安全监控系统

1、实习报告实习性质： 学生姓名： 专业班级： 指导教师 实习时间： 实习地点： 重庆工程职业技术学院重庆工程职业技术学院学 生 实 习 考 核 表学生姓名专业班级指 导 教 师贾涛实习时间年 月 日 至 年月日实习地点实习名称自我总结（包括遵守纪律、增长知识、动手能力、独立工作、团队协作等方面）指导教师意见实习单位意见并盖章（院内实习由系签署）考核等级目录1 安全监控系统概述11.1 矿安全监控系统的作用11.2 监控系统性能及测量仪器22 安全监测监控系统和传输设备的布局52.1 检测监控系统设备选型原则52.2 监测监控系统设备调试与校正72.3 传感器和传输设备及器材选型72.4 掘进面传

2、感器选型及配置82.5 其他地点传感器选型及配置92.6 各类传感器的有关参数92.7 矿井各类传感器装备量102.8 管理机构和人员培训的保证措施11实习总结12参考资料131 安全监控系统概述1.1 矿安全监控系统的作用影响矿井安全生产的因素很多，主要的灾害因素有3个：即瓦斯爆炸、水灾和井下起火，这3个灾害中瓦斯爆炸尤为常见，并且是3灾中的首害。它的破坏作用极大，是一种瓦斯、煤尘、大火混合型的爆炸灾害。解决这个问题的有效办法就是随时测出其地域点的瓦斯含量：当超限时急时采取措施。 煤矿监控系统主要用于煤矿安全监测和实时控制。系统能根据计算机程序设定或地面中心站主机控制，对矿井采掘工作面、机电

3、硐室、进风巷、回风巷和采区的环境参数及矿井机电设备的开停状态和风门开闭状态进行连续自动地监测，并自动报警及断电，能对煤矿井下环境、火灾参数、通风设施、运输安全状况及各种机电设备的开停状态等安全生产信息进行实时采集和数据处理，实现对工业现场的闭环控制。 随着计算机技术和网络技术的发展，矿井监控系统的研制得到了快速发展，基本形成了一个完整的体系，监控系统在我国的生产矿井中得到了比较广泛的应用，并在矿井的安全生产管理方面发挥了重要作用；它是保障煤矿安全生产的重要手段。在矿井的防灾、减灾方面以及提高生产效率方面起着重要作用，是矿井生产实现现代化管理的一个重要标志!目前全国绝大多是高瓦斯矿井、煤与瓦斯突

4、出矿井都装备了此类监控系统。数字化监控系统示意图如图1.1所示。图1.1 系统结构图1.2 监控系统性能及测量仪器根据煤矿安全规程第158条规定，所有矿井必须装备矿井安全监控系统。设计在采煤工作面进、回风巷、回风隅角、掘进工作面碛头、矿井总回风巷、井下中央配电所、主扇风机房等重要机电硐室，必须设置甲烷传感器，并设置安全集中监测系统，对矿井瓦斯浓度、一氧化碳、温度、风速、压差等影响矿井安全的环境参数及矿井主要机电设备的运行状况进行监测监控。控系统的性能以KJ90NA系列为例来阐述,KJ90NA煤矿监控系统如图1.2所示图1.2 KJ90NA煤矿监控系统其主要的技术指标见下表：容量128个，102

5、4个输入量，512个控制量传输速率2400bps传输方式RS485或DPSK心站到分站传输距离25km分站到传感器传输距离2.5km巡检周期30s处理精度0.5%画面刷新4s电源波动90110%(地面)、1575%(井下)处理传感器种类瓦斯、风速、负压、一氧化碳、水位、煤位、温度、烟雾、开停、风门、馈电、流量、电流、电压、功率等系统主要设备参数及特点：(1) 地面中心站型号：KJ90NA配置监控主机IPC6102台，数据库服务器2台图形工作站1台(可选配4屏或2屏多屏模式)KJJ46数据通信装置2台LQl600K或喷墨打印机1台山特2KVA在线不间断电源1台DHX90避雷器1套10/100M自

6、适应网络集线器1台可配接多达255台远程网络终端，实现在不同地点监控信息的远程实时共享。软件运行平台为WIN98/2000/2003环境，通过Ethernet以太局域网组成全网络化环境，协议支持标准TCP/IP等。(2) KJJ46型数据通信接口是KJ90NA型煤矿监控系统的关键设备，主要实现地面中心站与井下监控分站之间的数据双向通信、地面非防爆设备与矿井防爆设备之间的电气安全隔离等功能。通讯方式：DPSK/RS485通讯速率：2400bps通讯距离：25km(3) 矿井系列监控分站KJ90-F16/F8大、中型分站是KJ90NA型煤矿监控系统的关键配套设备，主要实现对各类传感器的数据采集、实

