礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)PPT課件

1、1.1 1.1 礦井監(jiān)控系統(tǒng)組成礦井監(jiān)控系統(tǒng)組成 現(xiàn)有問題：硬件不通用、軟件不兼容、信道不共享、信息不共享、以監(jiān)測為主，控制功能、尤其遠程控制功能不強、災(zāi)害預(yù)報功能弱等問題。 發(fā)展方向：組態(tài)軟件、現(xiàn)場總線、可編程控制器、多媒體、計算機網(wǎng)絡(luò)、GIS和智能傳感器等技術(shù)，向著監(jiān)測與控制并重、就地自動控制、遠程人為控制、災(zāi)害預(yù)報、第1頁/共157頁硬件通用、軟件兼容、信道共享、信息共享、多參數(shù)、多功能、多媒體全礦井綜合監(jiān)控。第2頁/共157頁1.1.1 1.1.1 早期的礦井監(jiān)控系統(tǒng)早期的礦井監(jiān)控系統(tǒng) 由瓦斯遙測系統(tǒng)發(fā)展而來。 瓦斯遙測系統(tǒng)具有甲烷超限聲光報警和斷電功能。 技術(shù)特征：單一甲烷監(jiān)測、就地

2、斷電控制、聲光報警、數(shù)碼管或模擬表頭顯示、多筆記錄儀記錄、頻分多路復(fù)用、單向模擬傳輸、樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、采用分立組件或中、小規(guī)模集成電路。第3頁/共157頁瓦斯遙測系統(tǒng)一般組成如下圖：遙測儀記錄儀斷電儀斷電儀甲烷傳感器甲烷傳感器被控開關(guān)被控開關(guān)交流電交流電第4頁/共157頁 工作原理：傳感器將被測甲烷濃度轉(zhuǎn)換為電信號送斷電儀（最大傳輸1KM ），并具有濃度顯示和濃度超過報警濃度后聲光報警功能（也有將聲光報警箱與傳感器分離的）。用3芯或4芯礦用信號電纜，模擬基帶信號傳輸。斷電儀對甲烷傳感器送來的甲烷濃度信號進行調(diào)制，將調(diào)制后的信號經(jīng)2芯礦用信號電纜傳至地面遙測儀（可達10KM），為減少電纜，此段可采

3、用頻分多路復(fù)用（510路）。斷電儀同時對甲烷濃度判別，若超斷電濃度，則通過繼電器切斷被控區(qū)域動力電源，并閉鎖。第5頁/共157頁 斷電儀還兼作電源，將井下電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為斷電儀和傳感器所需的本質(zhì)安全型直流電源。 遙測儀對接收到的調(diào)制信號解調(diào)后顯示，并進行報警判別，超過報警濃度時發(fā)出聲光報警信號，同時記錄儀記下甲烷濃度。第6頁/共157頁主要技術(shù)特征：單一甲烷監(jiān)測、就地斷電控制、聲光報警、數(shù)碼管或模擬表頭顯示、多筆記錄儀記錄、頻分多路復(fù)用、單向模擬傳輸、樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、采用分立組件或中、小規(guī)模集成電路。在發(fā)展甲烷遙測系統(tǒng)同時，為了保證運輸系統(tǒng)（軌道、提升、膠帶等）安全、提高生產(chǎn)率和設(shè)備利用率，推

4、廣應(yīng)用了模擬盤調(diào)度系統(tǒng)。第7頁/共157頁1.1.2 1.1.2 礦井監(jiān)控系統(tǒng)組成礦井監(jiān)控系統(tǒng)組成隨著技術(shù)（傳感器、電子、計算機、信息傳輸）發(fā)展和要求提高，發(fā)展為多參數(shù)單方面監(jiān)控系統(tǒng)（針對某一方面的多參數(shù)監(jiān)控）。包括：環(huán)境安全、軌道運輸、膠帶運輸、提升運輸、供電、排水、礦山壓力、火災(zāi)、煤與瓦斯突出、大型機電設(shè)備健康狀況等監(jiān)控系統(tǒng)。第8頁/共157頁環(huán)境安全監(jiān)控系統(tǒng)CH4、CO、CO2、O2、H2S、風(fēng)速、負(fù)壓、濕度、溫度、風(fēng)門狀態(tài)、風(fēng)窗狀態(tài)、風(fēng)筒狀態(tài)、局扇開停、主扇開停及工作電壓電流等監(jiān)測，并實現(xiàn)甲烷超限聲光報警、斷電和甲烷風(fēng)電閉鎖控制等。軌道運輸監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測信號機電動轉(zhuǎn)轍機狀態(tài)、機車位置、機

5、車編號、運行方向、運行速度、車皮數(shù)、空（實）車皮數(shù)等，并實現(xiàn)信號電動轉(zhuǎn)轍機閉鎖控制，地面遠程調(diào)度與控制等。第9頁/共157頁膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)對皮帶速度、軸溫、煙霧、堆煤、橫向撕裂、縱向撕裂、跑偏、打滑、電機運行狀態(tài)、煤倉煤位等監(jiān)測，并實現(xiàn)順煤流啟動、逆煤流停止閉鎖控制和安全保護、地面遠程調(diào)度與控制、皮帶火災(zāi)監(jiān)測與控制等。提升運輸監(jiān)控系統(tǒng)對罐籠位置、速度、安全門狀態(tài)、搖臺狀態(tài)、阻車器狀態(tài)等，并實現(xiàn)推車、補車、提升閉鎖控制等監(jiān)測。第10頁/共157頁供電監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測電網(wǎng)電壓、電流、功率、功率因數(shù)、饋電開關(guān)狀態(tài)、電網(wǎng)絕緣狀態(tài)等，并實現(xiàn)漏電保護、饋電開關(guān)閉鎖控制、地面遠程控制等。排水監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測水倉水

6、位、水泵開停、水泵工作電壓、電流、功率、閥門狀態(tài)、流量、壓力等，并實現(xiàn)閥門開關(guān)、水泵開?？刂?、地面遠程控制等。第11頁/共157頁火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測CO、CO2、O2、溫度、壓差、煙霧等，并通過風(fēng)門風(fēng)窗控制，實現(xiàn)均壓滅火控制、制氮與注氮控制等。礦山壓力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測地音、頂板位移、位移速度、位移加速度、紅外發(fā)射、電磁發(fā)射等，并實現(xiàn)礦山壓力預(yù)報。第12頁/共157頁煤與瓦斯突出監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測煤巖體聲發(fā)射、瓦斯涌出量、工作面煤壁溫度、紅外發(fā)射、電磁發(fā)射等，并實現(xiàn)煤與瓦斯突出預(yù)報。大型機電設(shè)備健康狀況監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測機械振動、油質(zhì)量污染等，并實現(xiàn)故障診斷。第13頁/共157頁礦井監(jiān)控系統(tǒng)一般組成：傳感器；執(zhí)行

7、機構(gòu)；分站；電源箱（或電控箱）；主站（或傳輸接口）；主機（含顯示器）；打印機；模擬盤；多屏幕；UPS電源；遠程終端；網(wǎng)絡(luò)接口電纜；接線盒等。結(jié)構(gòu)見圖1.3。第14頁/共157頁工作原理：傳感器將被測物理量轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)3芯或4芯礦用電纜（1芯地線，1芯信號線，1芯分站向傳感器供電）與分站相連，并具有顯示和聲光報警（有些沒顯示或聲光報警）。執(zhí)行機構(gòu)（含聲光報警及顯示設(shè)備）將控制信號轉(zhuǎn)換為被控物理量，用礦用電纜與分站相連。分站接收來自傳感器的信號，并按預(yù)先約定的復(fù)用方式（時分制或頻分制）遠距離傳送第15頁/共157頁給主站（或傳輸接口），同時接收來自主站（或傳輸接口）多路復(fù)用信號。分站具有線性校

