置甲烷传感器感器T T2 2；若煤与瓦斯突出矿井的甲烷传感器；若煤与瓦斯突出矿井的甲烷传感器T T1 1不能控制采煤工作面进风巷内全部非本质不能控制采煤工作面进风巷内全部非本质安全型电气设备，则在进风巷设置甲烷传感安全型电气设备，则在进风巷设置甲烷传感器器T T3 3；低瓦斯和高瓦斯矿井采煤工作面采用串联通低瓦斯和高瓦斯矿井采煤工作面采用串联通风时，被串工作面的进风巷设置甲烷传感器风时

14、，被串工作面的进风巷设置甲烷传感器T T4 4，如图，如图1a1a所示所示。Z Z型、型、Y Y型、型、H H型和型和W W型通风型通风方式的采煤工作面甲烷传感器的设置参照上方式的采煤工作面甲烷传感器的设置参照上述规定执行，如图述规定执行，如图1b1b图图1e1e所示。所示。 10m10m15m15mT1T2 2T3 10m10m15m15mT410m10mT0上 隅上 隅角角10m10m （a）T2 2T110m15m10m（b）（c）T1T2 210m10m10m10m15m15mT1T2 2T1T2 210m10m10m10m10m10m15m15m10m10m15m15m（d）T1T2

15、 210m10m10m10m15m15m（e）AU型通风方式；型通风方式；bZ型通风方式；型通风方式；cY型通风方式；型通风方式；dH型通风方式；型通风方式；eW型通风方式型通风方式. 图图1 采煤工作面甲烷传感器的设置采煤工作面甲烷传感器的设置6.3.2 6.3.2 采用两条巷道回风的采煤工作面甲采用两条巷道回风的采煤工作面甲烷传感器必须按图烷传感器必须按图2 2设置。甲烷传感器设置。甲烷传感器T T0 0、T T1 1和和T T2 2的设置同图的设置同图1a1a；在第二条回风巷设置甲；在第二条回风巷设置甲烷传感器烷传感器T T5 5、T T6 6。采用三条巷道回风的采煤。采用三条巷道回风的

16、采煤工作面，第三条回风巷甲烷传感器的设置与工作面，第三条回风巷甲烷传感器的设置与第二条回风巷甲烷传感器第二条回风巷甲烷传感器T T5 5、T T6 6的设置相同。的设置相同。图图2采用两条巷道回风的采煤工作面甲烷传感器的设置采用两条巷道回风的采煤工作面甲烷传感器的设置T110m10m15m15mT6T0T2T510m10m15m15m10m10m10m10m6.3.3 6.3.3 有专用排瓦斯巷的采煤工作面甲烷传感器有专用排瓦斯巷的采煤工作面甲烷传感器必须按图必须按图3 3设置。甲烷传感器设置。甲烷传感器T T0 0、T T1 1、T T2 2 的设置同的设置同图图1 a1 a；在专用排瓦斯巷

17、设置甲烷传感器；在专用排瓦斯巷设置甲烷传感器T7T7，在工，在工作面混合回风风流处设置甲烷传感器作面混合回风风流处设置甲烷传感器T T8 8，如图，如图3a3a、图图3b3b所示。所示。（a）T110m10m15m15mT7T8T010m10m15m15mT210m10m15m15m10m10m15m15m 10m10mT1T2T710m10m15m15mT8T010m10m15m15m10m10m15m15m（b）图图3有专用排瓦斯巷的采煤工作面甲烷传感器的设置有专用排瓦斯巷的采煤工作面甲烷传感器的设置 6.3.4 6.3.4 高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井采煤工高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井采煤工作面

18、的回风巷长度大于作面的回风巷长度大于1000m1000m时，必须在回时，必须在回风巷中部增设甲烷传感器。风巷中部增设甲烷传感器。6.3.5 6.3.5 采煤机必须设置机载式甲烷断电仪采煤机必须设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪。或便携式甲烷检测报警仪。6.3.6 6.3.6 非长壁式采煤工作面甲烷传感器的非长壁式采煤工作面甲烷传感器的设置参照上述规定执行，即在上隅角设置甲设置参照上述规定执行，即在上隅角设置甲烷传感器烷传感器T T0 0或便携式瓦斯检测报警仪，在工或便携式瓦斯检测报警仪，在工作面及其回风巷各设置作面及其回风巷各设置1 1个甲烷传感器。个甲烷传感器。 煤矿生产监控系统煤矿

