煤礦監(jiān)測監(jiān)控論文

word文檔精品文檔分享煤礦平安生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)第一章緒論1.1概述國內(nèi)外監(jiān)控系統(tǒng)及其技術(shù)的開展礦井平安監(jiān)控技術(shù)是伴隨煤炭工業(yè)開展而逐步開展起來的。1815年，英國創(chuàng)造了世界上第一種瓦斯檢測儀器－瓦斯檢定燈，利用火焰的高度來測量瓦斯?jié)舛取?0世紀(jì)30年代，日本創(chuàng)造了光干預(yù)瓦斯檢定器，一直沿用至今。40年代，美國研制了檢測瓦斯氣體的敏感元件－鉑絲催化元件。1954年，英XX礦平安研究所制成了最早的載體催化元件。60年代以后，主要的產(chǎn)煤國家都把開展X體元件作為瓦斯檢測儀器的主攻方向。電子技術(shù)的進步推動了瓦斯監(jiān)控裝置的進一步開展，首先是研制小型化個人攜帶式儀器，以后是礦井進空系統(tǒng)，如70年代后期法國研制的CTT63/40礦井監(jiān)控系統(tǒng)英國MINOS系統(tǒng)美國的SCADA系統(tǒng)等。我國監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用較晚，80年代初，從波蘭、法國、德國、英國和美國等〔如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200〕引進了一批平安監(jiān)控系統(tǒng)，3裝備了局部煤礦；在引進的同時，通過消化、吸收并結(jié)合我國煤礦的實際情況.先后研制出KJ2、KJ4、KJ8、KJ10、KJ13、KJ19、KJ38、KJ66、KJ75、KJ80、KJ92等監(jiān)控系統(tǒng)，在我國煤礦已大量使用。實踐說明，平安監(jiān)控系統(tǒng)為煤礦平安生產(chǎn)和管理起到了十分重要的作用，各局礦已作為一項重大平安裝備。由于當(dāng)時相當(dāng)一局部監(jiān)控系統(tǒng)由于技術(shù)水平低、功能和擴展性能差、現(xiàn)場維修維護和技術(shù)效勞跟不上等原因，或者已淘汰、或者停產(chǎn)。因此造成相當(dāng)一局部礦井無法繼續(xù)正常使用已裝備的系統(tǒng)。特別是近年來由于老系統(tǒng)服務(wù)年限將至，已無繼續(xù)維修維護的必要，系統(tǒng)面臨更新改造的機遇。本系統(tǒng)分析了近年來我國煤礦平安生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的研制開發(fā)、推廣使用、維護管理經(jīng)歷和存在的問題，在對系統(tǒng)的軟件技術(shù)和功能、硬件及接口技術(shù)的可靠性和兼容性、傳感器技術(shù)的穩(wěn)定性和可靠性、企業(yè)平安生產(chǎn)信息化管理技術(shù)的深入研究的根底上設(shè)計而成。第二章系統(tǒng)總體設(shè)計word文檔精品文檔分享1word文檔精品文檔分享職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計〔論文〕2.1礦井監(jiān)控系統(tǒng)的組成礦井監(jiān)控系統(tǒng)由地面中心站、監(jiān)控軟件、傳輸接口裝置、井下智能分站、各種相關(guān)礦用傳感器等組成。地面中心站配備監(jiān)控主機和打印機。主機通過傳輸接口與各分站通訊，監(jiān)測主機屏幕可以顯示動、靜態(tài)圖形、數(shù)據(jù)、曲線、通風(fēng)〔流向〕圖、測點配置圖等，打印機可打印監(jiān)測參數(shù)報表。其典型構(gòu)造如下圖。監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)造圖2.11地面中心站地面中心站能夠?qū)崿F(xiàn)各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理、顯示、查詢、儲存、打印等功能，另外，操作員發(fā)出的設(shè)備控制命令也是通過地面中心站完成的。生產(chǎn)參數(shù)的監(jiān)測主要是指監(jiān)控井上、井下主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)各種生產(chǎn)參數(shù)和重要設(shè)備的運行狀態(tài)參數(shù)，如煤倉煤位、水倉水位、供電電壓、供電電流、功率等模擬量；水泵、提升機、局部通風(fēng)機、主要通風(fēng)機、帶式輸送機、采煤機、開關(guān)、磁力起動器等的運行狀態(tài)和參數(shù)等。環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測主要是指監(jiān)測煤礦井下各種有毒有害氣體及工作面的作業(yè)條件，如高濃度甲烷氣體、低濃度甲烷氣體、一氧化碳濃度、氧氣濃度、風(fēng)速、負(fù)壓、井下空氣溫度、巖煤溫度、頂板壓力、煙霧等。同時，地面中心站也有顯示測量參數(shù)、數(shù)據(jù)報表、曲線顯示、圖形生成、數(shù)據(jù)存儲、故障統(tǒng)計和報表、報告打印功能。