8、正、超限判別、邏輯運算等簡單數(shù)據(jù)處理能力、對傳感器輸入的信號和主站傳輸來的信號進行處理，控制執(zhí)行機構(gòu)工作。傳感器及執(zhí)行機構(gòu)距分站的最大傳輸距離一般不大于2KM。故一般采用星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（1個傳感器或1個執(zhí)行機構(gòu)使用1根電纜與分站相連）單向模擬傳輸。電源箱將井下交流電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需的本質(zhì)安全型直流電源，并維持電網(wǎng)停電后正常供電不小于2h的蓄電池。第16頁/共157頁主站（或傳輸接口）接收分站遠距離發(fā)送的信號，并送主機處理：接收主機信號、并送相應(yīng)分站。主站（或傳輸接口）主要完成地面非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備與井下本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的隔離，主站還具有控制分站的發(fā)送與接收，多路復(fù)用信號的調(diào)制與解調(diào)，系統(tǒng)

9、自檢等功能。主機選用工控微型機或普通臺式微型機、雙機或多機備份。主機主要用來接收監(jiān)測信號、校正、報警判別、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、磁盤存儲、顯示、聲光報警、人機對話、輸出控制、控制打印輸出、與管理網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接等。第17頁/共157頁 投影儀、模擬盤、大屏幕、多屏幕、電視墻等用來擴大顯示面積，便于在調(diào)度室遠距離觀察。 管理工作站或遠程終端一般設(shè)在礦長或總工辦公室，以便隨時了解礦井安全及生產(chǎn)狀況。 數(shù)據(jù)服務(wù)器是主機與管理工作站及網(wǎng)絡(luò)其它用戶交換監(jiān)控信息集散地。 路由器用于企業(yè)網(wǎng)與廣域網(wǎng)及電話線入網(wǎng)等協(xié)議轉(zhuǎn)換、安全防范等。第18頁/共157頁技術(shù)特征：傳感器及執(zhí)行機構(gòu)采用星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與分站相連，單向模擬傳輸；分站至主

10、站間采用樹形、環(huán)形或樹形與星形混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；采用微機（含單片機）、大規(guī)模集成電路、固態(tài)繼電器及大功率電力電子器件、投影儀、大屏幕、模擬盤、多屏幕、電視墻等，具有彩顯、磁盤記錄、打印報表、聯(lián)網(wǎng)等功能。第19頁/共157頁單方面多參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)解決了機械化采煤的急需，但系統(tǒng)存有控制功能差、通用性差、性能價格比低等問題。這既不符合監(jiān)測與控制并重、硬件通用、軟件組態(tài)、現(xiàn)場總線監(jiān)控與多媒體的發(fā)展趨勢，又難于滿足煤炭高產(chǎn)、高效、安全生產(chǎn)的需要。其主要表現(xiàn)見教材。第20頁/共157頁1.2 1.2 全礦井綜合監(jiān)控系統(tǒng)全礦井綜合監(jiān)控系統(tǒng)這是礦井監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展方向。既可用于前述的環(huán)境安全、運輸?shù)榷喾矫娴木C合監(jiān)控，又

11、可實現(xiàn)某些或某個方面監(jiān)控的多參數(shù)、多功能監(jiān)測與控制并重、就地自動控制與地面人為遠動控制結(jié)合的系統(tǒng)。由智能傳感器、智能監(jiān)控站、調(diào)度管理網(wǎng)絡(luò)等組成。見書P8圖1.6。第21頁/共157頁1.2.1 1.2.1 智能傳感器智能傳感器電路通用可配接各種不同的傳感組件，被測不同物理量時只需更換傳感組件，且同一傳感器還可同時接入多個傳感組件構(gòu)成多參數(shù)傳感器。便于用戶維護；備品備件少，便于配備，大大提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)的批量；便于維護人員集中精力、深入細(xì)致地掌握電路原理，及時處理故障，保證系統(tǒng)正常運行。第22頁/共157頁數(shù)字信號傳輸與多路復(fù)用智能傳感器采用數(shù)字信號傳輸，多臺傳感器共享一根多芯電纜接成樹形結(jié)構(gòu)

12、與智能監(jiān)控站相連，若傳感器遠離智能監(jiān)控站而靠近系統(tǒng)傳輸電纜時，智能傳感器可直接接系統(tǒng)電纜。就地控制傳感器能直接控制執(zhí)行機構(gòu)，比經(jīng)分站控制執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行速度快、可靠性高。當(dāng)分站發(fā)生故障時，仍可執(zhí)行一些基本的控制。第23頁/共157頁1.2.2 1.2.2 智能監(jiān)控站智能監(jiān)控站具有信號采集、控制、與主站（或上級智能控制站）雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。與傳感器（含執(zhí)行機構(gòu)）信號傳輸采用數(shù)字傳輸；采用組態(tài)軟件技術(shù)，解決了分站通用問題。采用現(xiàn)場總線技術(shù)，解決通信協(xié)議不通用、不同分站難以接入同一系統(tǒng)。第24頁/共157頁1.2.3 1.2.3 調(diào)度管理網(wǎng)站調(diào)度管理網(wǎng)站調(diào)度管理人員通過它與系統(tǒng)進行信息交換，其功能體現(xiàn)

13、為：采用計算機網(wǎng)絡(luò)將工作在生產(chǎn)調(diào)度室、通風(fēng)調(diào)度室礦長辦公室和總工辦公室等許多工作站聯(lián)系在一起，工作站可利用網(wǎng)上的生產(chǎn)、安全、銷售、財會等多方面信息。通過授權(quán)限制資源利用。采用組態(tài)軟件技術(shù)解決中心站軟件通用問題。第25頁/共157頁網(wǎng)絡(luò)設(shè)備由工作站（含多屏幕工作站、多媒體工作站）和服務(wù)器等組成。一般采用以太網(wǎng)。1.2.4 1.2.4 現(xiàn)場總線與組態(tài)軟件技術(shù)現(xiàn)場總線與組態(tài)軟件技術(shù)第26頁/共157頁1.3 1.3 礦井監(jiān)控系統(tǒng)特點與分類礦井監(jiān)控系統(tǒng)特點與分類1.3.1 礦井監(jiān)控系統(tǒng)特點電氣防爆。傳輸距離遠。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)宜采用樹形結(jié)構(gòu)。監(jiān)控對象變化緩慢。電網(wǎng)電壓波動大。工作環(huán)境惡劣。傳感器（或執(zhí)行機構(gòu)）

14、宜采用遠程供電。不宜采用中繼器。第27頁/共157頁1.3.2 1.3.2 礦井監(jiān)控系統(tǒng)的分類礦井監(jiān)控系統(tǒng)的分類按監(jiān)控目的分：環(huán)境安全、軌道運輸按使用環(huán)境分：防爆型、礦用一般型、地面普通型和復(fù)合型。按復(fù)用方式分：頻分制、時分制、碼分制和復(fù)合復(fù)用方式。按網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分：星形、環(huán)形、樹形總線形和復(fù)合形。按信號傳輸方向分：單向、單工和雙工。按傳輸信號分：模擬傳輸、數(shù)字傳輸。按調(diào)劑方式分：基帶、調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。按同步方式分：同步傳輸、異步傳輸系統(tǒng)。第28頁/共157頁2 2 礦井監(jiān)控系統(tǒng)通礦井監(jiān)控系統(tǒng)通用要求用要求2.1 2.1 信息傳輸要求信息傳輸要求第29頁/共157頁總要求：硬件通用、軟件兼容、信

15、道共享、信息共享，促進產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、提高產(chǎn)品質(zhì)量。傳輸介質(zhì)：礦井監(jiān)控系統(tǒng)一般都采用價格低廉、便于安裝維護礦用雙絞線電纜（受環(huán)境制約，難以實現(xiàn)無線通信；光纜斷后難以接續(xù)，光纖的熔接防爆未解決，故少用）。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：因傳輸電纜須沿巷道敷設(shè)掛巷道壁上，為便于安裝維護、節(jié)約電纜、降低成本，宜采用樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也可采用環(huán)形、總線形、星形或其它網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。第30頁/共157頁工作方式：現(xiàn)多用主從工作方式。與無主工作方式比，抗故障能力差?？紤]環(huán)境安全及運輸?shù)葐畏矫婕斜O(jiān)控需要，宜采用多主或無主、主從等其它工作方式。連接方式：為滿足環(huán)境安全運輸?shù)染偷乇O(jiān)控需要，宜靈活多樣，可單層亦可多層連接。傳輸方向：因單向傳輸僅適