19、生产监控系统 轨道运输监控系统主要用来监测信轨道运输监控系统主要用来监测信号机状态、电动转撤机状态、机车位置、号机状态、电动转撤机状态、机车位置、机车编号、运行方向、运行速度、车皮机车编号、运行方向、运行速度、车皮数、空（实）车皮数等，并实现信号机、数、空（实）车皮数等，并实现信号机、电 动 转 辙 机 闭 锁 控 制 、 地 面 远 程电 动 转 辙 机 闭 锁 控 制 、 地 面 远 程 调度与控制等。调度与控制等。 胶带运输监控主要用来监测皮带速胶带运输监控主要用来监测皮带速度、轴温、烟雾、堆煤、横向撕裂、纵度、轴温、烟雾、堆煤、横向撕裂、纵向撕裂、跑偏、打滑、电机运行状态、向撕裂、跑偏

20、、打滑、电机运行状态、煤仓煤位等，并实现顺煤流启动，逆煤煤仓煤位等，并实现顺煤流启动，逆煤流停止闭锁控制和安全保护、地面远程流停止闭锁控制和安全保护、地面远程调度与控制、皮带火灾监测与控制等。调度与控制、皮带火灾监测与控制等。 提升运输监控系统主要用来监测罐提升运输监控系统主要用来监测罐笼位置、速度、安全门状态、摇台状态、笼位置、速度、安全门状态、摇台状态、阻车器状态等，并实现推车、提升闭锁阻车器状态等，并实现推车、提升闭锁控制等。控制等。 供电监控系统主要用来监测电网电供电监控系统主要用来监测电网电压、电流、功率、功率因数、馈电开关压、电流、功率、功率因数、馈电开关状态、电网绝缘状态等，并实

21、现漏电保状态、电网绝缘状态等，并实现漏电保护、馈电开关闭锁控制、地面远程控制护、馈电开关闭锁控制、地面远程控制等。等。 排水监控系统主要用来监测水仓水排水监控系统主要用来监测水仓水位、水泵开停、水泵工作电压、电流、位、水泵开停、水泵工作电压、电流、功率、阀门状态、流量、压力等，并实功率、阀门状态、流量、压力等，并实现阀门开关、水泵开停控制、地面远程现阀门开关、水泵开停控制、地面远程控制等。控制等。 大型机电设备健康状况监控系统主大型机电设备健康状况监控系统主要用来监测机械振动、油质量污染等，要用来监测机械振动、油质量污染等，并实现故障诊断。并实现故障诊断。 采煤面综合自动化系统采煤面综合自动化

22、系统 全面实现采煤机、液压支架、刮板输送机、全面实现采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机、泵站、顺槽皮带的集中联锁控制，与井转载机、泵站、顺槽皮带的集中联锁控制，与井下工业以太网联接实现在地面集控中心、调度室下工业以太网联接实现在地面集控中心、调度室对采煤机位置及支架压力等上百个参数的远程实对采煤机位置及支架压力等上百个参数的远程实时监视，同时实现调度电话与工作面电话的联网时监视，同时实现调度电话与工作面电话的联网通话。通话。http:/采煤工作面自动化系统采煤工作面自动化系统2 23 3 米米未未采采区区支支架架支支架架支支架架支支架架支支架架支支架架采采 煤煤 机机前前部部运运输输机机转转

23、 载载 机机破破碎碎机机后后部部运运输输机机列车变电站电话机地面调度电话机T工工业业以以太太网网采采煤煤机机开开关关运运输输机机开开 关关转转载载机机开开关关运输机机开开关关破破碎碎机机开开关关泵泵 站站开开 关关泵泵 站站开开 关关皮带电机开关皮带电机开关皮带带电机开关皮带张紧系统皮带电机开关皮带电机开关皮带电机开关皮带张紧系统电电液液支支架架控控制制主主机机（） P PM M3 31 1 至至地地面面集集控控室室http:/矿井电机车运输自动化系统矿井电机车运输自动化系统 矿井电机车运输自动化系统是一个基于矿井电机车运输自动化系统是一个基于工业以太网的信集闭系统，在地面集控中心工业以太网的

24、信集闭系统，在地面集控中心实现对井下轨道运输的调度、信号的闭锁、实现对井下轨道运输的调度、信号的闭锁、道岔的自动控制及运输状况的在线监测，地道岔的自动控制及运输状况的在线监测，地面操作员直接与司机对话联系，撤消了井下面操作员直接与司机对话联系，撤消了井下调度室，使矿井运输管理跃上一个新的水平。调度室，使矿井运输管理跃上一个新的水平。http:/轨道运输监控操作场面轨道运输监控操作场面http:/http:/矿井皮带自动化系统矿井皮带自动化系统 矿皮带自动化系统在每条皮带设置门类齐全的矿皮带自动化系统在每条皮带设置门类齐全的保护装置、起停信号预报、工业电视摄像头、移动保护装置、起停信号预报、工业

