东河煤矿调研报告

太原市煤气化集团东河煤矿监控监测系统及井下人员作业系统调研报告一、矿井概况东河煤矿是由太原煤炭气化(集团)有限责任公司购并蒲县汇鑫、东河、辛庄、东山4个小煤矿构成的，设计生产能力450kt/a，其中东河煤矿东山井(由原东河、汇鑫、东山小煤矿构成)设计生产能力为300kt/a，辛庄井为150kt/a。后来又通过和进一步的技术改造，生产能力不停提高，现生产能力为810kt/a，其中东河煤矿东山井生产能力为660kt/a，辛庄井为150kt/a。东河煤矿东山井位于蒲县县城东北方向直线距离25km处。地理坐标为：东经111°17′05″~111°21′47″，北纬36°29′06″~36°33′10″。井田西部有罗南柏油公路(县级)通过，为矿井重要交通公路，沿此公路矿井至蒲县县城32km，到临汾市70km。另外，井田北部的克城乡有柏油公路通往隰县黄土镇和洪洞县赵城乡，形成了与邻县的交通网络，交通比较便利。井田处在吕梁山脉南段，蒲县东部山地区域，海拔标高普通在+1350m～+1500m左右，相对高差100m～200m之间，井田内地形较为复杂，但大的冲沟不发育，属褶皱侵蚀中山地貌，山峰顶部较平坦，山坡多为缓坡类型，大部分沟谷呈“U”型，呈现成熟期地貌特性。井田南段为蒲县重要河流昕水河的源头地带，北部有一小部分跨过分水岭进入昕水河另一支流的源头地带区。二、井田内重要含煤地层井田处在霍西煤田乔家湾勘探区北部，重要含煤层为石炭系本溪组、太原组及二叠系山西组，煤系地层总厚度95～185m，平均厚度160m，含煤层14层，总厚度3.01～20.26m，平均9.05m，含煤系数6.65%。这些煤层中山西组2号煤层最稳定，全井田范畴内可采，也是矿井现在同意开采的煤层。2号煤层厚度1.39～2.00m，平均1.69m，倾角普通为3°～10°，东部边界倾角在15°以上，煤层较稳定,构造简朴，煤层伪顶为一层灰色、浅灰色砂质泥岩、砂岩等。伪顶之上为一层中粒砂岩。底板为灰岩、浅灰色粘土岩、泥岩。三、矿井瓦斯、煤尘爆炸及煤层自燃状况(1)瓦斯根据山西省煤炭工业局晋煤安发【】86号文献批复，太原煤炭气化(集团)有限责任公司东河煤矿东山井为低瓦斯矿井，绝对瓦斯涌出量3.89m3/min，相对瓦斯涌出量1.59m3/t。(2)煤尘爆炸危险和煤的自燃根据山西省煤炭工业局晋煤安发【】86号文献批复，太原煤炭气化(集团)有限责任公司东河煤矿东山井2号煤煤尘含有爆炸性，煤层自燃等级为Ⅱ级，属自燃煤层。四、瓦斯监测监控系统介绍瓦斯监测监控系统采用重庆煤科院KJ90NB瓦斯监测监控系统，系统重要有监控主机、监控分站、传感器、控制器、环网交换机、传输光缆、通信电缆等构成。监控主机采用研祥工控机为系统主机，监控主机采用双机热备方式以确保系统全天候正常运行。主机电源接入调度机房供电系统，双回路供电，大功率UPS不间断电源确保停电后系统运行时间不不大于6小时。本系统共安装F—16分站５台，其中地面风机房1台，用于监测主扇风机负压及2台风机开停。副井底监控设备硐室1台，用于监测总回风巷、主皮带巷、轨道巷的瓦斯、风速、CO及风门开关等。1301综采工作面1台，用于监测1301工作面进、回风巷道、1303掘进工作面的瓦斯，以及采煤机的开停、远程馈电断电控制等。西轨道巷、西主皮带巷各安装分站1台，用于监测两巷掘进工作面的瓦斯含量，局部通风机的开停监测以及综掘机的远程馈电断电控制。分站电源自带UPS电池续航能力不低于6小时（26日续航7小时）。该系统共安装传感器35台，其中瓦斯传感器13台，风机开停传感器6台，风门传感器3套，负压传感器2台，风速传感器4台，温度传感器3台，远程馈电断电控制器3台。本系统运用井下工业以太环网来实现数据传输，井下安装100M环网交换机2台，地面安装环网交换机1台，通过主副井筒光缆将瓦斯监测数据传输到地面监控主机。