16、用于監(jiān)測系統(tǒng)，全雙工傳輸使用傳輸通道較多。故宜采用半雙工傳輸，亦可采用全雙工傳輸。復(fù)用方式：常用頻分、時分、碼分制。比較見表2.1。礦井監(jiān)控系統(tǒng)宜采用時分制。第31頁/共157頁表表2.1 2.1 頻分制、時分制、碼分制對比頻分制、時分制、碼分制對比復(fù)用方式本安防爆模擬量與開關(guān)量共同傳輸各路信號之間干擾自適應(yīng)能力設(shè)備復(fù)雜程度復(fù)用路數(shù)頻分制差差大無簡單低時分制好好小無簡單高碼分制好一般小有復(fù)雜高第32頁/共157頁信號：表示模擬量的信號可是模擬信號和數(shù)字信號。傳感器及執(zhí)行機構(gòu)至分站間，分站至主站間均宜采用數(shù)字信號傳輸。因數(shù)字信號抗干擾力強；傳輸質(zhì)量高，差錯可控制；可傳遞各種消息，靈活通用；便于計

17、算機存儲、處理、傳輸；便于本質(zhì)安全防爆隔離。又因在同樣速率下不歸零信號比歸零信號脈沖持續(xù)時間長、抗干擾能力強、傳輸距離遠；矩形信號較其它波形信號設(shè)備簡單，故實宜用不歸零矩形脈沖數(shù)字信號傳輸。同步方式：根據(jù)井下控點分散特點，每一分站、傳感器（或執(zhí)行機構(gòu)）每次需發(fā)送或接收第33頁/共157頁數(shù)據(jù)（或狀態(tài)）較少，信號變化緩慢，宜用低速、小容量、設(shè)備簡單的串行異步傳輸方式。調(diào)制方式：因基帶傳輸比頻帶傳輸設(shè)備簡單、成本低、便于本質(zhì)安全防爆、樹狀系統(tǒng)使用；調(diào)頻調(diào)相抗干擾能力強。故宜用基帶、調(diào)頻和調(diào)相傳輸。字符：系統(tǒng)字符長度為8位。由1位邏輯“0”表開始，1位邏輯“1”表停止，任意長度邏輯“1”表空閑。最高

18、位與停止位間設(shè)1位地址/數(shù)據(jù)標(biāo)志位，該位為邏輯“1”表該字符為地址字符，該位為邏輯“0”表該字符為數(shù)據(jù)字符。最高位與停止位間亦可設(shè)1位奇偶校驗位，宜采用奇校驗。第34頁/共157頁幀格式：為標(biāo)明一幀信息的接收地址、長度和類別，并保證可靠的傳輸，在一幀中通常包括地址場、控制場、數(shù)據(jù)場和校驗場。根據(jù)煤礦特點，礦井監(jiān)控系統(tǒng)宜采用CRC-CCITT。傳輸速率：宜在1200bps、2400bps、4800bps等中選取。誤碼率：用于監(jiān)測的礦井監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)不大于10-6，用于監(jiān)控的礦井監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)不大于10-8。傳輸處理誤差：應(yīng)不大于0.5%。第35頁/共157頁最大巡檢周期：由于礦井監(jiān)控信號變化緩慢，其最大

19、巡檢周期應(yīng)不大于30s。當(dāng)然越短越好。最大傳輸距離：礦井監(jiān)控系統(tǒng)不宜采用中繼器來延長傳輸距離；分站至主站之間，分站至分站之間，最大傳輸距離應(yīng)不小于10km；傳感器及執(zhí)行機構(gòu)至分站之間最大傳輸距離應(yīng)不小于2km。最大節(jié)點容量：宜在8、16、32、64、128中選取，除考慮物理層外，還須便于2進制編碼。第36頁/共157頁2.2 2.2 性能要求性能要求應(yīng)具有模擬量開關(guān)量和累計量監(jiān)測功能。應(yīng)具有聲光報警、模擬量和開關(guān)量手動（含遠程地面）與自動控制功能。具有備用電源。電網(wǎng)停電后系統(tǒng)對主要監(jiān)控量繼續(xù)監(jiān)控時間不小于2h。具有自檢功能。當(dāng)傳感器、分站、主站、傳輸電纜等設(shè)備發(fā)生故障時，報警并記錄故障時間，故

20、障設(shè)備以供查詢及打印。第37頁/共157頁系統(tǒng)主機應(yīng)雙機備份，并具有手動切換功能。當(dāng)工作主機出現(xiàn)故障備份主機投入工作。應(yīng)具有實時存儲功能。（存儲包括）重要監(jiān)測點模擬量實時監(jiān)測值和輸出值存盤記錄應(yīng)保持24h，其余應(yīng)保存3m以上。應(yīng)具有列表顯示功能。模擬量及相關(guān)顯示地點、名稱、單位、報警門限、控制門限、監(jiān)測值、最大值、最小值、平均值、傳感器故障、封鎖與解鎖等；開關(guān)量顯示地點、名稱、動作時刻、狀態(tài)、動作次數(shù)、傳感器狀態(tài)、封鎖與解鎖等。累計量顯示地點、名稱、單位、累計量值等。應(yīng)具有模擬量實時曲線和歷史曲線顯示功能。在同一坐標(biāo)上用不同顏色顯示最大值平均值最小值曲線。第38頁/共157頁具有柱狀圖顯示功能

21、。包括地點、名稱、最后一次開/停時刻和狀態(tài)、工作時間、開機率、開/停次數(shù)、傳感器狀態(tài)、封鎖與解鎖等。應(yīng)具有模擬動畫顯示功能。包括工藝流程模擬圖、相應(yīng)設(shè)備開停狀態(tài)、相應(yīng)模擬量數(shù)值等應(yīng)具有系統(tǒng)設(shè)備布置圖顯示功能。包括傳感器、執(zhí)行機構(gòu)、分站、電控箱、主站和電纜等設(shè)備的名稱、位置、運行狀態(tài)等。應(yīng)具有報表、曲線、柱狀圖、模擬圖、初始化參數(shù)等召喚打印功能（定時打印可選）。第39頁/共157頁應(yīng)具有人機對話功能。便于系統(tǒng)生成、修改參數(shù)、功能調(diào)用、控制命令輸入。應(yīng)具有防雷措施。防止雷電擊毀設(shè)備引起井下瓦斯爆炸。應(yīng)具有抗干擾措施。防止架線電機車火花、大型機電設(shè)備啟停等電磁干擾系統(tǒng)正常工作。系統(tǒng)分站應(yīng)具有初始化參

22、數(shù)掉電保護功能。以防分站停電后初始化參數(shù)丟失。宜具有工業(yè)電視圖像等多媒體功能，便于提高信息的利用率。第40頁/共157頁宜具有網(wǎng)絡(luò)通信功能。便于礦領(lǐng)導(dǎo)及上級主管部門對監(jiān)控信息的利用。地面設(shè)備應(yīng)具有防靜電措施。系統(tǒng)應(yīng)工作穩(wěn)定、性能可靠，出廠前要進行連續(xù)7天的穩(wěn)定性試驗，系統(tǒng)軟件死機率應(yīng)小于1次/720h。(21)系統(tǒng)調(diào)出整幅實時數(shù)據(jù)畫面的響應(yīng)時間應(yīng)小于5s。(22)電源波動適應(yīng)范圍：地面為90110%，井下為75110%。第41頁/共157頁2.3 2.3 軟件要求軟件要求2.3.1 性能要求性能要求實時性。監(jiān)控軟件的監(jiān)測、數(shù)據(jù)計算、判斷、處理、傳輸、控制等應(yīng)能周期地循環(huán)運行而不中斷。數(shù)據(jù)處理精

23、度。各種運算處理誤差應(yīng)小于0.5%。死機率。在連續(xù)運行過程中，軟件引起的死機率應(yīng)小于1次/720h。鍵盤響應(yīng)。在連續(xù)運行過程中，要求從鍵盤第42頁/共157頁輸入到執(zhí)行該條命令的最長間隔時間小于30s。中文功能。漢字顯示自檢功能。對接入系統(tǒng)的傳感器、分站的工作狀態(tài)、傳輸電纜故障位置有自檢功能。信息輸出和存儲功能。應(yīng)有顯示打印報警和存儲功能。生成功能。應(yīng)有在不中斷正常監(jiān)控功能的條件下由用戶隨時生成、修改各種參數(shù)及表格的功能。第43頁/共157頁2.3.2 單位、格式、時間、色標(biāo)、符號及字符長度單位、格式、時間、色標(biāo)、符號及字符長度2.3.2.1 單位單位所有計量單位必須符合法定計量單位。2.3.