7、时处理、存储、显示、控制以及与地面监控中心的数据通信。具有红外遥控初始化设置功能。可独立使用，实现瓦斯断电仪和瓦斯风电闭锁装置的全部功能。容量：KJ90-F16/F8分别是16/8个输入端口，8/5个控制输出(模拟量和开关量可任意互换)电源电压36、127、220、380V、660V本安电源18VDC或24VDC输入信号200-1000Hz，1-5mA、1/5mA、触点输出信号电平、触点分站至传感器距离2.5km处理误差0.5断电容量36V/5A、660V/0.3A防爆型式Exib矿用本安型2 安全监测监控系统和传输设备的布局2.1 检测监控系统设备选型原则鉴于煤矿安全监控系统的重要性，以科学

8、的方法、严谨的态度，认真对系统仔细的分析，力求达到系统设计的先进性、可靠性、实用性和可扩展性。(1) 用技术先进、性能价格比高的设备、器材。其齐全的功能、卓越的品质、合理的价格和优良的扩展性能，使系统能长期稳定地发挥应有的作用。(2) 测监控设备必须符合有关国家标准和行业标准，取得“防爆合格证，且优先选择本质安全型设备。(3) 有监测、报警、断电、控制、显示、存储、打印报表和完善的故障闭锁功能。当电网停电时能正常工作不小于2h；系统必须具有防雷电保护；中心站不少于2台主机，1台备用。统操作简单，维护方便；系统可靠性高，抗破坏力强。分利用现有KJ90NB监测系统资源，有利于统一管理的原则。其次，

9、安全监控系统的组成、设置地点和布置，安全监控系统由监控系统主机、传输接口、地面分站、井下分站、传输电缆、各种传感器等组成。(1) 测监控总站安全监控系统地面中心站设在+370m工业广场矿办公楼安全监控室，以便矿领导及有关部门可随时查看全矿的监测控实时信息，及时掌握当前的各类生产、设备运行信息。矿井安全监测监控系统选用先进的融计算机技术、程控调度通讯技术和光纤传输技术于一体的KJ90NB型煤矿安全监测监控系统。地面监控总站设监控主机2台，1台工作1台备用。配置为P4/2.4G/256M/80G/100M/光驱/21显示器；配备3kVA交流稳压电源l台，STKlkVA/4Ah型UPS电源l台，四屏

10、显示驱动卡1台，LQ-1600打印机1台，传输接口(KJ101)等。中心站主机不断的轮流与各个分站进行通信，每个分站接收到主机的询问后，立即将该分站接收的各测点信号传给主机，各分站又不停的接收各传感器信号进行检测变换和处理，时刻等待主机的询问，以便将检测参数传送到地面。地面需要对井下设备进行控制时，主机将控制命令与分站巡检信号一起传给分站，分站输出指令通过远动开关控制设备。监控主机将接到的实时信号进行处理和存盘，并通过本机显示器显示出来。并能将各测量参数的实时或历史数据，制作成各种图形或报表输出。(2)测监控分站分站是监测系统的关键配套设备，分大、中分站两种。大分站（KFD-2）容量：16个输

11、入端口，8个控制输出，最多安装16个传感器；中分站（KFD-3）容量：8个输入端口，4个控制输出，最多安装8个传感器。测监控分站为矿用本质安全型，输入电压为AC36或AC127V，频率为50Hz。分站在接传感器时，不用区别开关量、模拟量，完全由地面计算机作统一定义。分站主要实现对各类传感器数据收集、实时处理、存诸、显示、控制和与地面中心站的数据通信。分站可适用于井上下各种场合，实现瓦斯断电仪和瓦斯风电闭锁装置的全部功能。分站使用带备用电源（独立供电大于2h），当系统停电或发生故障时，仍可独立工作，能从分站调出有关参数进行故障分析。井下分站安装在便于人员观察、调试、检验及支护良好、无滴水、无杂物

12、的进风巷道或硐室中，安装时加垫支架，使其距巷道底板不小于300mm或吊挂在巷道中。声光报警器设置在相邻分站附近。瓦斯传感器防爆型式为Exibd I矿用本安兼隔爆型，其余为Exibd I矿用本安型，传感器稳定性好、可靠性高，具有就地数据显示、报警、断电等功能，工作电流小，传输距离远。系统具有独特的三级断电控制和超强异地交叉断电能力（中心站手控、分站程控和传感器就地控制），具有断电回信息比较，若异常则报警。矿井达产时，全矿共需要9个监测监控分站，使用7个，备用2个。其中：使用大分站3个，备用1个；使用中分站4个，备用1个。各监测监控分站设置情况见表2-1所示：表2-1 监测监控分站设置情况表序号分

