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1、煤矿安全生产监控系统建设目标1目 录一 前言二 如何确保监控有效三 传统监控系统的现状四 煤矿安全生产监控新技术五 总结2一 前言定义 标准发展历程 作用3一 前言1、定义 煤矿安全生产监控系统是指对煤矿环境参数和生产过程进行实时监测控制的成套设备,它是涉及到计算机技术、通讯技术、检测技术、电源技术、控制技术、网络信息技术等多领域的高技术产品。42、发展历程 20多年发展历程引进主导KJ90NA、 KJ4N、KJ95N、KJ101N波兰CMM-20系统 英国的MINOS系统西德的TF200系统等消化吸收自主研发一 前言5、标准 在07年以前，国内煤矿监控系统厂家数量达60多家，存在产品质量参差
2、不齐、软件不规范、传感器质量差、断电不可靠、动作时间长、安装维护不规范等问题。为此，国家组织制定了AQ 6201 AQ 6206和AQ 1029等安全监控系统相关行业标准。一 前言6、国务院安全生产委员会办公室文件 安委办200621号关于加强煤矿安全监控系统装备联网和维护使用工作的指导意见所有瓦斯矿井必须装备安全监控系统；（目前只有87.5%的低瓦斯矿井装备了监测监控系统） 新安装的安全监控系统必须符合煤矿安全监控系统通用技术要求（AQ6201-2006）；一 前言7 逐步改造煤矿在用安全监控系统。 改造的重点： 一是采用统一显示格式的系统软件； 二是配置稳定性为15天以上的传感元件或传感器
3、等关联设备，严禁使用未经国家授权的安全生产检测检验机构进行安全联检的关联设备。一 前言8二 如何确保监控有效 1、必须有安全标志 新安装的安全监控系统必须符合煤矿安全监控系统通用技术要求（AQ6201- 2006），并取得新的煤矿矿用产品安全标志（简称MA标志）。安标办网址(http:/www.aqbz.org/) 目前，共有47个厂家的安全监控系统符合要求。92、装备齐全、安装到位二 如何确保监控有效 中心站应双回路供电 双机或多机备份 有录音电话 联网主机有防火墙等网络安全设备中心站的装备甲烷传感器的设置 按AQ1029要求安装到位 高、突矿井长于1000m的采煤工作面 回风巷中部和长于1
4、000m的掘进工作面 中部应设置甲烷传感器； 按AQ1029要求安装风速、温度、一氧化碳、烟雾等传感器。其他传感器的设置103、数据准确 二 如何确保监控有效 每10天要对传感器定期调校； 在用传感器应在井下调校，调校的同时应测试瓦斯断电闭锁功能和数据跟踪误差；113、数据准确 二 如何确保监控有效 甲烷传感器按规定设置报警点、断电点、复电点及断电范围； 新煤矿安全规程第128条规定：每10天至少进行一次甲烷风电闭锁试验。12甲烷风电闭锁功能 如无该功能，风机停时，瓦斯积聚；风机启动，大量高浓度瓦斯排出，出现重大安全隐患。 局部通风机停止运转，掘进工作面或回风流中CH43.0% 时启动该功能通
5、过密码操作软件或使用专用工具方可人工解锁；CH43.0%危险二 如何确保监控有效 134、断电可靠 瓦斯超限断电 被控开关的负荷侧必须设置 5、监控数据必须具有加密功能 防止监控数据被修改二 如何确保监控有效 馈电传感器146、抗干扰问题 随着井下变频器的大量使用，各系统厂家应加快抗干扰的设计，防止系统误报警。7、处置迅速 建立和完善瓦斯事故应急预案，落实应急措施。二 如何确保监控有效 15三 传统监控系统的现状系统实时性差，扩容困难可靠性及稳定性有待提高信息孤岛严重传感器稳定性和使用寿命不足16三.传统监控系统的现状 近十年来，随着国家对煤矿安全生产的高度重视, 各种煤矿监控系统得到了大量推
