矿井监控系统设计布置
矿井监控系统设计布置
第一节概述
一、安全监测监控系统设置要求
1．从矿井灾害种类和程度论述设置安全监测系统的重要性
本矿井生产设计能力0.9Mt/a，属低瓦斯矿井，煤尘有爆炸危险性。煤的自燃倾向等级为II级，属自燃煤层。按照《煤矿安全规程》的规定，为确保煤矿安全、高效生产和人身安全，对煤矿井下生产环境安全参数，应设置安全监测监控设备，及时准确的了解掌握井下各测控点安全状况，达到对各类灾害的早期预测，并采取安全措施防止事故的发生。
2．安全监测监控系统设置的条件和要求
1)设备选型以矿井安全生产环境参数的监测监控为主，并对地面、井下主要生产设备运行状态进行监测。
2)设备选择具有可靠性、先进性、扩展性、抗干扰性的设备，适应矿井的延伸、扩建和发展的可变性。
3)结合大同煤矿集团同生浩然煤业有限公司的实际情况，操作简便、经济适用。
矿井现装备KJ98N型煤矿安全生产监控系统，本次设计进行补充和完善设备配置。
二、安全监测监控系统选择
1．开采技术条件和安全条件
详见第一章。
2．安全监测监控和传输设备系统选择
安全监测监控系统的选型应充分体现系统的可靠性、先进性、开放性、可扩展性、经济性，满足矿井生产能及时、有效获得监测、监视等管理信息的需要，同时还要考虑矿井近、远期的发展，产品的技术更新与升级换代，售后服务、传输接口等多方面的因素。根据本矿生产布置情况，本着经济合理、实用的原则，设计利用现有KJ98N型煤矿综合监测监控系统进行扩容改造，以实现对矿井自然
灾害的综合治理，切实防止瓦斯、煤尘等事故发生，同时对矿井主要机电设备的运行状况进行监测。
三、设计依据
1．国家煤矿安全监察局发布的《煤矿安全规程》监控系统软件
2．采区巷道及机械设备布置平面图
3．煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范
4．煤矿安全监控系统通用技术要求AQ6201—2006
5．有关生产厂家提供的“KJ98N矿井安全监测监控系统”产品技术说明书等资料。
第二节安全监测、监控和传输设备选择
一、监测设备选择：
1．监测设备选型原则
监测设备的选择力求稳定可靠、测量准确、故障率低、便于使用和维护。
2．监测设备各设置地点和布置
各类传感器具体布设位置见传感器布置图AZ1208-174-02和第三节的说明。
二、监控设备选型
(一)监控设备选型原则
1．必须选用取得了“MA安全标志准用证”的产品。
2．符合自治区网络系统的入网要求，能够顺利实现联网。
3．系统必须运行稳定、可靠、维护简单、使用方便、并必须具备先进性、开放性、减少不必要的投资。
4．性能价格比优。
(二)监控总站和各分站主要设备的功能、型号及数量
KJ98N监控系统由地面中心站、KJ98N监控软件、数据接口装置(调制解制器)智能分站、各种矿用传感器及控制执行器组成。
1．监控总站
KJ98N型煤矿安全生产监控系统的监控总站设在矿生产调度中心。选用性能稳定、可靠的监控主机(工控机)两台(互为热备用)数据通信接口装置两台(一台
工作一台备用)信号避雷器两台(监控室一台，井口一台)交流净化稳压电源、不间断电源、打印机各一台及KJ98N安全监控、操作系统、防病毒等软件一套等。
该系统由中心站设备、KJ98N -J1主控接口、UPS不间断电源、KJ98N -F2矿用井下分站、GJC10矿用甲烷传感器、KGF2矿用风速传感器、CGW-100温度传感器、KGT9煤矿用设备开停传感器、KGT16矿用馈电状态传感器、BF3矿用风筒开关传感器、KGA21B矿用一氧化碳传感器、GK-12矿用风门开闭状态传感器、GY3矿用压力传感器、GGQ矿用烟雾传感器、P4108水位传感器、KGU5B煤位传感器、KGD6电流传感器、KGD7电压传感器、KXB-A矿用本安型声光报警器、LDH10k24Y 信号避雷器、TDJ220B-20电源避雷器组成。
本系统主要功能如下：
1)对井下生产环境安全参数连续监测监控。其环境安全参数主要有：瓦斯、风速、一氧化碳、温度、主要风门开闭状态、通风机、风硐负压等。
2)对局部通风机、地面通风机等主要生产设备运行状态连续监测。