24、2.2 表示格式表示格式模擬量值一般采用三位有效數(shù)字表示。開關(guān)量狀態(tài)可用漢字（開/停），字符（on/off）、圖形顏色（紅停綠開），或其它方式（如模擬旋轉(zhuǎn)表示工作等）表示。累計量值表示可自行規(guī)定。第44頁/共157頁2.3.2.3 時間系列時間系列在計算、顯示、打印、存儲等功能中凡涉及時間期限時，宜選用表2.3所列的系列值。2.3.2.4 色標(biāo)色標(biāo)紅色 超限報警、設(shè)備故障、停止運行、電力網(wǎng)有電。黃色 設(shè)備維修不用、測點不巡檢、接收不到信號、電力網(wǎng)無電。綠色 正常運轉(zhuǎn)、工作。第45頁/共157頁2.3.2.5 符號符號用符號代替漢字時，應(yīng)取該漢字表示的英文詞組首字母為符號、有約定成俗的除外。常用

25、符號如表2.4所示。2.3.2.6 字符長度字符長度顯示或打印漢字名稱長度應(yīng)不超過8個漢字長度。第46頁/共157頁2.3.3 顯示2.3.3.1 模擬量數(shù)據(jù)表格顯示傳感器設(shè)置地點。初始化時人機對話輸入。如：1號采煤工作面回風(fēng)巷等。傳感器所測物理量。初始化時人機對話輸入。如：甲烷等。單位。初始化時人機對話輸入。如：%CH4報警濃度。初始化時人機對話輸入。如：1.00%CH4等。斷電濃度。初始化時人機對話輸入。如：1.50%CH4等。第47頁/共157頁復(fù)電濃度。初始化時人機對話輸入。如：1.00%CH4等。斷電范圍。初始化時人機對話輸入。如：工作面和回風(fēng)巷等。監(jiān)測值。是系統(tǒng)實時監(jiān)測到的模擬量數(shù)

26、值。如1.00%CH4等。平均值。是對單位時間內(nèi)多次監(jiān)測值取平均值。時間間隔一般為5min、10min、1h、8h、24h、10d、30d、3m、6m、12m。若模擬量為x采樣次數(shù)為N，則平均值為X=（x1+x2+xN）/N第48頁/共157頁最大值。對單位時間內(nèi)多次監(jiān)測值取最大值最小值。對單位時間內(nèi)多次監(jiān)測值取最大值報警及解除報警狀態(tài)及時刻。將模擬量報警及解除報警狀態(tài)及時刻顯示并記錄下來。斷電、復(fù)電命令及時刻。當(dāng)模擬量大于或等于斷電濃度時發(fā)出斷電命令及時刻；當(dāng)模擬量小于復(fù)電濃度時發(fā)出復(fù)電命令及時刻。饋電狀態(tài)及時刻。即系統(tǒng)監(jiān)測到的被控電源的饋電狀態(tài)及時刻；不饋電狀態(tài)及時刻。第49頁/共157頁

27、斷電命令與饋電狀態(tài)對應(yīng)狀態(tài)及時刻。模擬量超過斷電濃度，系統(tǒng)發(fā)出斷電命令或模擬量低于復(fù)電濃度，系統(tǒng)發(fā)出復(fù)電命令；系統(tǒng)監(jiān)測到被控電源的饋電狀態(tài)是否與斷電命令一致，以及不一致的起始時間。實時時鐘。是當(dāng)前的年、月、日、時、分、秒信息。該信息應(yīng)在各種顯示型式中輸出。第50頁/共157頁模擬量數(shù)據(jù)表格顯示形式有：分類顯示。按所監(jiān)測物理量的所屬類別顯示，分通風(fēng)類、供電類、每一大類又可細(xì)分。如通風(fēng)類分甲烷、一氧化碳、風(fēng)速類調(diào)用顯示。即根據(jù)需要選擇所關(guān)心的模擬量顯示。內(nèi)容包括地點、名稱、單位、報警斷電復(fù)電濃度報警顯示。當(dāng)模擬量超限自動將超限時刻及當(dāng)前數(shù)值在屏幕上列表顯示。格式同調(diào)用顯示。區(qū)別在于報警記錄查詢顯示

28、。根據(jù)需要將某一時間內(nèi)報警的模擬量的報警和解除報警時刻、累計報警次數(shù)、累計報警時間、報警期間最大值和每次報警期間最大第51頁/共157頁值等記錄調(diào)出。斷電顯示。當(dāng)模擬量超過斷電濃度時自動將當(dāng)前數(shù)值、斷電命令及時刻、斷電區(qū)域、饋電狀態(tài)與斷電命令是否相符及時刻在屏幕上列表顯示。斷電記錄查詢顯示。根據(jù)需要將某一時間內(nèi)模擬量的斷電和復(fù)電命令及時刻、斷電區(qū)域、饋電狀態(tài)與斷電命令是否相符及時刻、累計斷電次數(shù)、累計斷電時間、斷電期間最大值和每次斷電期間最大值調(diào)出，并列表顯示。 第52頁/共157頁統(tǒng)計值記錄查詢顯示。根據(jù)需要將某一段時間內(nèi)模擬量的平均值、最大值調(diào)出，并列表顯示。模擬量斷電命令與饋電狀態(tài)不符顯

29、示。當(dāng)模擬量斷電命令與饋電狀態(tài)不一致時，自動顯示地點、名稱、斷電與復(fù)電命令時刻、斷電區(qū)域、斷電命令與饋電狀態(tài)不符時刻。模擬量斷電命令與饋電狀態(tài)不符記錄查詢顯示。就是將顯示某一段時間內(nèi)的模擬量斷電命令與饋電狀態(tài)不符記錄次數(shù)、累計時間、每次起止時間調(diào)出并顯示。第53頁/共157頁2.3.3.2 開關(guān)量狀態(tài)表格顯示開關(guān)量狀態(tài)表格顯示所監(jiān)測設(shè)備地點。在系統(tǒng)初始化時通過人機對話輸入。如：1號掘進工作面。所監(jiān)測設(shè)備名稱。在系統(tǒng)初始化時通過人機對話輸入。如：局部通風(fēng)機。報警狀態(tài)。在系統(tǒng)初始化時通過人機對話輸入。如：停。斷電狀態(tài)。在系統(tǒng)初始化時通過人機對話輸入。如：停。 斷電范圍。在系統(tǒng)初始化時通過人機對話輸

30、入。如：掘進蒼道。第54頁/共157頁當(dāng)前狀態(tài)。是系統(tǒng)實時監(jiān)測到的開關(guān)量狀態(tài)。如：開。狀態(tài)變動時刻。是系統(tǒng)通過對開關(guān)量狀態(tài)變動的實時監(jiān)測，而給出變動時刻信息。如：01-16/15:40等。 報警及解除報警時刻。就是將開關(guān)量狀態(tài)報警及解除報警時刻記錄下來。 斷電及復(fù)電時刻。就是將斷電命令及復(fù)電命令時刻記錄并顯示。第55頁/共157頁饋電狀態(tài)及時刻。就是將監(jiān)測到的被控開關(guān)的狀態(tài)及時刻顯示并記錄。斷電命令與饋電狀態(tài)比較及時刻。當(dāng)斷電命令與監(jiān)測到的饋電狀態(tài)不符時，報警顯示，并記錄時刻及狀態(tài)。開關(guān)量狀態(tài)表格顯示分有：分類顯示。按所監(jiān)測設(shè)備的所屬類別顯示，一般分通風(fēng)類、供電類、運輸類、采掘類、排水類等大類