其中，局部系統(tǒng)可實現(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)連接功能，并采用國際通用的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實現(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)終端與中心站之間實時通信和實時數(shù)據(jù)查詢等功能。2.12井下分站word文檔精品文檔分享2word文檔精品文檔分享煤礦平安生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)盡管監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的井下分站形式多樣，但根本上都具備如下功能：1〕開機自檢和本機初始化功能；2〕通信測試功能；〔3〕分站具有自動控制功能〔實現(xiàn)斷電儀功能、風(fēng)電瓦斯鎖閉功能、瓦斯管道監(jiān)測功能和一般的環(huán)境監(jiān)測功能等〕；〔4〕死機自復(fù)位功能，且可以通知中心站；〔5〕接收地面中心站初始化本分站參數(shù)設(shè)置功能〔如傳感器配接通道號、量程、斷電點、報警上限和報警下限等〕；〔6〕分站自動識別配接傳感器類型〔電壓型、電流型或頻率型等〕；〔7〕分站自身具備超限報警功能；〔8〕分站接收中心站對本分站指定通道輸出控制繼電器實施手控操作功能和異地斷電功能。2.13傳感器與控制器傳感器的穩(wěn)定性和可靠性是煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)能正確反映被測環(huán)境和設(shè)備參數(shù)的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品。目前國內(nèi)生產(chǎn)和用于煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的傳感器主要有瓦斯、一氧化碳、風(fēng)速、負(fù)壓、溫度、煤倉煤位、水倉水位、電流、電壓和有功功率等模擬量傳感器，以及機電設(shè)備開停、機電設(shè)備饋電狀態(tài)、風(fēng)門開關(guān)狀態(tài)等開關(guān)量傳感器。以上傳感器的開發(fā)和應(yīng)用根本滿足了煤礦平安生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控的需要，但國產(chǎn)傳感器在使用壽命、調(diào)校周期、穩(wěn)定性和可靠性方面與國外同類產(chǎn)品相比還有很大差距，某些傳感器〔如瓦斯傳感器〕的穩(wěn)定性還不能滿足用戶的需要。煤礦井下使用的控制器主要是指各種規(guī)格的斷電儀，其主體是由繼電器構(gòu)成，該斷電儀的壽命長，可靠性高。2.2相關(guān)術(shù)語及解釋⑴煤礦平安監(jiān)控系統(tǒng)：具有模擬量、開關(guān)量、累計量采集、傳輸、存儲、處理、顯示、打印、聲光報警、控制等功能，用于監(jiān)測甲烷濃度、一氧化碳濃度、風(fēng)速、風(fēng)壓、溫度、煙霧、饋電狀態(tài)、風(fēng)門狀態(tài)、風(fēng)筒狀態(tài)、局部通風(fēng)機開停、主通風(fēng)機開停，并實現(xiàn)甲烷超限聲光報警、斷電和甲烷風(fēng)電閉鎖控制，由主機、傳輸接口、分站、傳感器、斷電控制器、聲光報警器、電源箱、避雷器等設(shè)備組成的系統(tǒng)。⑵傳感器：將被測物理量轉(zhuǎn)換為電信號輸出的裝置。⑶甲烷傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井環(huán)境氣體中及抽放管道內(nèi)甲烷濃度的裝置，一般具有顯示及聲光報警功能。⑷風(fēng)速傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井通風(fēng)巷道中風(fēng)速大小的裝置。⑸風(fēng)壓傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井通風(fēng)機、風(fēng)門、密閉巷道、通風(fēng)巷道等地點通風(fēng)壓力的裝置。word文檔精品文檔分享3word文檔精品文檔分享職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計〔論文〕⑹一氧化碳傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井中煤層自然發(fā)火及膠帶輸送機膠帶等著火時產(chǎn)生的一氧化碳濃度的裝置。⑺溫度傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井環(huán)境溫度上下的裝置。⑻煙霧傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井中膠帶輸送機膠帶等著火時產(chǎn)生的煙霧濃度的裝置。⑼設(shè)備開停傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井中機電設(shè)備“開〞或“停〞工作狀態(tài)的裝置。⑽風(fēng)筒傳感器：連續(xù)監(jiān)測局部通風(fēng)機風(fēng)筒“有風(fēng)〞或“無風(fēng)〞狀態(tài)的裝置。