礦井水文監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案

1、KJ514礦井水文監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計方案山東誠德電子科技有限公司二0一三年七月1.項目意義在傳統(tǒng)礦井水文監(jiān)測方法中，采用人工攜帶儀器進(jìn)行測量和記錄方法進(jìn)行監(jiān) 測。傳統(tǒng)監(jiān)測方法對于所需要監(jiān)測數(shù)據(jù)不能進(jìn)行實時監(jiān)測，而且借助人工來實現(xiàn) 這一系列數(shù)據(jù)記錄和管理，工作量將是極為巨大，而且容易出現(xiàn)錯誤，數(shù)據(jù)間斷, 造成管理上混亂。在無法得到準(zhǔn)確、連續(xù)、實時數(shù)據(jù)和分析結(jié)果情況下，對相關(guān) 管理部門科學(xué)、迅速決策造成了很大難度。在辦公自動化和管理信息化趨勢下， 這種落后操作不利于建設(shè)現(xiàn)代化礦山發(fā)展，達(dá)不到礦井防治水害要求。2.項目設(shè)計依據(jù)(1)保障*煤礦安全生產(chǎn)、及時防治水害需要地下水動態(tài)變化，能直觀地反映含水層水文

2、地質(zhì)條件，長期監(jiān)測礦井主要充 水含水層對防治礦井水害發(fā)生具有重要意義。及時掌握水文動態(tài)，可以達(dá)到對水 害事故早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)報、早防治，保障煤礦安全、正常生產(chǎn)。(2)*煤礦水文地質(zhì)類型(“中等”型)晉城煤監(jiān)局*礦業(yè)有限公司水文地質(zhì)類型劃分報告顯示，*礦水文地質(zhì) 類型為“中等”型。(3)煤礦安全規(guī)程(國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局，2011)要求第252條規(guī)定，水文地質(zhì)條件復(fù)雜礦井，必須針對主要含水層建立地下水 動態(tài)觀測系統(tǒng)，進(jìn)行地下水動態(tài)觀測、水害預(yù)測分析。并制定相應(yīng)“探、防、堵、 截、排”等綜合防治措施。(4)煤礦防治水規(guī)定(國家煤礦安全監(jiān)察局，2009年)要求第19條：礦井應(yīng)當(dāng)建立水文地質(zhì)信息管理系

3、統(tǒng)，實現(xiàn)礦井水文地質(zhì)文字資 料收集、數(shù)據(jù)采集、圖件繪制、計算評價和礦井防治水預(yù)測預(yù)報一體化。建立水 文地質(zhì)信息管理系統(tǒng)，可以提高防治水工作效率，提高防治水工作決策水平。第108條：進(jìn)行水體下采掘活動時，應(yīng)加強(qiáng)水情和水體底界面變形監(jiān)測。地 表水情監(jiān)測一般包括：水位、水質(zhì)、流量和汛期降雨量變化等；地下水情監(jiān)測包 括：水位、水質(zhì)和水溫變化等。水體底界面變形監(jiān)測主要在地表水體底界面進(jìn)行。 有條件礦井應(yīng)設(shè)立水情自動監(jiān)測系統(tǒng)。（5）保護(hù)生態(tài)環(huán)境需要利用該系統(tǒng)可評估煤炭開采過程中對地下水資源影響，及早采取措施避免造 成對生態(tài)環(huán)境影響。（6）山西省煤礦安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)及考核評級辦法（晉煤安發(fā)2012715

4、號）規(guī)定防治水安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)及考核評分表附表A.4中明確要求，水文地質(zhì)條 件中等及以上礦井都必須建立水文觀測系統(tǒng)（承壓開采礦井，必須建立地下水文 動態(tài)觀測系統(tǒng)），并按規(guī)定時間堅持觀測和分析水情變化。3.項目實現(xiàn)系統(tǒng)功能及特性（1）、井下各水文參數(shù)實時監(jiān)測、實時傳輸及超限報警。（2）、建立*煤礦礦井水文數(shù)據(jù)庫。（3）、實現(xiàn)了現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時在線傳輸，及時掌握井下井上水文情況。（4）、支持局域網(wǎng)客戶端模式及WEB用戶瀏覽器模式數(shù)據(jù)共享（5）、專線/工業(yè)環(huán)網(wǎng)傳輸方式，適合于井下惡劣工作壞境，保證系統(tǒng)穩(wěn)定 工作。（6）、使用防水航空接頭，安裝維護(hù)簡單，防水、防塵性好。（7）、強(qiáng)大軟件分析功能，具有多參

5、數(shù)曲線同時繪制功能及統(tǒng)計直方圖功能可以查看一臺分機(jī)一段時間曲線變化情況。 分析鉆孔水位、水壓、流量等參數(shù)變化率情況曲線。分析統(tǒng)計一段時間流量值等。（8）、專線/工業(yè)環(huán)網(wǎng)實時數(shù)據(jù)傳輸，解決了以往煤礦安全系統(tǒng)布線復(fù)雜， 維護(hù)成本高等缺點(diǎn)。（9）、傳輸方式包括can總線模式，以太環(huán)網(wǎng)（TCP/UDP等）傳輸模式以及 光端機(jī)轉(zhuǎn)換，滿足煤礦當(dāng)前傳輸要求，以及今后升級。（10）、雙機(jī)熱備份以及備用電源保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。（11）、分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了部分儀器故障不影響系統(tǒng)運(yùn)行，同時系統(tǒng) 具有良好可擴(kuò)展性。4 .礦井水文監(jiān)測系統(tǒng)概述“礦井水文監(jiān)測系統(tǒng)”，是根據(jù)根據(jù)煤礦發(fā)展需求，針對煤礦水害問題突出