6、广应用，但其技术瓶颈也日益显现,主要表现在如下方面：1） 系统实时性差、扩容困难；监控分站应答呼叫1#2#3#4#64#主机依次巡检、周期约30s巡检监控主机172）系统的可靠性及稳定性有待提高；总线短路、断线等故障地面监控中心总线短路、断线等故障三 传统监控系统的现状183）各种监控系统分属不同部门，信息孤岛现象严重，不能有效综合利用，难以实现综合监控、灾害预警及联动控制;4）传感器稳定性和使用寿命存在不足。各自孤立，需要一体化安全监控信息系统皮带、水泵等自动化系统其它子系统调度系统三 传统监控系统的现状调度系统19四 煤矿安全生产监控新技术煤矿安全生产快速反应联动监控及重大灾害预警技术关键
7、传感器检测技术20（一）煤矿安全生产快速反应联动监控及重大灾害预警1.体系结构 四 煤矿安全生产监控新技术21（一）煤矿安全生产快速反应联动监控及重大灾害预警1.体系结构 采用工业以太环网+现场总线技术构建煤矿井下信息综合传输平台 四 煤矿安全生产监控新技术 传统系统 新型系统 容量：小于64 大于255 速率：2400K 最大100/1000M 时间：30s 小于10S 恢复：持续中断 小于0.03S222.工业以太环网平台无线通讯及人员定位系统四 煤矿安全生产监控新技术232.工业以太环网平台无线通讯及人员定位系统 四 煤矿安全生产监控新技术功能概述以Wi-Fi无线网络技术为基础，以矿井工
8、业以太环网为主干传输平台，由上位机、基站、读卡器、人员标识卡、手机等组成，采用有线网络与无线终端相结合的方式，具有语音、视频传输、定位、实时读取监控系统数据、一键呼救等功能。242.工业以太环网平台无线通讯及人员定位系统 四 煤矿安全生产监控新技术主要功能特点1系统基站能同时支持语音通信和无线人员定位管理功能；系统凭借宽带的优势突破了传统无线通讯类设备频带和信道数量的限制，每台基站支持10至12部手机同时通话，并可同时采集200张人员定位卡信息；252.工业以太环网平台无线通讯及人员定位系统 四 煤矿安全生产监控新技术主要功能特点2 系统实现了远程本质安全供电和通讯设备本质安全，使无线通讯设备
9、的覆盖范围达到了延伸进回风区域和工作面的安全要求； 系统可通过网关设备与调度系统无缝连接，实现与其他语音系统的互联互通。262.工业以太环网平台无线通讯及人员定位系统 四 煤矿安全生产监控新技术主要功能特点3自动识别功能：自动识别能力强，乘车出入井人员无需下车，就可自动识别；门禁功能：根据需要在煤矿井下限制员工进入的特殊区域或盲巷可设置门禁功能。如有未经许可人员接近该区域报警；272.工业以太环网平台无线通讯及人员定位系统 四 煤矿安全生产监控新技术主要功能特点4电子巡更：对特殊工种人员和干部的跟班管理考勤管理：可实现入井人员的考勤管理与统计、下井补贴、班中餐统计等；实时显示：井下人员实时监测
10、，位置自动显示;282.工业以太环网平台无线通讯及人员定位系统 四 煤矿安全生产监控新技术主要功能特点5轨迹处理:利用独特的时间戳技术进行逻辑整理和运算,确定人员的运动方向和轨迹.联网功能：全局远程联网，使网上所有终端在使用权限范围内都能共享信息，并可与工资系统互联。29 基站最大射频发射功率：20 dBm；射频发射频率范围：2.4 GHz2.4835 GHz；无线传输速率：54 M；基站之间有线传输距离距离： 1 km；基站正向到手机之间无线通讯距离：500 m（无遮挡、无近频干扰的条件下）；四 煤矿安全生产监控新技术2.工业以太环网平台无线通讯及人员定位系统30手机防爆形式：Exib 工作
11、电压范围：3.7 VDC4.2 VDC；最大工作电流：350 mA；电池类型：1250 mAH锰酸锂充电电池；工作频率：2.412 GHz2.472 GHz；最大射频发射功率：10 dBm；最高接收灵敏度：-80 dBm；通话时间3 h，待机时间80 h；手机到基站正向的最大有效距离为500 m。 四 煤矿安全生产监控新技术2.工业以太环网平台无线通讯及人员定位系统313.工业以太环网平台 瓦斯抽放监控系统四 煤矿安全生产监控新技术323.工业以太环网平台 瓦斯抽放监控系统四 煤矿安全生产监控新技术功能概述（1）实现对瓦斯抽放系统中管道、工况、环境、供水、供电、供气等参数进行实时监测，（2）根
