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1、宁夏石嘴山市德源工贸有限责任公司沙巴台煤矿初步设计 第九章电气、通信及监控第九章 电气、通信及监控第五节 矿井安全监测、监控系统一、系统概述宁夏石嘴山市德源工贸有限责任公司沙巴台煤矿设计生产能力为15万t/a ，属低瓦斯矿井，主要灾害种类有瓦斯、一氧化碳、煤尘等，煤层无自燃发火倾向，煤尘有爆炸性危险。根据煤矿安全规程2006、矿井工业设计规范2005、煤炭工业小型煤矿设计规范GB50399-2006、煤矿安全监控系统通用技术要求AQ 6201-2006和煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范AQ 1029-2007的要求。该煤矿应该设置安全监测监控系统。二、安全监测监控系统的监测、监控范围及系
2、统选择1、系统的监测、监控范围煤矿安全监控系统地面中心站值班室应设置在矿调度室内，执行24小时值班制度。中心站要装备2套主机，1套使用、一套备用。安全监测设备主要针对矿井的各种安全环境参数进行准确监测及报警。要选择的监测设备，必须具备正确反映设备开停等开关参数，在系统的误差精度范围内准确反映监测地点的监测气体浓度、温度、压力、风速等参数。生产监控设备主要针对煤矿生产的各重要生产设备的工况进行监控。要选择的监控设备，必须具备正确控制设备开停，设备断电，并且不产生误动作等。在系统的选择上，重点注意考虑设备必须符合煤矿井下环境的使用条件，井下设备必须符合煤矿安全规程的有关规定，以保证设备本身的使用安
3、全和可靠工作。安全监控设备供电电源必须取自被控开关的电源侧，瓦斯超限断电后，不至于切断安全监控系统供电电源。2、系统选择根据矿井主要对甲烷浓度、一氧化碳浓度、风速、压差、温度、水位、煤位等模拟量进行监测，对馈电状态、设备开停、风门关合、风筒关合等开关量进行监测的情况。并考虑矿井灾害程度、设计规模。设计决定选择一套KJ95N型安全监测监控系统，该系统可实现矿井的安全监测和生产监控。三、系统功能1、系统必须具有双机切换功能，系统主机必须双机备份，并具有手动切换功能和自动切换功能，主机工作时，备机实时监测工作主机工作状态，当监测到工作主机异常时，备机自动转入工作状态，并使原工作主机转入备用状态。2、
4、传输主机（传输接口）至分站或分站至分站之间最大传输距离不小于10Km，分站至传感器之间最大传输距离不小于2Km。数据处理精度：系统数据传输率为大于2400bit/S，误码率小于10-8。防爆型监控设备之间的输入、输出信号应为本质安全型信号。系统配置的传感元件或传感器等关联设备稳定性达到15天以上。甲烷、温度、风速、风压、一氧化碳等重要测点的实时监测值存盘纪录可保存7天以上，设备故障/恢复正常时刻及状态等纪录可保存1年以上，当系统发生故障时，丢失上述信息的时间长度小于5min。系统应具备甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能。系统平均无故障工作时间应不小于800h 。系统宜具有自动、手动、就地、
5、远程和异地调节功能。3、系统必须采用煤矿安全监控系统通用技术要求规定的统一显示格式的系统软件。4、应具有故障闭锁功能：当与闭锁控制有关的设备未投入正常运行或故障时，切断该监控设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当与闭锁控制有关的设备工作正常并稳定运行后，自动解锁。5、由外部本安电源供电的设备一般应能在924V范围内正常工作。6、系统应具备甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能；当主机或系统主传输电缆发生故障时，系统可保证甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能。并具有故障诊断及异地断电功能。7、断电状态和馈电状态监测、报警、显示、存储和打印报表功能；系统具有甲烷浓度超限声光报警
6、和断电/复电控制功能。8、组网功能：监控机作为服务器可以通过数据交换机非常容易地进入企业信息管理系统，为企业信息管理系统各终端计算机提供浏览服务。9、支持光纤多模、单模、超五类双绞线传输介质。10、系统应选配供录音电话。11、系统应采用双电源供电。四、系统组成及参数在宁夏德源沙巴台煤矿地面工业广场调度室设置安全监测监控中心，井下传感器直接汇接在该中心计算机上。主通信电缆沿主斜井下井。系统由监控主机、UPS电源、集线器、电源避雷器、信号避雷器、瓦斯传感器、一氧化碳传感器、烟雾传感器、温度传感器、负压传感器、声光报警器、传输接口、监控分站、电源箱、接线盒、风筒风量开关、传输接口，设备开停传感器，风
7、门开闭状态传感器，通信电缆等组成。1、主备机系统采用主备机工作方式，主备机均为P4工控机，且配置相同。当主机故障时，备机自动或手动切换投入作主机使用。2、分站及电源A、KJF16A-8型分站输入容量 8个测点（模拟量或开关量累计量）；输出容量 4路开关量输出；B、KJ8001型分站输入容量 4个测点（模拟量或开关量或累计量）；输出容量 4路开关量输出；C、KDW16A不间断本安电源输入电压 AC660/127V；输出容量 DC18V，1A；停电后备用电池供电时间4h；3、传感器A、KGJ16B瓦斯传感器 供电电压918V，整机电流70mA（DC18V），测量范围04.0%，带声光报警功能；B、