31、。 調(diào)用顯示。就是選擇所關(guān)心的開關(guān)量的狀態(tài)顯示。如表2.13所示。第56頁/共157頁報警與斷電顯示。當(dāng)開關(guān)量為報警與斷電狀態(tài)時，自動將報警與斷電時刻和狀態(tài)、斷電命令與饋電狀態(tài)相符與否及時刻列表顯示。斷電命令與饋電狀態(tài)不符顯示。當(dāng)開關(guān)量斷電命令與饋電狀態(tài)不符時，自動將斷電區(qū)域、斷電命令與饋電狀態(tài)不符時刻列表顯示。 狀態(tài)變動顯示。就是將當(dāng)前狀態(tài)變化的開關(guān)量（由“開”變“?！被蛴伞巴！弊儭伴_”）的狀態(tài)變動時刻和狀態(tài)變動狀況顯示。第57頁/共157頁報警記錄查詢顯示。根據(jù)需要將某一段時間內(nèi)開關(guān)量累計報警次數(shù)、累計報警時間、每次報警及解除報警時間及時刻列表顯示。斷電記錄查詢顯示。根據(jù)需要將某一段時間內(nèi)

32、開關(guān)量累計斷電次數(shù)、累計斷電時間、每次斷電時間、每次斷電及復(fù)電時刻列表顯示開關(guān)量動作記錄查詢顯示。根據(jù)需要將某一段時間內(nèi)開關(guān)量狀態(tài)變動次數(shù)、變動時刻和變動狀態(tài)調(diào)出并列表顯示。 開關(guān)量斷電命令與饋電狀態(tài)不符查詢顯示。根據(jù)需要將某一段時間內(nèi)的開關(guān)量斷電命令與饋電狀態(tài)不符次數(shù)、累計時間、每次饋電狀態(tài)和每次起止時間調(diào)出列表顯示。第58頁/共157頁2.3.3.3 模擬量曲線顯示模擬量曲線顯示就是將模擬量監(jiān)測值和統(tǒng)計值隨時間變化的狀況用帶坐標(biāo)和門限值的曲線直觀地顯示出來。豎軸為監(jiān)測值和統(tǒng)計值，橫軸為時間。用平行于橫軸的黃虛線給出報警濃度，紅虛線給出斷電濃度，蘭虛線給出復(fù)電濃度。實時監(jiān)測值、最大值、平均值

33、等用不同顏色表示。屏幕上方標(biāo)明傳感器設(shè)置地點、所測物理量名稱等。如圖2.8所示。第59頁/共157頁2.3.3.4 開關(guān)量柱狀圖顯示開關(guān)量柱狀圖顯示就是將開關(guān)量單位時間內(nèi)的開機效率（單位時間內(nèi)開機時間）用直方圖直觀顯示。坐標(biāo)豎軸為開機效率，橫軸為時間。屏幕上方標(biāo)明傳感器設(shè)置地點、所測物理量名稱、起始、終止日期和時間、報警狀態(tài)，為便于讀值，應(yīng)設(shè)置游標(biāo)，游標(biāo)所到之處應(yīng)標(biāo)出對應(yīng)區(qū)間的開機效率、開機時間、開機次數(shù)等。如圖2.9所示。為獲較好的觀察效果，時間軸長度應(yīng)大于屏幕的2/3。時間軸的時間基本單位應(yīng)按表2.3時間系列值中的規(guī)定選擇。第60頁/共157頁2.3.3.5 模擬圖顯示模擬圖顯示就是在具有

34、說明巷道、設(shè)備布置等背景圖上，將實時監(jiān)測到的開關(guān)量狀態(tài)，用相應(yīng)的圖樣在相應(yīng)的位置模擬顯示，同時將實時監(jiān)測到的模擬量數(shù)值在相應(yīng)位置顯示。該顯示直觀形象。一般按類別顯示。有：供電系統(tǒng)；運輸系統(tǒng)；采、掘、開系統(tǒng)；排水系統(tǒng)；通風(fēng)系統(tǒng)；監(jiān)控系統(tǒng)自檢；避災(zāi)路線。各顯示內(nèi)容見教材。對于較復(fù)雜的系統(tǒng)，模擬圖可分總圖及局部詳圖，并具有漫游、彈出詳圖功能。 第61頁/共157頁2.3.4 報警報警聲音報警當(dāng)模擬量監(jiān)測值超限（需要報警或斷電）、斷電命令與饋電狀態(tài)不符或開關(guān)量狀態(tài)為報警狀態(tài)時，報警喇叭或蜂鳴器應(yīng)發(fā)出聲響。光報警在表格顯示方式中，當(dāng)模擬量監(jiān)測值超限（需要報警或斷電）或開關(guān)量狀態(tài)為報警狀態(tài)時，有關(guān)該模擬量

35、或開關(guān)量的文字和數(shù)值閃爍，也可用紅色顯示，或用紅色顯示加閃爍。在模擬量模擬曲線顯示和圖形顯示中相應(yīng)的曲線和圖樣也如上一樣。第62頁/共157頁2.3.5 存儲記錄存儲記錄系統(tǒng)存儲的監(jiān)控信息有：統(tǒng)計值記錄；模擬量報警記錄；模擬量斷電記錄；斷電命令與饋電狀態(tài)不符記錄；開關(guān)量狀態(tài)變動記錄；開關(guān)量報警及斷電記錄；開關(guān)量斷電命令與饋電狀態(tài)不符記錄；監(jiān)控設(shè)備故障記錄。 第63頁/共157頁2.3.6 打印打印系統(tǒng)應(yīng)具有定時打印和調(diào)用打印功能，亦具有報表、模擬量曲線、開關(guān)量柱狀圖、模擬圖形或屏幕拷貝功能。所打印表格包括班報、日報和記錄查詢表等。日（班）報表有：模擬量日（班）報表；模擬量報警日（班）報表；模擬

36、量斷電日（班）報表；模擬量斷電命令與饋電狀態(tài)不符日（班）報表；開關(guān)量報警及斷電日（班）報表；開關(guān)量斷電命令與饋電狀態(tài)不符日（班）報表；開關(guān)量狀態(tài)變動日（班）報表；監(jiān)控設(shè)備故障日（班）報表；模擬量統(tǒng)計值歷史記錄查詢表。第64頁/共157頁2 2 礦井監(jiān)控系統(tǒng)礦井監(jiān)控系統(tǒng)通用要求通用要求2.4 2.4 礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)第65頁/共157頁礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)主要用來監(jiān)測：甲烷濃度；一氧化碳濃度；二氧化碳濃度；氧氣濃度；硫化氫濃度；風(fēng)速；負(fù)壓；溫度；濕度；風(fēng)門狀態(tài)；風(fēng)窗狀態(tài)；風(fēng)筒狀態(tài)；局部通風(fēng)機開停；主要通風(fēng)機開停；工作電壓；工作電流；甲烷超限聲光報警和斷電；甲烷風(fēng)電閉鎖控制、斷電命令與

37、饋電狀態(tài)不符聲光報警等。 第66頁/共157頁2.4.1 技術(shù)要求技術(shù)要求除應(yīng)滿足礦井監(jiān)控信息傳輸要求和礦井監(jiān)控系統(tǒng)通用要求外，還應(yīng)滿足：系統(tǒng)應(yīng)具有甲烷、風(fēng)速、壓差、CO濃度、溫度等模擬量監(jiān)測，饋電狀態(tài)、設(shè)備開停、風(fēng)筒開關(guān)、風(fēng)門開關(guān)、煙霧等開關(guān)量監(jiān)測和累計量監(jiān)測功能。系統(tǒng)應(yīng)具有甲烷濃度超限聲光報警和斷電/復(fù)電控制功能。系統(tǒng)應(yīng)具有甲烷風(fēng)電閉鎖功能。第67頁/共157頁系統(tǒng)應(yīng)具有饋電狀態(tài)監(jiān)測功能。系統(tǒng)應(yīng)具有中心站手動遙控斷電/復(fù)電功 能，斷電/復(fù)電響應(yīng)時間不大于系統(tǒng)巡檢周期。系統(tǒng)應(yīng)具有異地斷電/復(fù)電功能。系統(tǒng)應(yīng)具有備用電源。當(dāng)電網(wǎng)停電后繼續(xù)監(jiān)控時間不小于2h。系統(tǒng)應(yīng)具有自檢功能。當(dāng)傳感器分站主站傳