3)对采掘工作面主要负荷的馈电状态连续监测。
4)井下分站具有风电、瓦斯电闭锁功能。主要技术参数如下：
系统容量：64台井下分站。
模拟量测点：(最大) 1024点。
开关量测点：(最大) 1024点。
非本安型断电控制：(最大)256点。
本安型断电控制：(最大)256点。
最长巡检时间：<20秒。
5)系统自检故障闭锁功能，分站通过各种状态指示灯和自检程序随时进行分析诊断，判断故障使用，主控接口通过通讯指示灯判断与分站的通讯情况。当与闭锁控制有关的设备未投入正常运行或发生传感器、分站断线等故障时，可切断该监控设备所控制区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁。
2．分站
根据本矿生产及设施情况，布置6个KJ98N-F2型智能分站，分别设在副斜井绞车房控制室、风机房控制室（包括主井）、井下中央变电所、回采工作面、运输顺槽掘进工作面、回风顺槽掘进工作面，并将KHP146-T型胶带输送机防爆
电控成套装置纳入本监控系统中，以保证监控系统的完整性和统一性。
分站的主要功能是：
配接各类传感器，采集和显示井下、地面测点的各种环境参数、机电设备运行状态；并将其采集的各种数据送至监控总站。
接收监控总站发出的各种命令。
具备风电瓦斯闭锁、断电功能。
三、传输设备及器材选型
(一)传输设备及器材选型原则
1．符合《中华人民共和国行业标准煤矿用信息传输装置》(MT/T899－2000)中有关规定。
2．传输信号电缆必须是适于在煤矿井下监测、控制系统中用作为低频信号传输的矿用阻燃型信号电缆。
(二)传输设备及器材型号、数量
地面主传输电缆选用MHYVR型矿用聚乙烯绝缘阻燃聚氯乙烯护套单层镀锌钢线编织铠装信号电缆，埋地敷设；下井主传输电缆选用MHYVR型矿用聚乙烯绝缘阻燃聚氯乙烯护套单层钢丝铠装井筒信号电缆，经副斜井沿墙敷设至井下；井下分站间主传输电缆选用MHYVR矿用聚乙烯绝缘阻燃聚氯乙烯护套单层镀锌钢线编织铠装信号电缆，沿巷道墙壁敷设至井下各分站；传感器选用MHYV31聚乙烯绝缘阻燃聚氯乙烯护套通信软电缆。
电源：
地面中心站双回路供电并配备不小于8h在线式6kVA不间断电源。为防止瓦斯超限断电时切断安全测控仪器的供电电源，井下安全测控仪器的供电电源必须取自被控开关的电源侧，严禁接在被控开关的负荷侧。井下分站电源设置在中央及采区变电所内。
四、安全监测监控防雷及接地保护
安全监控系统布置在井口调度室计算机机房内，按照规范要求，应对该机房采取以下防雷及接地保护措施：
1．屏蔽。对雷电电磁脉冲的屏蔽可借助建筑物钢筋、金属门窗、金属构架、金属隔断、静电地板、金属管道、设备的金属外壳等相互连接在一起，形成一个
法拉第笼，并与地网可靠的电气连结。
2．等电位联接和共用接地系统
信息系统的等电位连结。有计算机、通信设备、控制系统等电子设备组成的信息系统，应对外露导电部分建立等电位连接网络，并连接大地。
公用接地系统。是一建筑物接至接地装置的所有互相连接的金属装置(包括外部防雷装置)，并且是一个低电感的网型接地系统。设备应采用并联接地方式。机房内均压环采用铜材或铜编辑线。
3．机房均压汇集环与设备均压等电位连接
a. 用50mm2 铜编辑线做机房均压汇集环，沿机房静电地板四周及设备柜下呈目字型一封闭环。均压汇集环与办公楼地、电源地等电位良好连接。
b. 金属门窗、设备外壳、机柜、上下水管、暖气管、静电地板等电位联和接地。
第三节监测设备各类传感器布置
一、回采工作面传感器选型及配置：
回采工作面设有1个监控分站(井下分站4)，传感器选型及配置如下：
1．配有断电仪1台、馈电传感器1个，对运输、回风顺槽内馈电设备的通、断状态进行监测；
2．设有甲烷传感器5个(包括采煤机甲烷传感器)
断电范围：JZ—采煤机机载甲烷传感器
T1、T2—工作面及运输巷中全部非本质安全型电器设备
T3—工作面回风巷中全部非本质安全型电器设备(井下分站4) 当工作面瓦斯浓度≥1.0%时报警；≥1.5%时，断电；＜1.0%复电；

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