煤矿安全监测监控技术作用

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1、 煤矿安全监测监控技术 作用 煤矿安全监测监控技术 一 教学方法 采用 启发式 教学法 二 精讲内容 项目一 煤矿安全监测监控技术的发展与应用 项目二 煤矿安全监测监控系统中信息传输 项目三 煤矿安全监测监控系统的分类 组成 与结构 三 回顾旧课 四 授课内容 模块一 煤矿安全监测监控系统基础知识 模块一 煤矿安全监测监控系统初识 项目一 煤矿安全监测监控技术的发展与应用 任务1 了解煤矿安全监测监控系统的历史发展 任务2 我国煤矿安全监测监控系统的现有技术水平 任务3 我国煤矿安全监测监控系统在 一通三防 中的作用 任务4 复习思考题 项目二 煤矿安全监测监控系统中信息传输 任务1 通信网络

2、的结构及特点 任务2 传输系统的构成及构成部件的作用 任务3 通信方式 任务4 信道复用的方式及每种复用技术的工作原理与特点 任务5 模拟信号调制原理及调制方式与特点 任务6 数字信号调制原理及调制方式与特点 任务7 常用的矿用通信电缆种类及特点 任务8 复习思考题 煤矿安全监测监控技术 模块一 煤矿安全监测监控系统初识 项目三 煤矿安全监测监控系统的分类 组 成与结构 任务1 煤矿安全监测监控系统的分类 任务2 煤矿安全监测监控系统的作用 任务3 矿井监测监控系统的组成及技术特征 任务4 矿井监测监控系统特点及要求 任务5 复习思考题 煤矿安全监测监控技术 任务1 煤矿安全监测监控系统的历史

3、发展 一 历史发展与国内外现状 20世纪60年代工业发达国家开始研制矿井监测监控系 统 法国 美国 英国 德国 20世纪80年代 我国开始研制煤矿安全综合化和数字 化网络监测管理系统 2006年2月颁布了中华人民共和国安全生产行业标准 煤矿安全监控系统通用技术要求 二 煤矿监测监控技术发展趋势 1 数字化监控技术 2 矿井工业以太网技术 3 全矿井综合监控系统 煤矿安全监测监控技术 任务1 煤矿安全监测监控系统的历史发展 煤矿安全监测监控技术 数字化监控系统结构示意图 任务1 煤矿安全监测监控系统的历史发展 煤矿安全监测监控技术 返回目录 任务2 我国煤矿安全监测监控系统 的现有技术水平 一

4、系统中心站 环境监测方面 主要监测煤矿井下各种有毒有害气体及工作面的作业条件 生产监控方面 主要监控地面与井下主要生产环节的各种生产参数和重要设 备的运行状态参数 中心站软件方面 具有显示测量参数 数据报表 曲线显示 图形生成 数据 存储 故障统计和报表 报告打印功能 煤矿安全监测监控技术 任务2 我国煤矿安全监测监控系统的现有技术水平 煤矿安全监测监控技术 任务2 我国煤矿安全监测监控系统的现有技术水平 三 监控系统井下分站功能 通信测试功能 分站设程控功能 实现断电仪功能 风电瓦斯闭锁功能 瓦斯管道监测功能和一般 的环境监测功能等 接收地面中心站初始化本分站参数设置功能 传感器配接通道号

5、量程 断电点 断电点 报警上限和报警下限等 分站本身具备超限报警功能 分站接收中心站对本分站指定通道输出控制继电器实施手 控操作功能和异地断电功能 四 各种传感器与控制器 甲烷 一氧化碳 风速 负压 温度 煤仓煤位 水仓水位 电流 电压和有功功率等 开关量传感器主要有机电设备开停 机电设备馈 电状态 风门开关状态等 煤矿安全监测监控技术 任务3煤矿安全监测监控系统在 一通三防 中的作用 一 及时掌 握矿井通风状况 为排除事故隐患 提供准确信息 通过监控系统中接入的甲烷 风速 风门开关等传 感器采集的数据和监测到的通风设备 如主扇 局扇 设施 风门 状态 系统中心站 矿调度所 通风区 调度能够及

6、时掌握矿井的通风安全状态 一旦出现通风 状况异常 能够尽快采取措施 避免通风方面的重大事 故 案例 潘一矿监控系统中心站曾经及时发现4Km以外的东风井 负压突然降到零 由东风井回风的东一 东二采区回风巷风速也降 到零 监控中心站值班人员由此判断东风井风机停了 先于东风井 风机值班人员报告矿调度所并通知机电部门 及时排除故障 恢复 了矿井东翼的通风 其它诸如风门打开未能及时关闭 造成风流短 路 局部通风机停止运转而引起的瓦斯超限等事故 由于发现及时 得到了迅速处理 煤矿安全监测监控技术 任务3煤矿安全监测监控系统在 一通三防 中的作用 二 连续监测瓦斯变化 实现瓦斯超限报警 断电 当瓦斯超限时可