38、輸電纜等設(shè)備發(fā)生故障時，報警并記錄故障時間、故障設(shè)備，以供查詢及打印。第68頁/共157頁系統(tǒng)主機應(yīng)雙機備份，并具有手動切換功能。當(dāng)工作主機發(fā)生故障時備份主機能投入工作。系統(tǒng)應(yīng)具有實時存儲功能。包括模擬量實時監(jiān)測值，模擬量統(tǒng)計值，除重要監(jiān)測點模擬量的實時監(jiān)測值存盤記錄應(yīng)保持24h外，其余在3m以上。系統(tǒng)應(yīng)具有列表顯示功能。 系統(tǒng)應(yīng)具有模擬量實時曲線和歷史曲線顯示功能。第69頁/共157頁系統(tǒng)應(yīng)具有柱狀圖顯示功能。系統(tǒng)應(yīng)具有模擬動畫顯示功能。包括工藝流程模擬圖、相應(yīng)設(shè)備開停狀態(tài)、相應(yīng)模擬量數(shù)值等。系統(tǒng)應(yīng)具有系統(tǒng)設(shè)備布置圖顯示功能，以便及時了解系統(tǒng)配置、運行狀況、便于管理與維修。系統(tǒng)應(yīng)具有報表、曲

39、線、柱狀圖、模擬圖、初始化參數(shù)等召喚打印功能。 系統(tǒng)應(yīng)具有人機對話功能，以便于系統(tǒng)生成、參數(shù)修改、功能調(diào)用。第70頁/共157頁系統(tǒng)應(yīng)具有防雷措施，防止雷電擊毀設(shè)備引起井下瓦斯爆炸。系統(tǒng)應(yīng)具有抗干擾措施，防止架線電機車火花、大型機電設(shè)備啟停等電磁干擾影響系統(tǒng)正常工作。 系統(tǒng)分站應(yīng)具有初始化參數(shù)掉電保護功能。以防分站掉電后初始化參數(shù)丟失。(21) 系統(tǒng)分站應(yīng)能存儲2h以上的監(jiān)測數(shù)據(jù)。當(dāng)系統(tǒng)電纜等發(fā)生故障恢復(fù)正常后可將存儲的數(shù)據(jù)傳輸給地面中心站。第71頁/共157頁(22)系統(tǒng)應(yīng)具有網(wǎng)絡(luò)通信功能，以便于礦領(lǐng)導(dǎo)及上級主管部門對監(jiān)控信息的利用。(23) 地面設(shè)備應(yīng)具有防靜電措施。(24) 系統(tǒng)應(yīng)工作穩(wěn)

40、定，性能可靠，出廠前要進行7天的穩(wěn)定性試驗，系統(tǒng)軟件死機率應(yīng)小于1次/720h。(25) 系統(tǒng)調(diào)出整幅實時數(shù)據(jù)畫面的響應(yīng)時間應(yīng)小于5s。(26)電源波動適應(yīng)范圍：地面90110%；井下75110%。第72頁/共157頁2.4.2 安裝、使用與維護2.4.2.1 建立安全儀表計量檢驗制度要求礦區(qū)建立安全儀表計量檢定站，負(fù)責(zé)校準(zhǔn)氣樣配置和計量檢定等工作。2.4.2.2 裝備要求高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井必須裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)。有條件的低瓦斯礦井應(yīng)優(yōu)先裝備，沒有裝備的低瓦斯礦井的煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷的掘進工作面，必須裝備甲烷風(fēng)電閉鎖裝置或風(fēng)電閉鎖裝置和甲烷斷電儀。第73頁/共157頁沒有

41、裝備的低瓦斯礦井的無瓦斯涌出的巖巷掘進工作面，必須裝備風(fēng)電閉鎖裝置或甲烷風(fēng)電閉鎖裝置。沒有裝備的低瓦斯礦井的回采工作面，必須裝備甲烷斷電儀。2.4.2.3 設(shè)計采區(qū)設(shè)計、采掘作業(yè)規(guī)程和安全技術(shù)措施，必須對安全監(jiān)控設(shè)備的種類、數(shù)量和位置，信號電纜和電源電纜的敷設(shè)，控制區(qū)域等明確規(guī)定，并繪制布置圖。第74頁/共157頁2.4.2.4 對安全監(jiān)控設(shè)備的要求設(shè)備要取得“MA標(biāo)志準(zhǔn)用證”和“防爆合格證”。監(jiān)控設(shè)備應(yīng)采用本質(zhì)安全型，輸入輸出信號必須為本質(zhì)安全型信號。設(shè)備使用專用阻燃電纜，嚴(yán)禁與調(diào)度電話電線和動力等電纜共用。設(shè)備必須具有故障閉鎖功能。甲烷斷電儀、甲烷風(fēng)電閉鎖、甲烷超限聲光報警斷電要求見書。系

42、統(tǒng)必須具有饋電狀態(tài)監(jiān)測、報警、顯示、存儲和打印報表功能，防止人為斷電取消。第75頁/共157頁2.4.2.5 安裝、調(diào)校與故障處理應(yīng)有設(shè)計有計劃由專職人員處理。2.4.2.7 使用與維護井下安監(jiān)員24h值班，檢查設(shè)備電纜，運用檢測儀檢查甲烷與傳感器對照并記錄。當(dāng)誤差大時，先以讀數(shù)大者為依據(jù)，采取措施并必須在8h內(nèi)對兩種設(shè)備調(diào)校完畢。安裝在采煤機、掘進機、電機車上的機載斷電儀，由司機負(fù)責(zé)監(jiān)護、清掃、用其它儀器與傳感器檢查對照，若誤差大時處理同上。對需經(jīng)常要移動的傳感器、聲光報警器、斷第76頁/共157頁電器及電纜等設(shè)備，必須由班組長負(fù)責(zé)按規(guī)定移動，嚴(yán)禁擅自停用。凡經(jīng)大修的傳感器必須經(jīng)計量檢定合格

43、后方可下井使用。2.4.2.8 監(jiān)測數(shù)據(jù)與報表F中心站必須實時監(jiān)控全部井下瓦斯的濃度及被控設(shè)備的能、斷電狀態(tài)。F中心站值班員必須詳細(xì)記錄系統(tǒng)各部分的運行狀態(tài)，負(fù)責(zé)監(jiān)測打印日報表，報負(fù)責(zé)人審閱。接到報警后值班員必須立即通知通風(fēng)調(diào)度和生產(chǎn)調(diào)度。第77頁/共157頁2.4.2.11 技術(shù)資料 應(yīng)建立的帳卡及報表：設(shè)備儀表臺帳；監(jiān)控設(shè)備故障登記表；檢修記錄；巡檢記錄；中心站運行日志；礦井安全監(jiān)控日報；礦井安全監(jiān)控設(shè)備使用情況月報、季報表。 安全監(jiān)控機構(gòu)必須繪制安全監(jiān)控設(shè)備布置圖和斷電控制接線圖，并標(biāo)明傳感器、聲光報警器、斷電器、分站、電源、中心站等設(shè)備的位置、接線、斷電范圍、報警濃度、斷電濃度、復(fù)電濃

44、度、傳輸電纜、供電電纜等，并根據(jù)實際布置及時修改。 技術(shù)資料均需定期保存，井下事故記錄應(yīng)長期保存。第78頁/共157頁2.4.2.12 甲烷傳感器的設(shè)置 布置在巷道的上方，垂直懸掛，距頂板（頂梁）不大于300mm，距巷道側(cè)壁不小于200mm。其報警、斷電、復(fù)電和復(fù)電范圍須符合表2.28的規(guī)定。 因傳感器于回風(fēng)巷是瓦斯與空氣混合均勻風(fēng)流穩(wěn)定位置，而于工作面卻是瓦斯與空氣不均勻位置，故工作面?zhèn)鞲衅鲾嚯姖舛葹?.5%CH4，回風(fēng)巷為1.0%CH4。同理掘進工作面?zhèn)鞲衅鲾嚯姖舛纫话愦笥诨仫L(fēng)流中斷電濃度。第79頁/共157頁2.4.2.13 采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置 低瓦斯、高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井都

