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1、电气工程及其自动化专业毕业论文-煤矿安全监测监控系统设计 摘 要现代化煤炭生产企业离不开现代化安全监测监控系统.安全监控系统为各级生产指挥者和业务部门提供环境安全参数动态信息,为指挥生产提供第一手资料.通过对被测参数的比较和分析,为预防灾害事故提供技术数据,便于提前采取防范措施，通过对被测参数实施实时有效的控制,及时实现自动报警、断电和闭锁,便于制止事故的发生或扩大，在发生事故的情况下,能及时指示最佳救灾和避灾路线,为抢救和疏散人员、器材,提供决策信息。本文针对我国煤矿监测监控系统现状存在的问题以及发展的要求，改善了煤矿监测监控的系统组成，并根据东荣二矿各种地质灾害实际情况，提出了东荣二矿一井
2、数字监控、视频监测监控系统的设备选型以及应用等问题的最优方案。关键词 监测监控系统 传感器 视频监控AbstractModernization of coal production enterprises can not do without modern security monitoring system. Safety monitoring system for all levels of command and production business sector to provide dynamic parameters of environmental safety informa
3、tion for command production first-hand information. Parameters measured by the comparison and analysis, For the prevention of disasters to provide technical data to facilitate early preventive measures, through the measured parameters of the effective implementation of real-time control of the timel
4、y realization of automatic alarm, power and blocking, for the Suppression of the incidents occurred or expand in the accident circumstances, The timely instructions of the best relief and避灾line, for the rescue and evacuation personnel, equipment, to provide information for decision-making In this pa
5、per, Chinas coal mine monitoring system status quo existing problems and development requirements of the coal mines to improve the monitoring and controlling system components, and in accordance with the Second East-mine various geological disasters in the actual situation, to the East Wing of mine
6、a number of wells Monitoring, video monitoring system and the application of the selection of equipment, such as the optimal sideKey words monitor supervisory system sensor video frequency supervisory 目 录摘 要IAbstractII绪 论1第1章 安全监测、监控发展情况21.1 国内外发展概况21.1.1 国外煤矿监控技术的发展21.1.2 国内煤矿监控技术的发展312 存在的问题与任务41.
7、2.1 当前安全监测监控系统和管理系统存在的问题41.2.2 当前监测监控系统应解决的关键技术61.2.3 发展趋势71.3 研究的主要内容、目的及意义7第2章 安全监测、监控系统设置要求和注意要点82.1 矿井瓦斯监测系统的组成92.2 监测系统的选择注意要点10第3章 东荣二矿地质概况及特征113.1 井田概况113.1.1 交通位置113.1.2 地形地势113.1.3 水系113.1.4 气象113.1.5 电源及水源123.2 地质特征123.2.1 矿区地层情况123.2.2 井田径界、矿井生产能力及服务年限143.2.3 井田电力情况及通讯情况18第4章 东荣二矿监测监控系统设计
8、204.1 矿井现状及基本问题204.1.1 矿井现状204.1.2 矿山存在基本问题20 设计装备的原则和依据214.3 设备选型224.3.1 传感器选型234.3.2 电缆选型244.3.3 其他设计选型254.4 机房设计254.5 机构设置及人员配备264.5.1 机构设置264.5.2 责任、维护守则规章制度274.6 概算27第5章 煤矿视频监控方案305.1 视频监控系统的发展305.1.1 视频监控系统的现状305.1.2 视频监控系统的发展325.2 煤矿视频监控系统设置要求335.2.1 系统组成33.2 煤矿安全需要355.2.3 煤矿视频现状存在问题365.3视频监控