8、KGA5一氧化碳传感器 供电电压918V，整机电流30mA，测量范围050PPM，带声光报警功能；C、KGF3风速传感器 供电电压：918V，测量范围：0.310m/s或0.315m/s，工作电流：30mA。D、KGT15开停传感器 供电电压 724V，整机电流 10mA。F、馈电状态传感器 供电电压 724V，整机电流 10 mA。用于断电状态监测，通过监测供电线路中馈电状态是否有电压，来判断系统发出的命令与馈电状态是否一致。4、传输设备及器材传输方式为高速干线电缆。该系统对传输介质的要求较低，可用光纤、一般矿用电缆，但该电缆必须为阻燃电缆，本系统设计采用KJ95关联的矿用电缆, 该系统可使
9、用MHYVR煤矿用聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套通信软电缆和MHYBV 煤矿用聚乙烯绝缘镀锌钢丝编织铠装聚氯乙烯护套通信电缆。五、监测设备设置地点和布置1、结合矿井的开采技术条件和安全条件、开拓布置及地面总平面图布置等，在风井及通风机房、工作面进回风巷、掘进工作面等地点设置测点。 2、工作面传感器布置（1）1501采煤工作面传感器类型、数量、位置 表1序号传感器名称型号数量位 置模拟量1矿用甲烷传感器KGJ16B4工作面、上隅角、回风巷、串联通风各12矿用一氧化碳传感器KGA53皮带输送机、工作面、上隅角各13矿用温度传感器KG3007A-11回风巷4烟雾温度传感器KGN11皮带输送机开关量1矿用开停
10、传感器KGT152进风巷、回风巷总电源开关2矿用馈电传感器KDD2进风巷、回风巷总电源开关负荷侧3车载式甲烷断电仪2蓄电池式电机车3、掘进工作面传感器布置（1）1502回风顺槽炮掘面传感器类型、数量、位置 表2序号传感器名称型号数量位置模拟量1矿用甲烷传感器KGJ16B3工作面、回风巷、串联通风各1开关量1局扇开停传感器KGT152局扇设备电源2矿用开停传感器KGT151掘进总电源开关3矿用馈电传感器KDD1掘进总电源开关负荷侧4矿用风筒传感器KG50091风筒（2）1502运输顺槽炮掘面传感器类型、数量、位置 表3序号传感器名称型号数量位置模拟量1矿用甲烷传感器KGJ16B2工作面、回风巷各
11、1开关量1局扇开停传感器KGT152局扇设备电源2矿用开停传感器KGT151掘进总电源开关3矿用馈电传感器KDD1掘进总电源开关负荷侧4矿用风筒传感器KG50091风筒4、其它地点传感器布置（1）+1255m水仓、水泵房及消防材料库传感器类型、数量、位置 表4序号传感器名称型号数量位置模拟量1矿用水位传感器2水仓2矿用温度传感器KG3007A-12水仓、消防材料开关量1矿用开停传感器KGT153水泵2矿用风门开关传感器KGE221（2）风井传感器类型、数量、位置 表5序号传感器名称型号数量位置模拟量1矿用甲烷传感器KGJ16B1回风井测风站位置2矿用一氧化碳传感器KGA51回风井测风站位置3矿
12、用风速传感器KGF31回风井测风站位置4矿用负压传感器KGY31风硐位置开关量1矿用开停传感器KGT154通风机开关负荷侧电缆2矿用风门开关传感器KGE222风门5、因为甲烷、一氧化碳等传感器使用催化燃烧原理制成，一般使用年限为1.5年，所以为了系统正常运转，必须配备一定数量的备用量，备用量一般为20%以上，并应配备零备件材料和维修校正用的仪表。矿井应建立传感器等装置的备件专库，统一组织定货、分发。第六节 矿井通信一、矿井行政通信系统利用中国移动通信公司建立了地面接收站，可以实现矿区的对外通信，故矿方对外通信利用中国移动通信公司的通信网实现。二、矿井生产调度通信系统（1）系统选择本次设计在矿井
13、设置生产调度通信系统，在工业广场设置调度室，内设调度总机等。本设计程控电话交换设备选用KTJ4H型数字式程控调度交换机作为矿井调度总机。结合井上、下调度电话用户的初步统计数量，本设计矿井调度电话总机容量拟确定为80门。（2）系统功能A、调度台具有的调度功能：显示用户号入中继转接、中继插入、强拆，调度员出中继；调度台通播、会议电话，扩音对讲；调度员可对任一用户强拆、强插；直通用户和自动用户转接；紧呼自动录音，其他用户人工控制；B、用户间功能自动用户间电话自动转接，自动用户自动出局；紧呼、直呼调度台；用户分等级、电话转移、电话代接、忙转移及忙时排队等程控用户功能；另外，矿用电话耦合器使下井用户电路变为本质安全型，符合矿井安全规程的要求。3、通信电缆敷设下井通信电缆规格为MHYBV 2021/0.8型，设置两趟，均沿主斜井下井。下井的两根通讯电缆间相互设有联络电缆，当任一条电缆出现故障时可迅速转接，以保证井下主要电话用户的通信。交换机通信信号在井口处经矿用电话耦合器变为本质安全型，同时设置避雷装置。地面通讯线缆敷设利用室外动力照明网电杆共杆架设，动力线与通讯线缆间距不小于2.5m。9-8宁夏煤矿设计院