45、必須設(shè)置工作面甲烷傳感器，并應(yīng)盡量靠近工作面設(shè)置。由于風(fēng)流不穩(wěn)定，傳感器反映的不是平均濃度。為監(jiān)測到平均濃度，防止漏報，高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井采煤工作面還須在回風(fēng)巷設(shè)置傳感器，還須在上隅角設(shè)置便攜式甲烷檢測報警儀。 低瓦斯、高瓦斯礦井的采煤工作面進風(fēng)巷的甲烷濃度一般較低，故工作面和回風(fēng)巷傳感器斷電范圍為工作面和回風(fēng)巷。當(dāng)突第80頁/共157頁出時，在壓力作用下，突出瓦斯會逆風(fēng)流進入進風(fēng)巷，故突出礦井采煤工作面的甲烷傳感器其斷電范圍為工作面及其進、回風(fēng)巷。若突出礦井采煤工作面甲烷傳感器不能控制其進風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備，則須在進風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器，為盡早監(jiān)測到突出，且應(yīng)盡量靠近工作面。

46、串聯(lián)通風(fēng)的采煤工作面，被串工作面的進風(fēng)巷必須設(shè)置甲烷傳感器。采煤機必須設(shè)置機載式甲烷斷電儀或便攜式第81頁/共157頁甲烷檢測報警儀。低瓦斯礦井的采煤工作面至少設(shè)置1個甲烷傳感器，高瓦斯礦井采煤工作面至少設(shè)置2個甲烷傳感器?；夭晒ぷ髅婕淄閭鞲衅鞯脑O(shè)置盡量靠近工作面，報警濃度為1.0%CH4，斷電濃度為1.5%CH4，復(fù)電濃度為1.0%CH4。斷電范圍為工作面及回風(fēng)巷中全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備，突出礦井的工作面斷電為工作面及進、回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。第82頁/共157頁若工作面甲烷傳感器不能控制進風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備，則必須在進風(fēng)巷布置甲烷傳感器，其布置見進風(fēng)巷傳感器設(shè)置回

47、采工作面回風(fēng)巷甲烷傳感器的設(shè)置應(yīng)設(shè)置在瓦斯等有害氣體與新鮮風(fēng)流混合均勻，且風(fēng)流穩(wěn)定的位置（見圖2.11）（距回風(fēng)上山1015m處）。報警斷電復(fù)電濃度1.0%回采工作面進風(fēng)巷甲烷傳感器的設(shè)置盡量靠近工作面（圖2.12）即進風(fēng)巷至工作面10m及以內(nèi)。報警斷電復(fù)電濃度0.5%CH4。第83頁/共157頁工作面采用串聯(lián)通風(fēng)時，進入被串工作面風(fēng)流中必須布置進風(fēng)巷甲烷傳感器（圖2.13）。報警斷電復(fù)電濃度0.5%CH4，斷電范圍為工作面、進、回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。專用排瓦斯巷甲烷傳感器的設(shè)置專用排瓦斯巷中必須設(shè)置甲烷傳感器，其報警斷電復(fù)電濃度為2.5%CH4，斷電范圍為工作面內(nèi)全部非本質(zhì)安全型

48、電氣設(shè)備。第84頁/共157頁2.4.2.14 掘進工作面甲烷傳感器的設(shè)置掘進工作面甲烷傳感器的設(shè)置盡量靠近工作面（圖2.14，距擋頭5m）。報警1.0%，斷電1.5%，復(fù)電1.0%。斷電范圍為掘進巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。掘進工作面回風(fēng)流甲烷傳感器的設(shè)置應(yīng)設(shè)置在瓦斯等有害氣體與新鮮風(fēng)流混合均勻、且風(fēng)流穩(wěn)定的位置（圖2.15，距回風(fēng)口1015m處）。報警斷電復(fù)電濃度1.0%。斷電范圍為掘進巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備第85頁/共157頁掘進工作面進風(fēng)流甲烷傳感器的設(shè)置如圖2.16。串聯(lián)通風(fēng)掘進工作面必須在被串工作面局扇前35m處進風(fēng)流中設(shè)置甲烷傳感器。報警斷電復(fù)電濃度為0.5%CH4。斷電

49、范圍為掘進巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。掘進機甲烷傳感器的設(shè)置必須設(shè)置機載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測報警儀。報警1.0%，斷電1.5%，復(fù)電1.5%。斷電范圍為掘進機電源。第86頁/共157頁2.4.2.15 機電硐室甲烷傳感器的設(shè)置由于回風(fēng)流中的機電硐室甲烷濃度較高，故對設(shè)在回風(fēng)流中的機電硐室的進風(fēng)側(cè)中必須設(shè)置甲烷傳感器（圖2.17，距硐室進口35m），其報警斷電復(fù)電濃度為0.5%CH4，斷電范圍為機電硐室內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。第87頁/共157頁2.4.2.16 裝煤點和運輸巷甲烷傳感器的設(shè)置裝煤點甲烷傳感器的設(shè)置高瓦斯礦井的主要運輸巷內(nèi)使用架線電機車時，裝煤點（35m）處必須設(shè)置

50、甲烷傳感器，報警斷電復(fù)電濃度為0.5%CH4，斷電范圍為裝煤點處上風(fēng)流100m內(nèi)及其下風(fēng)流的架空線電源和全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。運輸巷道甲烷傳感器的設(shè)置高瓦斯礦井的主要運輸巷內(nèi)使用架線電機車時，在瓦斯涌出巷道的下風(fēng)流中（涌出地點下35m）必須設(shè)置甲烷傳感器，報警斷電復(fù)第88頁/共157頁電濃度為0.5%CH4，斷電范圍為瓦斯涌出巷道上風(fēng)流100m內(nèi)及其下風(fēng)流的架空線電源和全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。2.4.2.17 機車內(nèi)甲烷傳感器的設(shè)置在突出礦井或噴出區(qū)域中，進風(fēng)的主要運輸巷道和回風(fēng)巷內(nèi)使用礦用防爆特殊型蓄電池電機車或礦用防爆型柴油機車時，蓄電池電機車必須設(shè)置車載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷監(jiān)測

51、報警儀，柴油機車內(nèi)必須設(shè)置便攜式甲烷檢測報警儀。當(dāng)瓦斯超過0.5%時，必須停止機車運行。第89頁/共157頁2.4.2.18 瓦斯抽放泵站甲烷傳感器的設(shè)置瓦斯抽放泵站應(yīng)在室內(nèi)設(shè)置甲烷傳感器，報警濃度0.5%。在抽放泵輸入管路中設(shè)置甲烷傳感器。利用瓦斯時，應(yīng)在輸出管中設(shè)置甲烷傳感器，報警濃度不低于30%，不利用瓦斯、采用干式抽放瓦斯設(shè)備時，應(yīng)在輸出管路中設(shè)置甲烷傳感器，報警濃度不低于25%。井下臨時抽放泵站下風(fēng)側(cè)柵欄外應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器，報警斷電復(fù)電濃度為 1.0%，斷電范圍為抽放瓦斯泵。第90頁/共157頁2.4.2.19 其它傳感器的設(shè)置裝備監(jiān)控系統(tǒng)的礦井，每一采區(qū)、一翼回風(fēng)巷及總回風(fēng)巷的測風(fēng)

52、站應(yīng)設(shè)風(fēng)速傳感器，設(shè)置地點前后10m內(nèi)無分支無拐彎無障礙斷面無變化，能準(zhǔn)確計算測風(fēng)斷面的地點。裝備監(jiān)控系統(tǒng)的礦井，主要通風(fēng)機的風(fēng)硐應(yīng)設(shè)置壓力傳感器。瓦斯抽放泵站的抽放泵吸入管路中應(yīng)設(shè)置流量、溫度、壓力傳感器。利用瓦斯時，還應(yīng)在輸出管路中設(shè)置流量、溫度、壓力傳感器裝備監(jiān)控系統(tǒng)開采易自燃煤層礦井應(yīng)設(shè)置第91頁/共157頁一氧化碳傳感器。位于巷道上方，不影響行人行車，安裝維護方便。傳感器應(yīng)垂直懸掛，距頂板（頂梁）不大于300mm，距巷壁不小于200mm，報警值為0.0024%CO。它除用于環(huán)境監(jiān)測外，還可用于自燃發(fā)火預(yù)測?？筛鶕?jù)每天CO平均值的增量來預(yù)測，若增量為正，則具有自燃發(fā)火的可能。設(shè)置見圖2