9、总体设计365.4 设备选型39结 论41致 谢42参 考 文 献43附录144附录248附录351附录453附录554附录660绪 论煤炭是我国的主要能源，在一次性能源中，所占比例在70%以上。我国煤田遍布全国，但煤层的赋存条件和地质情况差异很大，很多矿井自然环境恶劣，受到水、火、瓦斯、粉尘、顶板事故等自然灾害的威胁，发生事故比较频繁。为减少事故的发生，预防是安全工作的重点，在煤矿中，装备矿井安全监测监控装置是避免事故发生的重要手段。矿井安全监测监控技术是伴随着煤炭工业的发展而逐步发展起来的。随着煤矿工业的发展，综合机械化采煤工艺不断完善，工作面单产不断提高，对环境参数的检测和对开采、运输各
10、生产环节的协调要求越来越高。对环境和生产参数要求长期连续地进行可靠的检测，按一定程序进行控制。这就逐步形成了采用多参数多测点传感器，以电子计算机为中心的矿井监控系统。进入90年代，随着微电子技术、通讯技术、控制技术、计算机技术、CRT显示技术以及软件技术的迅猛发展，计算机更加广泛地进入工业控制的各个领域，并且正在发挥着越来越大的作用。与此同时，计算机技术在煤炭工业领域也得到了快速、广泛的应用。利用计算机进行实时监测是煤炭生产的一个重要环节。矿井监测系统其主要功能是能够及时、准确地反映各类所需要的监测信息，从而满足诸如环境安全、皮带运输、轨道运输、供电系统以及对瓦斯、风速、一氧化碳、温度、负压等
11、环境参数及设备开停、风门开闭、风筒风量不同监测对象的要求，以实现在生产过程中对矿井安全生产进行全面综合的监测。本文主要针对东荣二矿一井各煤层自然发火倾向和随开采深度增加也带来的煤与瓦斯突出危险的实际情况，从装备安全监测系统、设置传感器等方面下手，达到对井下一氧化碳、瓦斯及温度等进行有效的实时监控，当各监测指标超限时，本系统能够及时自动报警和切断电源，并且能够将各类监测到的数据及时传送到监测中心站，通过计算机对这些数据进行存贮和处理，从技术手段上很好的避免有害气体超限作业，改善工作环境与安全条件，提高劳动生产率，消除由此产生的事故隐患，极大地改善煤矿安全生产条件，可保证矿井的长期计划和工程的实现
12、。第1章 安全监测、监控发展情况1.1 国内外发展概况矿井监测监控系统是增强矿山安全，提高生产率的有效工具。世界各主要产煤国对此都很重视，开发了多个系统，如CTT-63/40（法国）、MINOS（英国）、SCADA（美国）、森透里昂（加拿大）、KJ2（中国）等，为煤矿井下安全生产和采、掘、运、通、排等主要环节的协调工作创造了条件，解决了矿井安全监测及生产监控的燃眉之急。国外六、七十年代发展起来的煤矿监控技术，近年来在我国有了飞速的发展，各种煤矿监测系统及其配套产品应运而生。目前，我国煤矿中使用的各类监测监控系统多达十几种，国有煤矿中已装备监测系统的矿井约占总数的三分之一。煤矿监控系统的应用对改
13、善我国煤矿的安全状况，提高煤矿生产效率和现代化管理水平起到了重要作用。1.1.1 国外煤矿监控技术的发展国外煤矿监控技术是20世纪60年代开始发展起来的，至今已有四代产品，基本上510年更新一代产品。从技术特性来看，主要是从信息传输方式的进步来划分监控系统发展阶段的。国外最早的煤矿监控系统的信息传输采用空分制来传输信息。60年代中期英国煤矿的运输机控制、日本煤矿中的固定设备控制大都采用这种技术，其中最具代表性的是法国的CTT-63/40煤矿环境监测系统，它可测瓦斯、一氧化碳、风速、温度等参数，最多可测40个测点。到70年代末，这一系统在西欧一些国家共装备了150多套。波兰在70年代从法国引进技
14、术，推出了可测20个测点的CMM-20系统，后又将测点扩展到128点，形成CMC-l系统。这就是第一代煤矿监控系统。煤矿监控技术的第二代产品的主要技术特征是信道的频分制技术的应用。由于采用了频分制，传输信道的电缆芯数大大减少，它很快取代了空分制系统。英美等国的煤矿在60年代后期就已大量采用频分制技术。其中最具代表性且至今仍有影响的是西德Siemens公司的TST系统和F+H公司的TF200（早期是TF24）系统，这些都是音频传输系统。频分制的应用，体现了以晶体管电路为主的信息传输技术的发展，它比空分制前进了一大步。而集成电路的出现推动了时分制系统的发展，从而产生以时分制为基础的第三代煤矿监控系
15、统，其中发展较快的是英国。英国煤炭研究院于1976年推出轰动一时的以时分制为基础的MINOS煤矿监控系统。在皮带运输系统应用取得成功后，他们立即推广到井下环境监测、供电供水监测和洗煤厂监控等方面，形成了全矿井监测监控系统。到80年代初，MINOS系统已相当成熟，在英国国内得到大量推广，还向美国和印度出售过。这一系统的成功应用，开创了煤矿自动化技术和煤矿监控技术发展的新局面，直到今日，国内外各种监控系统尽管在功能性和产品的技术先进性上都有较大的提高，但系统的整体结构仍没有太大的变化。80年代是计算机、大规模集成电路、数字通信等现代技术高速发展时期。由英国煤炭研究院推出的MINOS系统软件应用成功后，英国的HSDE、HUWOOD、TRANSMI等公司分别生产了以时分制为基础的系统与之相配套；西德也提出了以时分制为基础的GEAMATIC全矿井监控系统的实施计划；对煤矿电气电子产品有重要影响的西门子、AEG等公司也纷纷推出以时分为基础的煤