7、自动发出报警并切断被控设备 的电源 防止瓦斯超限继续作业 对具有煤与瓦斯 突出危险的工作面 特别是石门揭穿突出危险煤层 时 在执行远距离放炮和震动放炮中 利用监控系 统可以及时掌握瓦斯变化 已成为防治瓦斯突出事 故的重要安全措施 案例 潘一矿2000年5月26日12时8分 施工的东二21118 回风联巷时 发生了一起炮后煤与瓦斯突出事故 正在迎头施 工的5名作业人员被煤粉埋压造成窒息死亡 突出煤量226吨 瓦斯量3908立方米 突出的瓦斯浓度在爆炸限内 局部通 风机的进风侧的瓦斯浓度也在爆炸限内 监控系统在12时07 分08秒自动切断了该工作面及其回风流中的所有电器设备的 电源 防止了瓦斯爆炸

8、事故发生 避免了灾变事故的扩大 煤矿安全监测监控技术 任务3煤矿安全监测监控系统在 一通三防 中的作用 三 连续监测煤层自燃火情 指挥灭火抢险 监控系统中接入的一氧化碳传感器 可以在自 燃发火预测预报中发挥重要作用 在有自燃倾向煤 层的回采中 特别是综放回采面 通过一氧化碳传 感器监测一氧化碳浓度的变化趋势 为正确制定防 火措施和指挥生产提供依据 案例 谢桥矿开采1121 3 综放面在整个回采过程中 监控系统每天打印该面的一氧化碳浓度变化趋势曲线和数据 不仅能够及早发现火情 而且在灭火中 利用监控系统多处设 置的测点 连续 及时 准确提供信息 供技术人员分析 研 究 指挥灭火抢险 煤矿安全监测

9、监控技术 任务4 复习思考题 1 简述煤矿安全监测监控系统 的发展过程 2 简述我国煤矿安全监测监控 系统的现有 技术水平 3 简述煤矿安全监测监控系统 在 一通三防 中的作用 煤矿安全监测监控技术 项目二 煤矿安全监测监控系统中信息传输 任务1 通信网络的结构及特点 煤矿安全监测监控技术 图1 4 通信网络结构示意图 任务1 通信网络的结构及特点 一 星状结构 系统中的每个分站通过一根电缆与中心站相连 如图1 4 a 所示 二 树状 形 结构 系统中每一个分站使用一根传输电缆就近接到系统传输电缆上 传感器与分站呈星形结构联结 各分站将传感器传送来的信息经处理 后 通过公用通信电缆传输给地面中

10、心站 如图1 4 b 所示 三 环路 形 结构 系统中各分站与中心站用一根电缆串在一起形成一个环 中心站 不与各分站直接连接 而是环路内的分站 最多16个 中只有一个分 站与中心站用电缆连接 该分站再用电缆与另一分站连接 每个分站 均有一个传输移位寄存器 各分站的传输移位寄存器由 数据下 这根芯 线串联起来 环路中的最后一个分站的 数据下 芯线与 数据上 芯线连 接形成环路来传输信息 如图1 4 c 所示 四 总线型结构 传输介质 传输线路 由各结点 分支中继器或分站 共享 各 结点可请求向总线发送信息 当总线上没有信息传送时 请求才会被 批准 已发送到总线上的信息 所有结点都能接收 但只有当

11、信息流 中的地址与结点地址相同时 才被获准接收 煤矿安全监测监控技术 任务1 通信网络的结构及特点 总线型结构 1 特点 成本较低 稳定性较好 用户增加时 造成线路竞争 通信速率下降 2 现场总线 它把单个分散的过程控制设备变成智能控制节点 以现场总线作 为传输手段 把他们连结成可以相互交换信息 共同完成协调控制的 网络式分布式控制系统 3 现场总线系统的技术特点 系统具有开放性和互用性 系统功能自治性 系统具有对环境的适应性 系统具有分散性 煤矿安全监测监控技术 煤矿安全监测监控技术 任务2 传输系统的构成及构成部件的作用 任务2传输系统的构成及构成部件的作用 一 传输系统的构成 信息源 是