25、电视摄像头、移动通信装置，控制信号、保护信号、开停信号均由设通信装置，控制信号、保护信号、开停信号均由设在皮带机头的在皮带机头的PLC装置进行集成后，接入井下工业装置进行集成后，接入井下工业以太网平台传至地面集控中心，在地面集控中心，以太网平台传至地面集控中心，在地面集控中心，工作人员通过观看现场的工业电视图像，通过与巡工作人员通过观看现场的工业电视图像，通过与巡检工移动电话联系，可靠地实现了对井下所有主运检工移动电话联系，可靠地实现了对井下所有主运输皮带的开停控制，实现井下现场无人值守，撤消输皮带的开停控制，实现井下现场无人值守，撤消皮带工区，井下上百人开停皮带的工作场景成为历皮带工区，井下

26、上百人开停皮带的工作场景成为历史，取而代之的是地面集控中心。史，取而代之的是地面集控中心。 http:/皮带集控操作场面皮带集控操作场面http:/http:/供电、排水、通风、提升、选煤自动化系统供电、排水、通风、提升、选煤自动化系统 根据同样原理，供电自动化系统实现了对井下根据同样原理，供电自动化系统实现了对井下变电所的地面停送电控制；排水自动化系统实现了变电所的地面停送电控制；排水自动化系统实现了对井下的自动排水；通风自动化系统实现了对矿井对井下的自动排水；通风自动化系统实现了对矿井通风机的远程开停控制；提升自动化系统实现了煤通风机的远程开停控制；提升自动化系统实现了煤炭装卸载及绞车运行

27、的全自动化；选煤厂自动化系炭装卸载及绞车运行的全自动化；选煤厂自动化系统实现了对整个地面生产系统上百台设备的集中控统实现了对整个地面生产系统上百台设备的集中控制。制。 http:/http:/http:/http:/http:/ 2 2矿井监控的特点矿井监控的特点 煤矿井下是一个特殊的工作环境，煤矿井下是一个特殊的工作环境，有易燃易爆可燃性气体和腐蚀性气体，有易燃易爆可燃性气体和腐蚀性气体，潮湿、淋水、矿尘大、电网电压波动大、潮湿、淋水、矿尘大、电网电压波动大、电磁干扰严重、空间狭小、监控距离远。电磁干扰严重、空间狭小、监控距离远。因此，矿井监控系统不同于一般工业监因此，矿井监控系统不同于一般

28、工业监控系统，矿井监控系统同一般工业监控控系统，矿井监控系统同一般工业监控系统相比具有如下特点：系统相比具有如下特点： (1)(1)电气防爆。一般工业监控系统均电气防爆。一般工业监控系统均工作在非爆炸性环境中，而矿井监控系工作在非爆炸性环境中，而矿井监控系统工作在有瓦斯和煤尘爆炸性环境的煤统工作在有瓦斯和煤尘爆炸性环境的煤矿井下。因此，矿井监控系统的设备必矿井下。因此，矿井监控系统的设备必须是防爆型电气设备，并且不同于化工、须是防爆型电气设备，并且不同于化工、石油等爆炸性环境中的工厂用防爆型电石油等爆炸性环境中的工厂用防爆型电气设备。气设备。 (2)(2)传输距离远。一般工业监控对系传输距离远

29、。一般工业监控对系统的传输距离要求不高，仅为几千米，统的传输距离要求不高，仅为几千米，甚至几百米，而矿井监控系统的传输距甚至几百米，而矿井监控系统的传输距离至少要达到离至少要达到1010千米。千米。 (3) (3)网络结构宜采用树形结构。一般网络结构宜采用树形结构。一般工业监控系统电缆敷设的自由度较大，工业监控系统电缆敷设的自由度较大，可根据设备、电缆沟、电杆的位置选择可根据设备、电缆沟、电杆的位置选择星形、环形、树形，总线形等结构。而星形、环形、树形，总线形等结构。而矿井监控系统的传输电缆必须沿巷道敷矿井监控系统的传输电缆必须沿巷道敷设，挂在巷道壁上。由于巷道为分支结设，挂在巷道壁上。由于巷

30、道为分支结构，并且分支长度可达数千米。因此，构，并且分支长度可达数千米。因此，为便于系统安装维护、节约传输电缆、为便于系统安装维护、节约传输电缆、降低系统成本宜采用树形结构。降低系统成本宜采用树形结构。 (4)(4)监控对象变化缓慢。矿井监控系监控对象变化缓慢。矿井监控系统的监控对象主要为缓变量，因此，在统的监控对象主要为缓变量，因此，在同样监控容量下，对系统的传输速率要同样监控容量下，对系统的传输速率要求不高。求不高。 (5)(5)电网电压波动大，电磁干扰严重。电网电压波动大，电磁干扰严重。由于煤矿井下空间小，采煤机、运输机由于煤矿井下空间小，采煤机、运输机等大型设备启停和架线电机车火花等造