13、站安装地点分站型号单 位数 量备 注1+335m车场进风巷SBF KFD-2台1掘进面2+300m车场进风巷KFD-2台13首采区一中部车场KFD-2台14大分站使用合计台35首采区绞车房KFD-3台16+200m水泵房KFD-3台17+370m地面空压机站KFD-3台18中煤组风井风机房KFD-3台19中分站使用合计台410大、中分站使用合计台711大分站备用KFD-2台112中分站备用KFD-3台113总 计台92.2 监测监控系统设备调试与校正监测监控系统设备每月至少进行一次调试、校正。甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪等采用载体催化元件的甲烷检测设备，每10天必须使用校准气样和空气样调校

14、、测试1次。监测监控设备发生故障时，必须及时处理，在故障期间必须有安全措施。必须每天检查监测监控设备及电缆是否正常，使用便携式甲烷检测报警仪与甲烷传感器进行对照，并将记录和检查结果报监测值班员；当两者读数误差大于允许误差时，先以读数较大者为依据，采取安全措施并必须有8h内对2种设备调校完毕，必须设专职人员负责便携式甲烷检测报警仪的充电、收发和维护。每班要清理隔爆罩上的煤尘，发放前必须检查便携式甲烷检测报警仪的零点和电压或电源欠压值，不符合要求的严禁发放使用。2.3 传感器和传输设备及器材选型输设备应符合中华人民共和国煤炭行业标准煤矿用信息传输装置（MT/T899-2000）。用于监测监控系统的

15、误码率不应大于10-6，最大巡检周期不应大于30s。安全监测监控设备之间的输入输出信号必须为本质安全型信号，设备之间必须使用专用阻燃电缆、光缆连接，严禁与调度电话线和动力电缆等共用。(1) 传输设备及器材型号、数量根据煤矿安全规程规定，井下电缆必须选用检验合格的并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆、光缆。本系统中心站下井、井下主要传输线采用光缆，主要有：MHY32(PUYV39、PUYV39-1)MHYA32 矿用聚乙烯绝缘阻燃聚氯乙烯护套单钢丝铠装井筒信号电缆 用于斜井或竖井中作主信号电缆，其次是MHYVRP(PUYVRP) 矿用聚乙烯绝缘阻燃聚氯乙烯护套铜丝编织屏蔽信号软电缆。分站至模拟量

16、传感器之间采用MYVRP147/0.52型电缆，分站至开关量传感器之间、控制电缆采用PUYVR-127/0.28型电缆。电缆每隔100m作一黄色标志，标志长度为100m，电缆的敷设、连接方式按相关规程规范的规定执行。(2)传输设备由传输电缆和接线盒组成，传输电缆分3种规格：主通讯电缆：用于监控总站至分站、分线盒至分站的数据传输，型号PUYVRP39 147/1.38，长1200m。模拟电缆：用于分站至分线盒的数据传输，型号PUYVP 147/0.43，长2150m。开关量电缆：用于分线盒至传感器的数据传输，型号PUYVP 127/0.28，长2350m。 二通、三通接线盒各8个。 输接口设备为

17、KJ101数据通信装置，通讯方式为RS485。(3)监测设备各类传感器布置根据煤矿安全规程、煤矿安全监测新标准、新规程等有关规定，结合本矿井的开采技术条件、采掘布置、回采工艺、生产系统等综合条件，对井下采掘工作面、硐室、各主要生产环节等进行了传感器配备。(4)回采面传感器选型及配置本矿井为低瓦斯矿井，故在回采工作面工作面上隅角、回风巷、回风流分别设有甲烷传感器。一氧化碳传感器和温度传感器用于有自燃倾向的煤层，前者报警浓度0.0024，后者报警值34。进风流：设置0-10%的低浓度甲烷传感器，报警浓度为0.5%、断电浓度0.5%，复电浓度0.5%。断电范围运输巷全部非本质安全型电气设备。工作面和

18、上隅角：设置0-10%的低浓度甲烷传感器，报警浓度为1.0%、断电浓度1.5%，复电浓度1%。断电范围工作面和回风巷全部非本质安全型电气设备。回风巷：在回风巷中部及回风巷与采区回风上山相距10m处设置0-10%的低浓度甲烷传感器，报警浓度为1%、断电浓度1.5%、复电浓度1%。断电范围回风巷全部非本质安全型电气设备。回采工作面瓦斯传感器设置要求见图2-2回采工作面瓦斯传感器设置要求见图2-22.4 掘进面传感器选型及配置本矿井为低瓦斯矿井，在掘进面和回风流中分别设有甲烷传感器，在掘进面进风处设有局部通风机开停传感器，风筒末端设置风筒传感器。碛头：设置0-10%的低浓度甲烷传感器，报警浓度为1%