在大巷中所安装的监控设备涉及瓦斯监控分站、人员定位基站、环网交换机等全部有监控设备硐室中专用综保开关供电。在1301工作面中安装的监控分站和人员定位基站采用就近取电方式供电。五、KJ251A型煤矿人员管理系统本系统是加强入井人员管理、提高生命保障、增进煤矿安全生产的抱负产品。结合煤矿井下特殊的作业环境，采用先进的冗余技术、数据存储技术、双机热备技术、防碰撞技术、校验机制、低功耗技术及后备电源技术、防作弊机制等保障了系统精确可靠识别及传输，彻底解决了井下人员分布实时统计及考勤不精确的难题。实现对入井人员的身份核查、实时监测、跟踪定位、轨迹回放、重点区域数量统计、电子巡更、考勤管理、报表查询、信息网络公布、双向通讯、爆破闭锁、紧急搜救、生产调度、工资核算等功效，为煤矿安全生产以及紧急救援提供第一手可靠的决策实时信息。该系统可方便接入综合自动化网络平台，不必重复布线，减少投资。(1)、重要功效特点a.跟踪定位功效：系统对井下人员进行实时地跟踪监测，自动显示其位置。b.考勤管理功效：系统能够实时地统计作业人员出入井时刻；自动生成井下作业时间；可对全矿井、部门、干部或员工进行月考勤及报表打印，考勤精确率高，无漏卡现象。c.双向通讯功效：系统不仅能够接受识别卡发送信息，还能够对全矿井或部分区域内目的进行群发“撤离”命令、对单个目的下发“撤离升井”或“回电话”命令。中心站终端显示命令下发确认；地面可自由对命令进行撤销。d.自动识别功效：乘车出入的工作人员无需下车，在车辆进入监测区域后，就可自动完毕人员定位及考勤功效。e.数据存储功效：矿用读卡器和分站含有实时存储多条数据信息功效；即使在通讯中断的状况下，读卡器能够存储不少于3000条的数据信息，分站能够存储不少于4000条的数据信息。f.查询统计功效：能够对井下人数、重点区域人数、超时员工、上下井人数、系统运行信息等进行统计；对井下员工信息、分布状况进行查询。g.一键求救报警功效：识别卡可发送遇险求救信息，中心站进行报警提示，提供地址、时间等营救信息。h.班中餐及津贴统计发放功效：通过当班出勤统计数据，对的发放实际下井人员的班中餐及下井津贴，避免人工统计可能造成的违规现象。i.危险场合门禁功效：根据需要在煤矿井下限制员工进入特殊区域。如果有未经许可人员靠近该区域可发出声光报警信号，地面监控主机也会发出报警信号。j.特殊工种人员电子巡更功效：可对瓦检员、安检员等特殊工种人员进行实时监控、巡更管理。k.井下搜救功效：运用中心站提供的井下人员的大致地点，借助手持式读卡器可对井下人员进行精确搜寻。l.干部跟班管理功效：可对跟班干部井下跟班状况、工作时间、指定区域到位信息、加班状况等进行跟踪管理。m.区域爆破(放炮)闭锁功效：实时统计爆破区域内人员数量，区域内有人员时，实现爆破作业可靠闭锁；无人员时方可解锁进行爆破作业，确保井下人员生命安全。n.工资核算功效：自动导出人员月考勤信息，核算出工资报表，供财务部门参考。o.防作弊机制：实时监测分析入井人员携带标记卡性能及数量，发现替代卡则进行报警提示，确保入井人员携带标记卡的完好性和唯一性。p.安全环保：标记卡发射功率不不不大于1mw，符合国家有关规定。（2）、重要技术指标a.系统容量：可接分站64台以上，每台分站可接8台目的记别器，可监测目的数量65535个。b.数据传输速率工业以太网方式：100Mbps/1000Mbps；RS485通讯方式：2400bps/4800bps；c.系统通讯距离井下矿用交换机至地面中心站：≤45Km；分站至中心站或环网节点（交换机）：≤15Km；矿用读卡器至分站：≥3Km；矿用读卡器与识别标记卡间通讯距离：0～100m可调；d.系统巡检时间工业以太环网通讯方式：≤4s；RS485通讯方式：≤30s；e.最大并发识别数量：200张；f.标记卡电池工作时间:2年以上，双向识别卡可更换电池。