53、.20（距回風(fēng)上山1015m處）。裝備監(jiān)控系統(tǒng)開采易自燃煤層礦井應(yīng)設(shè)置溫度傳感器，設(shè)置方法和用途與CO同。報警值為300C。第92頁/共157頁裝備監(jiān)控系統(tǒng)的礦井，主要通風(fēng)機局部通風(fēng)機必須設(shè)置設(shè)備開停傳感器。主要風(fēng)門設(shè)置風(fēng)門開關(guān)傳感器。被控設(shè)備開關(guān)的負(fù)荷側(cè)必須設(shè)置饋電狀態(tài)傳感器。2.4.3 故障診斷與維修礦井監(jiān)控系統(tǒng)是一種防爆型電氣設(shè)備。應(yīng)做到：2.4.3.1 防爆考慮保證本質(zhì)安全電路電氣參數(shù)和保護性能不變。第93頁/共157頁檢修時應(yīng)切斷前級電源。嚴(yán)禁在井下用非防爆儀器、儀表檢查和測量防爆型監(jiān)控設(shè)備。2.4.3.2 故障診斷及維修具有自動診斷功能的監(jiān)控系統(tǒng)會利用系統(tǒng)迅速自行查找故障：系統(tǒng)設(shè)備

54、組件元器件（從大到?。?，且首先測試電源供電電壓和輸出電流。采用替換法查找：將故障設(shè)備的全部印制板組件用相應(yīng)的備用組件替下，觀察是否恢復(fù)正常，正常說明替下的組件有問題，不正常則查找接線端子和傳輸線，如此反復(fù)進行完第94頁/共157頁 故障組件的維修一般在地面維修室進行，維修前應(yīng)了解組件的工作原理、工作電壓、各點波形和頻率，根據(jù)電路原理圖和印制線路板圖維修。第95頁/共157頁4 礦用電源及備用電源礦用電源及備用電源4.1 礦用電源的特點及主要技術(shù)指標(biāo) 4.1.1 礦用電源的特點 4.1.2 礦用電源的主要技術(shù)指標(biāo) 4.1.3 礦用電源的分類4.2 礦用線性直流電源4.3 礦用開關(guān)電源4.4 礦用

55、備用電源第96頁/共157頁4.1.1 礦用電源的特點礦用電源的特點礦用電源（監(jiān)控系統(tǒng)、甲烷斷電儀、甲烷風(fēng)電閉鎖電源等）除向分站、傳感器、聲光報警器、斷電器等提供本質(zhì)安全防爆直流電源外，還須保證井下交流電網(wǎng)停電后維持系統(tǒng)正常工作時間不少于2h。其特點：本質(zhì)安全型防爆輸出。電網(wǎng)電壓波動適應(yīng)能力強。效率高、體積小、重量輕。保護能力強。輸入電壓范圍寬。一般選36、127、220、380、660V 第97頁/共157頁額定輸入電壓U1是礦用電源標(biāo)稱輸入電壓，如：36、127、220、380V等。允許輸入電壓范圍是礦用電源允許輸入電壓范圍，通常用額定輸入電壓的百分比表示（如75%110%U1）。也可用允

56、許輸入電壓的上限和下限表示（如95V140V）。當(dāng)輸入電壓超出輸入電壓范圍，電源將損壞，或不正常或失去防爆。額定輸出電壓是礦用電源標(biāo)稱輸出電壓。如5、6、9、12、15、18、24V等。4.1.2 礦用電源的主要技術(shù)指標(biāo)礦用電源的主要技術(shù)指標(biāo)第98頁/共157頁輸出電壓范圍是礦用電源在規(guī)定的輸入電壓范圍內(nèi)和輸出電流不大于額定輸出電流的情況下，輸出電壓變化范圍?？捎蒙舷孪奕纾?.755.25V，也可用額定輸出電壓的相對值表示：5%。最大輸出電壓是指礦用電源在開路等情況下所能輸出的最大電壓。若礦用電源的輸出電壓大于最大輸出電壓，將無法保證電源的防爆性能，井下嚴(yán)禁使用。最大輸出電流是指礦用電源在短路

57、等情況所能輸出的最大電流。若礦用電源的輸出電流大于最大輸出電流，無法保證防爆。第99頁/共157頁穩(wěn)壓系數(shù)是指輸入交流電壓變化V1所引起的輸出直流變化V0的變化量。穩(wěn)壓系數(shù)越小輸出越穩(wěn)定。穩(wěn)壓系數(shù)又分絕對穩(wěn)壓系數(shù)和相對穩(wěn)壓系數(shù)。電壓調(diào)整率是指負(fù)載為額定負(fù)載時，輸入交流電壓在額定值上下變化10%時，穩(wěn)壓電源輸出電壓的相對變化值。電流調(diào)整率。輸出電阻（內(nèi)阻）。紋波電壓。紋波系數(shù)。第100頁/共157頁4.1.3 礦用電源的分類礦用電源的分類 線性直流電源 電源穩(wěn)定度高，負(fù)載穩(wěn)定度高，輸出紋波電壓小，瞬態(tài)響應(yīng)速度快，線路結(jié)構(gòu)簡單，便于維護，沒有開關(guān)干擾等優(yōu)點。但也存有缺點，見書。 開關(guān)直流電源 體積

58、小，重量輕，電網(wǎng)電壓波動適應(yīng)能力強，過載能力強，輸入電壓范圍寬等。 由于開關(guān)電源輸出端一般都有用于濾波的大電感和大電容，難以滿足本質(zhì)安全電氣防爆，故目前少用。第101頁/共157頁4.2 礦用線性直流電源礦用線性直流電源 線性直流電源又可分：穩(wěn)壓源、恒流源和非穩(wěn)定電源3種。礦用線性直流電源一般由變壓器、整流電路、濾波電路、雙重限流（恒流）限壓（穩(wěn)壓）電路組成。 變壓器除有穩(wěn)壓作用外，還具有電磁隔離功能，保證本質(zhì)安全防爆的安全。整流電路將交流整流為直流。濾波電路濾除整流電路輸出中的交流成份。雙重限流限壓電路保證本質(zhì)安全型防爆電源的輸出，同時可作為穩(wěn)壓和恒流電路，輸出穩(wěn)壓或恒流電源。第102頁/共

59、157頁4.3 礦用開關(guān)電源礦用開關(guān)電源4.3.1 礦用開關(guān)電源的特點輸出功率受限本質(zhì)安全防爆措施是限制放電火花能量，即限制了電源的輸出能量。限制輸出能量即須限制輸出功率，即限電流限電壓。輸出端濾波電容和電感受限本質(zhì)安全防爆限制火花放電能量，要限制電源輸出能量，要限制電源輸出端和負(fù)載中的電容和電感的儲能，以防電容或電感等儲能第103頁/共157頁元件的儲能造成火花放電能量的增大。輸入、輸出必須電氣隔離礦用電源的輸入為交流高壓，輸出為本質(zhì)安全型防爆直流。為防止高壓串入本質(zhì)安全型防爆直流，引起瓦斯爆炸，礦用電源的輸入與輸出之間必須電氣隔離。對主回路一般采用電磁隔離，對監(jiān)控回路一般采用光電隔離或電磁

60、隔離。大的電壓允許輸入范圍由于井下電壓波動范圍大，設(shè)備功率大，起第104頁/共157頁動頻繁，供電距離遠，為防損壞礦用電源的防爆性能規(guī)定礦用電源只能使用一個電壓等級。如既可用于127V又可用于220V的輸入電壓范圍應(yīng)為95242V（即75%11%）。多重化保護為保證本質(zhì)安全防爆電源在正常工作條件下和規(guī)定的故障狀態(tài)下所產(chǎn)生的電火花和熱效均不會引燃爆炸性氣體混合物。本質(zhì)安全型電源的限流限壓等保護性元件必須雙重化（Ib）或三重化（Ia）。恒壓-恒流輸出特性第105頁/共157頁由于電源最大輸出電流電壓受限，為滿足本質(zhì)安全防爆要求，提高電源帶負(fù)載能力，故本質(zhì)安全型電源的輸出宜為恒壓-恒流輸出，即當(dāng)負(fù)載