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1、煤矿监测监控工,教师：高文平高级工程师国家注册安全工程师,主讲内容,第六章煤矿安全监控系统,第八章避雷针,第十章监控系统安装和使用,第七章煤矿安全监测 传感器,第九章甲烷安全闭锁系统,二、安全操作技能,一、安全技术基础,第六章 煤矿安全监控系统,培训与考核要点：了解煤矿安全监控系统掌握煤矿安全监控系统的特点了解常用的煤矿安全监控系统,一、监控系统简介二、监控系统组成与特点三、煤矿常用监控系统,近年全国重大矿难事故一览,第一节 煤矿监控系统简介,煤矿安全生产监控系统是指具有模拟量、开关量、累计量采集、传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、控制等功能，用于煤矿通风安全及生产环节监控的系统。包括：
2、煤矿安全监控系统、煤矿瓦斯抽采（放）监控系统、煤矿轨道运输监控系统、煤矿胶带运输监控系统、煤矿供电监控系统、煤矿排水监控系统、煤矿火灾监控系统、矿山压力监控系统、煤与瓦斯突出监控系统、人员位置监测系统等。,主要用来监测：瓦斯浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、硫化氢浓度、风速、负压、温湿度、风门状态、风窗状态、局部风机与主要风机开停、工作电压、工作电流等。实现声光报警、断电和瓦斯风电闭锁。,一、矿井安全监控技术发展概况,1.1.2我国矿井安全监控技术发展,建国初期，煤矿下井人员主要使用光学瓦斯检定器、瓦斯检定灯、检知管、风表等；60年代初期，研制达到使用水平的载体催化元件和AQR-1型
3、瓦斯测量仪。70年代研制出瓦斯断电仪；80年代初期，从欧美引进、吸收矿井监控系统；80年代以后， 逐步开发出KJ126、KJF2000、KJ95、KJ90等系统。,二、煤矿安全生产监控系统的分类,煤矿安全生产监控系统可按照监控目的、信号传输方式、网络结构等来进行分类: 如按传输信号复用方式分为：时分制系统、频分制系统、码分制系统、复合复用方式（同时采用频分制、时分制、码分制中两种或两种以上的系统）； 按系统网络结构可分为：树形、环形、星形、总线形等； 按传输信号的调制方式可分为：基带、调幅、调频、调相等； 按工作方式可分为：主从方式、多主方式等。,按监控目的分类：,（1）煤矿安全监控系统 （2
4、）瓦斯抽采（放）监控系统（3）煤矿轨道运输监控系统 （4）煤矿胶带运输监控系统（5）提升运输监控系统 （6）煤矿供电监控系统（7）煤矿排水监控系统 （8）煤矿火灾监控系统（9）矿山压力监控系统 （10）煤与瓦斯突出监控系统（11）人员位置监测系统 （12）综合监控系统,第二节 煤矿安全监控系统组成与特点,煤矿安全监控系统,一、煤矿安全生产监控系统基本构成,1.传感器2.井下监控分站井下监控分站是一种以嵌入式芯片为核心的微机计算机系统，可挂接多种传感器，能对井下多种环境参数诸如瓦斯、风速、一氧化碳、负压、设备开停状态等进行连续监测，具有多通道，多制式的信号采集功能和通讯功能，通过工业以太网或总线
5、方式能及时将监测到的各种环境参数、设备状态传送到地面中心站，并执行中心站发出的及时发出报警和断电控制信号。3.信号传输网络将监测到的信号传送到地面中心站的信号通道。如无线传输信道、电缆、光纤等。4.地面中心站,煤矿安全生产监控系统基本构成,（一）传感器1.高低浓度甲烷传感器2.一氧化碳传感器3.矿用氧气传感器4.温度传感器5.风速传感器6.烟雾传感器7.开停传感器,煤矿安全生产监控系统基本构成,（二）、便携式气体检测报警仪（三）、甲烷报警矿灯（四）、井下分站（五）、安全监控系统,传感器,煤矿安全监测主要通过检测仪器来实现。一个简单的检测仪器通常由传感器、信号变换电路及电源等部分构成。 借助于敏