12、传输系统发送端 主要是指被测参数经传感器变成的电 信号 终端设备 是指传输系统的接收端 是进行信号的记录 显示和数 据处理等设备 信源编码 是解决模拟信号的数字化和提高数字信号的有效性 信源解码 是信源编码的反变换 信道编码及解码 是指为了减少了差错 提高可靠性 人为地按一 定规则增加一些多余的数码与数据码一起传输 在接收端根据附加的 数码可发现和纠正数据码的差错 调制器 用被传输的信号对载波进行某种调制 然后用已调载波进 行传输的设备 解调器 是从已调载波中恢复出调制信号的设备 信道 是信息传输的媒介 干扰 是信息传输中的主要障碍 煤矿安全监测监控技术 煤矿安全监测监控技术 通信方式 信息流

13、动方向 任务3 通信方式 煤矿安全监测监控技术 通信方式 传输方式 任务3 通信方式 煤矿安全监测监控技术 通信方式 异步通信 任务3 通信方式 任务3 通信方式 检错技术 1 奇偶校验 在每一串所发送的载有信息的码字之后加一位奇 偶 检验位 该位的取值 0或1 应满足 2 循环冗余检验 就是利用一组被称为常数的二进制数去除一组载有信 息的二进制序列 然后将余数跟随在这组载有信息的二进 制序列发送 3 纠错技术 普遍采用的纠错方法是多次发送 取其平均值或择 多判决 煤矿安全监测监控技术 煤矿安全监测监控技术 信道的复用 频分复用信道 任务4信道复用的方式及每种复用技术的工作原理与特点 煤矿安全

14、监测监控技术 信道的复用 分时复用信道 任务4 信道复用的方式及每种复用技术的工作 原理与特点 煤矿安全监测监控技术 信道的复用 分时复用信道 任务4 信道复用的方式及每种复用技术的工作 原理与特点 煤矿安全监测监控技术 信道的复用 频分与 分时复用信道 比较 任务4 信道复用的方式及每种复用技术的工作 原理与特点 煤矿安全监测监控技术 连续波调制 调幅与调频 任务5 模拟信号的调制原理及调制 方式与特点 煤矿安全监测监控技术 连续波调制 脉冲调制 脉冲幅度调制 PAM 脉冲宽度调制 PDM 脉冲位置调制 PPM 脉冲频率调制 PFM 脉冲编码调制 PCM 任务5 模拟信号的调制原理及调制 方

15、式与特点 煤矿安全监测监控技术 A D 模 数 转换 任务6数字信号调制的原理及调制方式与特点 煤矿安全监测监控技术 PCM系统时分制多路传输 任务6数字信号调制的原理及调制方式与特点 煤矿安全监测监控技术 基带信号 a 单极性归零脉冲 b 双极性不归零脉冲 c 单极性归零脉冲 d 双极性归零脉冲 e 双极性 1 交替出现脉冲 f 差分脉冲 任务6数字信号调制的原理及调制方式与特点 任务6数字信号调制的原理及调制方式与特点 三 频带信号 1 数字振幅调制 即振幅键控 ASK 它的调制信号为单极性不归零脉 冲或归零脉冲 载波为高频振荡信号 2 数字频率调制 即移频键控 FSK 它是利用双极性不归

16、零脉冲中正 负极性信号分别对两个振荡器激发 使其发出两种不同频 率的频带信号 3 数字相位调制 即移相键控 PSK 移相键控就是载波的相位受数据 信息控制 经双极性脉冲调制后输出的调相波 煤矿安全监测监控技术 煤矿安全监测监控技术 任务7 常用的矿用通信电缆种类及特点 同轴电缆与矿用电缆相比其优点为 一是对电信号的衰减较小 二是传输信号通路多 三是抗干扰能力较强 四是可用来传输宽 频带的视频通信号 煤矿安全监测监控技术 任务7 常用的矿用通信电缆种类及特点 任务8 复习思考题 1 简述煤矿安全监测监控系统中的网络结构形式及特点 2 简述传输系统模型中每个部分的主要作用 3 解释名词 单向传输 半双工 全双工 串行传输 并行传输 同步通信 异步通信 奇偶校验 循环冗余检 验 多次发送纠错 取其平均值纠错 择多判决纠错 4 简述信号复用的原理 常用的复用方式及特点 5 简述模拟信号调制目的 调制方法及调制信号的种类 6 简述数字传输系统与模拟传输系统相比具有哪些特点 7 简述A D 模 数 转换过程 8 简述什么是基带信号 常见的基带信号类型及特点 9 简述什么是频带信号 常见的频带信号的