12、据以上参数对抽放系统中瓦斯泵、水泵、冷却塔、管道阀门等设备进行自动控制，实现瓦斯泵站的无人值守。 33孔板均速管 涡街V型锥流量传感器发展历程：四 煤矿安全生产监控新技术34 瓦斯传感器在V锥流量传感器上的实际安装效果图四 煤矿安全生产监控新技术35四 煤矿安全生产监控新技术V型锥流量传感器功能特点：测量精度高、压损小适用于大管径、低流速的测量管内无电子器件，稳定性好与管道红外甲烷传感器配套使用，可满足CDM（国际清洁能源机制）项目对气体流量和浓度检测精度的要求36V锥流量传感器与传统流量传感器的性能比较表V锥流量传感器涡街流量传感器孔板流量传感器计量精度0.5%1%1%永久压损小较大大长期稳
13、定性好较好好量程比大小小安装使用及校验方便性好差较好适于现场工况条件好差较好四 煤矿安全生产监控新技术374.工业以太环网平台矿井电网监控系统四 煤矿安全生产监控新技术384.工业以太环网平台矿井电网监控系统 四 煤矿安全生产监控新技术主要由高、低压微机综合保护器、电力分站、监控主机、地面变电所监控单元等组成。可实现矿井供电网实时监测、故障诊断、有效避免越级跳闸和无计划停电。功能概述395.工业以太环网平台皮带运输控制系统四 煤矿安全生产监控新技术40功能概述 主要由地面自动控制软件、监控上位机、PLC控制主站、分站、操作台、就地控制箱以及拉线闭锁、跑偏、速度、温度、打滑、撕裂、堆煤、烟雾、洒
14、水、电机开停状态、通讯、电流等保护传感器和设备组成。控制主站通过以太网与环网就地连接，主站与分站间通过控制总线通信。5.工业以太环网平台皮带运输控制系统四 煤矿安全生产监控新技术416.工业以太环网平台通风机在线监测系统四 煤矿安全生产监控新技术42功能概述6.工业以太环网平台通风机在线监测系统 系统由监控上位机、监控站、风机运行参数传感器等组成。辅助以工控组态监控软件，可以实现风机在线监测，实时显示、绘制曲线，并提供历史数据查询。四 煤矿安全生产监控新技术437.工业以太环网平台排水控制系统四 煤矿安全生产监控新技术44功能概述7.工业以太环网平台排水控制系统系统由集控台、主控制器、就地操作
15、箱、各种传感器（真空压力、流量计、水位）等组成。可监测水仓水位、流量、压力、真空度、温度、闸阀开度等一系列参数，并合理运用电网信息调度水泵运行。四 煤矿安全生产监控新技术45 现有系统只实现了事后的瓦斯超限报警，没有充分利用监控信息资源，进行瓦斯等灾害的超前预测预报。8.工业以太环网平台重大灾害预警技术瓦斯突出危险？爆炸危险？火灾、水灾？超限报警、断电监测监控数据四 煤矿安全生产监控新技术46 充分利用煤矿监控系统数据，进行深度挖掘处理、自动计算，结合瓦斯预警规则实现多因素、多指标的瓦斯涌出灾害实时超前预警，并自动发出断电和人员撤离指令。流程图：四 煤矿安全生产监控新技术479.联动控制技术触
16、发逻辑 主要由瓦斯灾害预警系统触发联动事件，当预测到有危险时，将通过异常联动功能实现各系统间的联动控制。四 煤矿安全生产监控新技术48报警停车停车分闸综合监控及灾害预警平台电网监控皮带监控视频监控电力分站PLC 控制箱嵌入式视频服务器工业以太环网虚线为联动触发路径： 联动控制技术联动的执行过程皮带机异常发生电力开关视频. 等等 . 等等四 煤矿安全生产监控新技术49维护强度减小管理水平提高效益提升总投入成本减少通讯平台兼容各种子系统，不用为后建系统建设通讯通道通讯设备稳定可靠，简单易用轻便，符合国际标准智能决策支持系统，动态评估预警系统简化了系统管理保证安全生产，减员增效 联动控制 综合分析执行 生产效能评估 设备使用安全及管理 瓦斯涌出分析与预警 应急预案管理10.达到的效果四 煤矿安全生产监控新技术 减员人员数：70人 节约工资：245万元/年 采掘工作面事故率：降低10左右 生产效率提高：5左右 全年增加产量：3.75万吨 全年增加收入：1500万元 50（二）关键传感器检测技术根据郎伯-比尔定律，由甲烷特征吸收光谱选择特征波长3.3m的滤光片来选择出甲烷的特征吸收波长。为了提高