6、感元件，对被测物理量进行检测和信号变换，输出模拟量信号或开关量信号的装置，称为传感器。传感器主要由敏感元件、转换器件、测量及变换电路和电源等组成，如图所示。,高低浓度甲烷传感器,主要用于监测高瓦斯煤矿井下环境气体中的瓦斯浓度，可以连续自动地将井下沼气浓度转换成标准电信号输送给关联设备，并具有就地显示沼气浓度值，超限声光报警等功能。还可与各类型监测系统及断电仪、风电瓦斯闭锁装置配套，适宜在煤矿采掘工作面、回风巷道等地点固定使用。采用热催化原理与热导原理相结合来测量沼气浓度，克服了单一元件测量过程中的不稳定现象，具有性能稳定、测量精确、响应速度快，结构坚固、易使用易维护等特点。并具有遥控调校、断电
7、控制、故障自校自检等新功能。,井下分站,KJ90-F8/KJ90-F16型井下监控分站（以下简称分站）是一种以嵌入式芯片为核心的微机计算机系统，可挂接多种传感器，能对井下多种环境参数诸如瓦斯、风速、一氧化碳、负压、设备开停状态等进行连续监测，具有多通道，多制式的信号采集功能和通讯功能，通过工业以太网或总线方式能及时将监测道德各种环境参数、设备状态传送到地面并执行中心站发出的各种命令，及时发出报警和断电控制信号。,安全监控系统,二、煤矿安全生产监控系统的特点,煤矿监控系统不同于一般工业系统。特点：电气防爆：必须是防爆型电气设备。传输距离远：至少达10km。网络结构采用树型结构：传输电缆沿巷道布设
8、，悬挂巷道壁，分支多，便于安装维护，节约电缆、降低成本。监控对象变化缓慢：在同样监控容量下，对系统的传输率要求不高。电网电压波动大、电磁干扰严重：空间小，大型采、掘机械启停、架线机车火花造成。工作环境恶劣：监控设备要具有防尘、防潮、防毒、抗机械冲击等措施。传感器（执行机构）采用远程供电：执行机构设置环境恶劣，采用多分站远程供电。不宜采用中间继电器：井下电源供给受电气防爆限制，中间继电器取电源不方便，远程供电时，需增加供电心线。,第三节 煤矿常用安全监控系统,一、KJ90型煤矿综合监控系统二、KJ95型煤矿综合监控系统,KJ90系统简介,一、KJ90型煤矿综合监控系统,（一）主要功能用用途KJ9
9、0型系统：以工业控制计算机为中心，集环境、生产安全、信息管理、工业图象和多种子系统为一体的分布式全网络化新型煤矿综合监控系统。目前，我国推广应用较广、具有一定影响的煤矿监控系统之一。KJ90型系统：在地面中心站连续自动监控矿井各种环境参数，实现网上实时信息共享和发布，每天输出监测报表，对异常状况实现声光报警和超强断电控制。,一、KJ90型煤矿综合监控系统,（二）主要特点：地面中心站监控软件采用模块化面向对象设计技术，网络功能强，集成方式灵活，可适用不同规模的需要。支持Windows9X/NT/WEB环境，操作简单直观，纠错功能强。具有独特的三级断电功能，可进行传感器就地断电、分站程控断电、中心
10、站手控断电和分站之间的交叉断电。具有数据采集功能，允许多点同时密采，最小实时数据存储间隔可达1s。可挂接火灾监测子系统、电网监测子系统、工业电视系统等，便于统一管理。实时多屏多画面显示，最多可带16台显示器，显示方式由用户设置组合成不同结构，并可配接大屏幕液晶投影系统。,一、KJ90型煤矿综合监控系统,地面中心监控信息和工业监控图象可通过射频和视频驱动系统进入闭路电视系统。网络终端可在异地实现监控系统的这时信息和文件共享、网上远程查询各种监测数据及报表、调阅显示各种实时监视画面等。多类型分站独立工作、自动报警和断电，可自动和手动初始化，具有风电瓦斯闭锁功能。 井下监控分站具有就地初始化功能（红