19、、断电浓度1.5%、复电浓度1%。回风：设置0-10%的低浓度甲烷传感器，报警浓度为1%、断电浓度1%、复电浓度1%。工作面甲烷传感器断电范围为掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。掘进工作面甲烷传感器设置要求见图2-1。图2-3 掘进工作面甲烷传感器布置图 2.5 其他地点传感器选型及配置(1)矿井总回风巷在总回巷测风站位置分别设置甲烷传感器、风速传感器等。当总回风巷中瓦斯浓度超过0.70%时，发出声光报警。(2)主要机电硐室在井下采区绞车房、+200m 中央变电所、水泵房等处，分别设置甲烷传感器、开停传感器等，当进风流中瓦斯浓度达到1.0%时，发出声光报警，并切断电源。(3)主扇风机房在中煤

20、组风机房安设开停传感器、一氧化炭传感器、风门开闭传感器，在总回风风硐安设压力传感器，在总回测风站安设甲烷传感器、风速传感器等。2.6 各类传感器的有关参数 (1)甲烷传感器甲烷传感器设置在井下工作面，掘进头、回风巷道等地方，用于连续监测井下气体中甲烷含量，当甲烷含量超限时，应具有声光报警功能，同时由有关设置切断相应范围的电源。传感器的测量范围：0%10%CH4连续可测；传感器的测量误差：对0%1%范围为1.0%CH4；对1%2%范围为0.2%CH4；对2%4%范围为0.3%CH4；对4%10%范围为8%CH4真值（相对误差）；报警值0.5%2.5%可调，光信号应能在20m清晰可见；传感器的响应

21、时间应不大于30S。(2)温度传感器温度传感器设置在井下机电硐室内，测量其环境温度以保证机电设备工作面允许的环境温度下：测量范围：-5+45测量精度：1报警值：34(3)风速传感器风速传感器安装在井下各主要风道，测量其风速，以保证井下各井巷中的风流速度符合规程要求，同时还可依据所测的风速及所测点巷道断面计算出其风量及吨煤风量。测量范围：0.415m/s。测量误差：0.3m/s。(4)风门开闭传感器安装在井下各固定风门设置处，以监测各风门的开、关状态，保证井下风路畅通。(5)负压传感器负压传感器安装在矿井风峒内，用以连续监测矿井风压。测量范围：0-5kPa（表压）测量精度：1%(6)机电设备开停

22、传感器安装在井下主水泵、局扇等主要机电设备设置处，用以监测各机电设备的开、停状态，保证机电设备的正常运行。 2.7 矿井各类传感器装备量(1)各类传感器装备量的确定设计根据矿井开拓布置，机械设备配备按实际需要地点进行配备。矿井采用走向长壁采煤法，设计布置2个采煤工作面，4个掘进工作面。因此，根据矿井各监测地点及监测内容即可确定所需的传感器种类以及数量，同时根据各传感器在运行期间的故障，考虑一定的备用量，各传感器的备用系数约为：甲烷传感器：35%；负压传感器：25%；其它模拟传感器：30%；开关类传感器：20%；控制类传感器：20%。本矿井共装备有如下传感器：高低浓度甲烷传感器、开停传感器、风速

23、传感器、压差传感器、负压传感器、温度传感器、风门传感器、一氧化碳传感器、水位传感器等各类反映井下环境及各类设备工况参数传感器。矿井各类传感器装备量见表2-4；矿井各类传感器数量及位置见表2-5：表2-4 矿井各类类传感器装备量表序号传感器名称型号及规格装备量备用量装备总量1高低瓦斯浓度传感器KG9001B163192风速传感器GY151123风门开闭传感器KG92-16284设备开停传感器GT-1(A)132155断电仪/馈电传感器KDD-25166压力传感器KG95012137温度传感器GW50A5168一氧化碳传感器KG92011129水位传感器KG990131410风筒传感器GY1541

24、511流量传感器11212车载式甲烷传感器DJC4/200112合 计581674(2) 传感器的校验矿井安全监测监控系统所安装的各类传感器，在入井前，必须经检验后，方可入井使用，使用过程中，每年应定期对使用的各类传感器进行检验。各类传感器调校均由供货厂家完成，或者由永荣矿业公司仪器仪表检测维修中心进行，厂家负责培训调校人员的培训，由专人负责进行各类传感器的调校。2.8 管理机构和人员培训的保证措施矿井通风部门应建立安全监测机构，并配备具有通风和安全监测专业知识的工程技术人员、监测监控系统巡视、维修人员。为使设备正常运行，监测监控设备生产厂家可免费提供相应的技术培训，使维修人员能掌握对设备的日常维护和一般性的故障查找及排除，让使用人员能熟练掌握系统的各项功能性操作。安全监测人员必须经过通风和安全监测专业培训，并取得合格证方可上岗。设计建议矿井达产后，应进一步结合矿井出现的各种新情况、新问题，及时完善矿井安全监测监控系统。矿井安全监测监控系统见图YCAMK2009-13，矿井监测传感器布置实习总