（3）、系列人员定位分站KJ251-F8/F2、KJ90-F16(B)矿用本安型分站是KJ251A煤矿人员管理系统的核心设备，实现定位信息的实时收集、解决、存储、统计、显示及通讯等功效。KJ90-F16(B)矿用本安型分站不仅能够接入矿用读卡器，还能够接入甲烷、开停等传感器，实现安全生产监控系统和人员定位管理系统的二合一功效。重要技术指标：输入电压：AC660V/AC380V/AC220V/AC127V，(50±2)Hz(可选)；额定工作电压：12VDC/18VDC；分站与数据通讯接口的传输口：1路；通讯传输方式：RS485、半双工、主从式、双极性；分站与数据通讯接口的最大传输距离：≥10km；分站与读卡器的传输口：4路；接入读卡器数量：8台（F8）/2台(F2)；远程本安供电距离：≥2km；备用电源工作时间：≥2h；分站存储数据时间：≥2h；分站在主通讯中断后，可存储4000条数据信息。（4）、系列读卡器作为KJ251A煤矿人员管理系统的核心设备，负责与标记卡间的无线通讯，实现信息的采集、解决、存储、显示及发送等功效。KTW118型矿用无线通信基站能够接受矿用本安手机和定位识别卡的信息，实现矿井无线通讯系统和人员定位系统的二合一功效。重要涉及KJF210A/B型矿用读卡器、KTW118型矿用无线通信基站。重要技术指标：额定工作电压：DC9V～DC24.5V；；工作电流：≤150mA；工作频率：2.4GHz±0.08GHz；并发识别数量：≥200个识别卡；识别移动目的的最大位移速度：不不大于10m/s；漏卡率：不大于10-4；接受敏捷度：-65dBm；接受容量：1～65535；无线传输距离：≥80m；发射功率：≤1mW；防护等级：IP54；中断存储容量：≥3000条。（5）、系列定位识别卡KGE116C/D定位识别卡是KJ251A煤矿人员管理系统的核心设备，能将加密的编码信息发送给矿用读卡器，接受来自地面监控中心的调度命令。KGE116C单向识别卡用于标记人员或小型设备，体积小、重量轻、固定方式多样化、密封性能好；KGE116D双向识别卡用于标记人员或流动生产资料，识别距离远、发送求救信息、接受命令及声光提示等。重要技术及功效指标：1）带欠压报警提示；2）供电方式：KGE116C型标记卡：DC3V（纽扣型非充电锂电池，不可更换）；KGE116D型标记卡：DC3V（纽扣型非充电锂电池组，可更换）；3）使用寿命：KGE116B/C型标记卡：≥2年；KGE116D型标记卡：≥1年；4）发射功率：≤1mW；5）编码范畴：1～65535；6）无线接受距离：≥100m(KGE116D)；7）防护等级：KGE116C型标记卡：完全密封；KGE116D型标记卡：IP54；8）KGE116D型标记卡接受命令，进行声光提示；9）携带方式：体积小，可配备为帽卡、腰卡、矿灯卡。（6）、FDY50矿用移动式读卡器本设备用于检查携带标记卡的唯一性，也可对井下目的动态搜寻及精拟定位。重要技术指标：最大并发识别数量：≥200个识别卡；识别移动目的的最大位移速度：不不大于10m/s；漏卡率：不大于10-4；发射功率：≤0dBm；接受容量：1～65535；无线接受距离：无线最大接受距离：≥50m（搜寻状态）；近距离接受距离：≤50cm(检身及验卡状态）；工作时间：≥10h；存储容量：8000条信息；外观尺寸：65mm×116mm×41mm；防护等级：IP54。（7）、PH24矿用本安型电子显示屏既能与近距离读卡器连接，实现对标记卡工作状态进行检测判断，也可安装在井下对规定区域内的人员信息进行显示，可同时显示6条信息。重要技术指标：1）同时显示窗口：6个；2）显示刷新周期：2s；3）输入电压：AC220V(地面)；DC12V(井下)；4）主、从通讯传输方式：RS485；5）到下级设备的最大传输距离：2km；6）可实时显示CH4