31、等大型设备启停和架线电机车火花等造成电磁干扰严重。成电磁干扰严重。 (6) (6)工作环境恶劣。煤矿井下除有甲工作环境恶劣。煤矿井下除有甲烷、一氧化碳等易燃易爆性气体外，还烷、一氧化碳等易燃易爆性气体外，还有硫化氢等腐蚀性气体，矿尘大、潮湿、有硫化氢等腐蚀性气体，矿尘大、潮湿、有淋水、空间狭小。因此，矿井监控设有淋水、空间狭小。因此，矿井监控设备要有防尘、防潮、防腐、防霉、抗机备要有防尘、防潮、防腐、防霉、抗机械冲击等措施。械冲击等措施。 (7) (7)传感器（或执行机构）宜采用远传感器（或执行机构）宜采用远程供电。一般工业监控系统的电源供给程供电。一般工业监控系统的电源供给比较容易，不受电气

32、防爆要求的限制。比较容易，不受电气防爆要求的限制。矿井监控系统的电源供给，受电气防爆矿井监控系统的电源供给，受电气防爆要求的限制。由于传感器及执行机构往要求的限制。由于传感器及执行机构往往设置在工作面等恶劣环境，因此，不往设置在工作面等恶劣环境，因此，不宜就地供电。现有矿井监控系统多采用宜就地供电。现有矿井监控系统多采用分站远距离供电。分站远距离供电。 (8)(8)不宜采用中继器。煤矿井下工作不宜采用中继器。煤矿井下工作环境恶劣，监控距离远，维护困难，若环境恶劣，监控距离远，维护困难，若采用中继器延长系统传输距离，由于中采用中继器延长系统传输距离，由于中继器是有源设备，故障率较无中继器系继器是

33、有源设备，故障率较无中继器系统高，并且在煤矿井下电源的供给受电统高，并且在煤矿井下电源的供给受电气防爆的限制，在中继器处不一定好取气防爆的限制，在中继器处不一定好取电源，若采用远距离供电还需要增加供电源，若采用远距离供电还需要增加供电芯线。因此，不宜采用中继器。电芯线。因此，不宜采用中继器。 通过上面对矿井监控系统的分析，通过上面对矿井监控系统的分析，可以看出，矿井监控系统不同于一般工可以看出，矿井监控系统不同于一般工业监控系统。因此，直接用一般工业监业监控系统。因此，直接用一般工业监控的理论和技术解决矿井监控的问题是控的理论和技术解决矿井监控的问题是行不通的。不是不符合电气防爆要求，行不通的

34、。不是不符合电气防爆要求，就是传输距离太近，或网络结构不适合就是传输距离太近，或网络结构不适合用于矿井监控系统，或不能进行总线供用于矿井监控系统，或不能进行总线供电，或节点容量太小等等。电，或节点容量太小等等。 4 4 矿井监控关键科学技术问题矿井监控关键科学技术问题 矿井监控关键科学技术问题主要包括：矿井监控关键科学技术问题主要包括： （1 1）矿井监控信息传输；（）矿井监控信息传输；（2 2）矿井）矿井监控信息处理；（监控信息处理；（3 3）传感器无盲区布置）传感器无盲区布置与分级控制；（与分级控制；（4 4）矿用图像识别与处理；）矿用图像识别与处理；（5 5）生命探测及人员定位；（）生命

35、探测及人员定位；（6 6）矿用）矿用本质安全防爆电源；（本质安全防爆电源；（7 7）矿井监控系统）矿井监控系统试验方法等。试验方法等。 矿井监控信息传输主要研究系统网矿井监控信息传输主要研究系统网络结构、复用方式、矿用现场总线、矿络结构、复用方式、矿用现场总线、矿用以太网、传输协议、联网规约等。用以太网、传输协议、联网规约等。 矿井监控信息处理主要研究数据处矿井监控信息处理主要研究数据处理、信息输出、数据融合、数据挖掘、理、信息输出、数据融合、数据挖掘、重大灾害预警等。重大灾害预警等。 传感器无盲区布置就是针对瓦斯等传感器无盲区布置就是针对瓦斯等灾害，使用最少的传感器，实现无盲区灾害，使用最少的传感器，实现无盲区监测、优化传感器布置，实现分级分区监测、优化传感器布置，实现分级分区控制。控制。 矿用图像识别与处理就是建立矿工、矿用图像