11、外线遥控方式），分站掉点后初始化数据不丢失；当井下分站与地面中心失去联系时，分站可自动存储2h的数据。多窗口实时动态显示功能，以数据、曲线、柱图方式提供班报、日报、旬报，报表格式可由用户自由编排。同时显示6个测点的曲线，可通过游标获取相应数值和时间，曲线可横向和纵向放大，同时提供对曲线的分析注释文字编辑框，查询时间任意设定；断电控制具有回控指令比较，确保可靠断电，测到的馈电状态与系统断电指令不符时，实现报警和记录；完善密码保护体系，只有授权人员才能对系统关键数据进行操作维护。,KJ90型煤矿综合监控系统,(三)数据传输装置KJ9010型数据传输装置是系统的一个重要组成部份，用来实现地面中心站监
12、控主机与井下分站之间的电气本安隔离及信号转移，既支持时分制基带，也可以DRSK方式通讯，通讯速率达2400bit/s.,KJ90型煤矿综合监控系统,（四）监控分站及电源是KJ90型煤矿综合监控系统的核心设备之一，具有智能化程度高、功能强、结构简洁灵活（既可以分体式，也可以一体化）和系列化。主要完成实时信号采集、预分析处理、现实控制、数据通讯及传感器集中供电等功能，是矿用隔爆兼本质安全型产品，适用于有爆炸危险性的场所。,KJ90型煤矿综合监控系统工作原理与主要结构,打印机,主控机,备用机,图形工作站,集线器,数据传输接口,网络终端1,网络终端N,监控分站,监控分站,监控分站,电源箱,电源箱,电源
13、箱,地面分站,图6-2,KJ90型煤矿综合监控系统工作原理与主要结构,由地面中心站 数据传输接口 网络设备 图形工作站 多媒体网络终端 井下分站及电源 各种矿用传感器 控制器用监控子系统组成。井下网络用树枝形拓朴结构，安装灵活，可靠性高，系统框图如6-2,KJ90型煤矿综合监控系统主要技术指标及系统设备,1 主要技术指标：系统容量 128MB传输制式 时分基带、DPSK调制传输速率 2400bit/S电缆芯数 4芯传输距离 10km模拟量输入 2/4/8开关量输出 2/4/8模拟量传感器信号制式 15mA 420mA 2001000Hz 分站功能设置 手动,传感器,执行机构,监控分站,电源箱,
14、主站,主机及其他设备,KJ90型煤矿综合监控系统,传输及中转系统,有线或无线,二、KJ95型煤矿综合监控系统,主要功能1、监测瓦斯、风速、负压、一氧化碳、烟雾、温度、湿度、风门开关等。2、配接输送带集中控制、轨道信息、电力监测子系统，实现局部自动化。3、全监测系统范围内，通过便携式调试电话与地面中心部或分站、传感器之间语音通信。4、在中心站利用鼠标通过PC机CPT上的对话框进行操作，对矿井设备配置和测点进行生成操作。5、在屏幕上绘制各种图形；由用户自行生成各种不合格。,二、KJ95型煤矿综合监控系统主要功能,6、通过主机的RS-232串行口实时与分站设备进行广播通信。7、通过主机的RS-232
15、串行口实时与模拟进行播通信。8、主机上插网卡，可实现监测系统直接上网。9、配接绘图仪，绘制各种图形和监测曲线。10、配接大型屏幕或投影机，大面积显示更多工艺流程模拟图、监测曲线、表格和文字等。通过扫描仪输入图象资料，进行图文编辑。11、处理各类信息，实时存储和报警；模拟量每2min存储一个平均值。,二、KJ95型煤矿综合监控系统主要功能,12、主机CPT显示以下信息：系统生成及操作；测点生成及操作；时间和日期显示；工艺流程模拟图显示；各测点数据显示；模拟参数量实时值表格，二维三维柱状图；各类报警显示等。13、井下高智能分站主要是完成以下功能：实现采、掘工作面及串联通风情况下的风电瓦斯闭锁；电网停电后，可继续工作2h；风站上有液晶显示窗口，一次显示16个汉字和字符，可存储24h瓦斯数据，并能以曲线显示；可任意设置报警点和断电值；该分站可单独使用也可作为分站一级设备使用。,