6、 現(xiàn)狀，為加強(qiáng)礦井水文地質(zhì)基礎(chǔ)、建立健全煤礦水害預(yù)測預(yù)報制度等工作，而研 發(fā)水文自動觀測實時在線遠(yuǎn)傳系統(tǒng)，實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)在地面計算機(jī)繪制實時曲線、 生成數(shù)據(jù)報表、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享。該系統(tǒng)是一種礦用數(shù)據(jù)采集監(jiān)測裝置。系統(tǒng)包括地面水位遙測系統(tǒng)，地面監(jiān) 測服務(wù)器、監(jiān)測通訊分站和各種監(jiān)測儀器：如明渠流量監(jiān)測儀、水壓監(jiān)測裝置。 可以對礦井上下水文情況進(jìn)行實施監(jiān)測，包括流量、水壓、水位（溫）、涌水突 變、野外長觀孔水位等采集各種測量數(shù)據(jù)。所有井下數(shù)據(jù)通過總線（或工業(yè)環(huán)網(wǎng)） 傳至地面微機(jī)，由微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，打印報表，繪制歷史曲線。野外鉆孔水文 自動遙測系統(tǒng)在無人職守情況下，能夠全天候自動定時測量野外鉆孔水位、水

7、溫, 所有數(shù)據(jù)借助GSM全球移動通訊系統(tǒng)上傳到監(jiān)測主站，通過調(diào)度監(jiān)控室監(jiān)控服務(wù) 器對觀測點(diǎn)數(shù)值進(jìn)行監(jiān)測，提供實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，繪制 歷史曲線，打印報表。支持局域網(wǎng)在線模式和信息共享，達(dá)到指導(dǎo)安全生產(chǎn)要求。高調(diào)皮中心后調(diào)度中心息訴 I通訊分站本安電源 I通訊分站本安電-I通訊分站水溫度利饃 水壓監(jiān)涮儀水位監(jiān)測儀流fit苗洪儀 電的液量計礦井水文監(jiān)測系統(tǒng)示意圖組網(wǎng)方式（任選一種）工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)傳輸總線型光端機(jī)傳輸5 .系統(tǒng)硬件技術(shù)指標(biāo)5.1 系統(tǒng)性能指標(biāo)1）最大監(jiān)控容量a）系統(tǒng)最大接入分站數(shù)量：128臺;b）每臺分站最大接入傳感器數(shù)量：8-16 fTo2）模擬量輸入傳輸處理誤差：

8、模擬量輸入傳輸處理誤差W1.0%。3）最大巡檢周期：系統(tǒng)最大巡檢周期不大于30 s。4）畫面響應(yīng)時間：調(diào)出整幅畫面85%響應(yīng)時間不大于2 s,其余畫面不大 于5 So5）誤碼率：誤碼率不大于10-8。6）雙機(jī)切換時間：從工作主機(jī)故障到備用主機(jī)投入正常工作時間：5 mine7）備用電源工作時間：在電網(wǎng)停電后，備用電源能保證系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測時間 不小于2 ho8）存儲時間：系統(tǒng)可將測點(diǎn)信息進(jìn)行保存1年以上時間。9）傳輸及供電距離分站及傳感器之間最大傳輸距離2000 m；5.2 各產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)（1）礦用本安型流量監(jiān)測儀YHL100流量監(jiān)測儀是對煤礦井下明渠內(nèi)水流量或其他涌水點(diǎn)水流量進(jìn)行自 動測量和顯示、

9、通信集微電腦技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)于一體自動化監(jiān)測設(shè)備。主要用 于礦井下水流量自動測量、實時本地顯示及實時數(shù)據(jù)傳輸。技術(shù)指標(biāo) 供電電源：獨(dú)立工作時：干電池組（1號R20四節(jié)串連）；工作電壓為6VDC工作電流為：V 100mA及關(guān)聯(lián)設(shè)備連接時：本安電源供電；工作電壓為18VDC工作電流： lOOmAo最高輸入電壓Ui:19VDC；最大輸入電流li： 900 mA;最大內(nèi)部電感Li:2mH；最大內(nèi)部電容Ci:2.2uF 量程：0100n?/min 誤差：4 m3/min. 顯示方式：4位LED 啟動顯示：按鍵啟動 通信制式：2001000Hz,高電平：23V,低電平：WO. 5V；正負(fù)脈沖寬度：20.

10、3ms 外殼防護(hù)等級：IP54根據(jù)實際情況，當(dāng)明渠不適宜使用巴歇爾槽時，改選用堰板式。（2）礦用本安型水壓監(jiān)測儀YHY10礦用本安型水壓監(jiān)測儀（以下簡稱監(jiān)測儀）是在煤礦井下實時監(jiān)測水 壓觀測孔及管道水壓。監(jiān)測儀自動測量水壓力，可通過礦用本安型數(shù)據(jù)采集儀設(shè)定參數(shù)、啟動分機(jī)、標(biāo)定零點(diǎn)，并通過礦用一般兼本安型數(shù)據(jù)傳輸接口及計算機(jī) 連接進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。（3）礦用本安型水位（溫）傳感器GUY50礦用本安型水位（溫）傳感器（以下簡稱傳感器）是在煤礦井下實時 監(jiān)測水倉及水文鉆孔等水位。傳感器具有自動測量水位（溫）值并實時顯示和信 號傳輸。（4）礦用本安型監(jiān)測通訊分站KJF12礦用本安型監(jiān)測通訊分站（以下簡稱通訊分站）是我公司在線監(jiān)測 系統(tǒng)通信一部分，作為數(shù)據(jù)通訊轉(zhuǎn)接站。通訊分站實現(xiàn)井上計算機(jī)及井下各監(jiān)測點(diǎn)交