⑾風(fēng)門開關(guān)傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井中風(fēng)門“開〞或“關(guān)〞狀態(tài)的裝置。⑿饋電傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井中饋電開關(guān)或電磁啟動器負(fù)荷側(cè)有無電壓的裝置。⒀執(zhí)行器(含聲光報警器及斷電器)：將控制信號轉(zhuǎn)換為被控物理量的裝置。⒁聲光報警器：能發(fā)出聲光報警的裝置。⒂斷電控制器：控制饋電開關(guān)或電磁啟動器等的裝置。⒃分站：煤礦平安監(jiān)控系統(tǒng)中用于接收來自傳感器的信號，并按預(yù)先約定的復(fù)用方式遠(yuǎn)距離傳送給傳輸接口，同時，接收來自傳輸接口多路復(fù)用信號的裝置。分站還具有線性校正、超限判別、邏輯運算等簡單的數(shù)據(jù)處理、對傳感器輸入的信號和傳輸接口傳輸來的信號進展處理的能力，控制執(zhí)行器工作。⒄主機：一般選用工控微型計算機或普通微型計算機、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。⒅饋電異常：被控設(shè)備的饋電狀態(tài)與系統(tǒng)發(fā)出的斷電命令或復(fù)電命令不一致。⒆瓦斯礦井：只要有一個煤(巖)層發(fā)現(xiàn)瓦斯，該礦井即為瓦斯礦井。瓦斯礦井依照礦井瓦斯等級進展管理，分為低瓦斯礦井，高瓦斯礦井和煤與瓦斯突出礦井。(20)便攜式甲烷檢測報警儀：具有甲烷濃度數(shù)字顯示及超限報警功能的攜帶式儀器。甲烷報警礦燈：具有甲烷濃度超限報警功能的攜帶式照明燈具?！?2〕數(shù)字式甲烷檢測報警礦燈：具有甲烷濃度數(shù)字顯示及超限報警功能的攜帶式照明燈具。word文檔精品文檔分享4word文檔精品文檔分享煤礦平安生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)2.3煤礦平安監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)下面以KJ90煤礦平安監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)為例說明：●系統(tǒng)容量可接64個分站級設(shè)備，其中分站為： 4路模擬量輸入、4路開關(guān)量輸入、4路開關(guān)量輸出；●信息傳輸傳輸方式：異步串行，F(xiàn)SK〔移頻監(jiān)控〕調(diào)制解調(diào)方式傳輸速率：1200/2400bps，傳輸芯線為2芯傳輸距離：地面主機到分站信號傳輸距離15km；分站到傳感器之間信號傳輸距離1.5km巡檢周期：≤25s誤碼率：≤108模擬量傳感器信號：200-1000Hz數(shù)字量傳感器信號：無電位觸點信號或0、5mA電流信號●數(shù)據(jù)存儲整個系統(tǒng)采用“變值變態(tài)、疏密接合、數(shù)據(jù)庫動態(tài)生成〞的存儲方法，使系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲更為合理。數(shù)據(jù)的存儲期限：根據(jù)計算機硬盤的容量一般為20年左右?！袷褂铆h(huán)境溫度：0℃～40℃相對濕度：≤98﹪〔25℃〕大氣壓力：〔85-110〕kPa允許周圍有瓦斯、煤塵爆炸危險環(huán)境中使用周圍介質(zhì)無腐蝕性氣體第三章井下監(jiān)控分站井下監(jiān)控分站是煤礦綜合監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵配套設(shè)備，主要實現(xiàn)對各類傳感器的word文檔精品文檔分享5word文檔精品文檔分享職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計〔論文〕數(shù)據(jù)采集、實時處理、存儲、顯示、控制盒以及與地面監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)通信。具有紅外遙控初始化設(shè)置功能，可獨立使用，實現(xiàn)瓦斯斷電儀和瓦斯風(fēng)電閉鎖裝置的全部功能。3．1井下監(jiān)控分站主要技術(shù)指標(biāo)下面以目前煤礦井下常用的KDF-2型監(jiān)控分站為例說明：KJF39監(jiān)控分站KJF39監(jiān)控分站內(nèi)含本質(zhì)平安電源，省去了向傳感器供電的電源箱，構(gòu)造緊湊，便于在井下安裝使用。按新版煤礦平安規(guī)程要求設(shè)計，各項功能齊全。具備采集、顯示井下各種平安參數(shù)數(shù)值、設(shè)備運行狀態(tài)以及承受主機命令傳送數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息等功能。16路信號輸入端口、 4路進程斷電容量：控制口、4陸元盛斷電控制口、 1路通信口；200～1000Hz、高電平>3V、低電平<0.2V模擬量信號制式：脈沖寬度 0.3ms開關(guān)量1mA/5mA斷電控制：手動、自動、異地功能簡介：〔1〕具備甲烷斷電儀和甲烷風(fēng)電閉鎖裝置的全部功能。傳輸線斷線或中心站軟件故障時，分站仍可獨立工作，確保井下平安生產(chǎn)；2〕具有監(jiān)控設(shè)備故障閉鎖功能，防止不接入監(jiān)控設(shè)備違章生產(chǎn)；3〕配接的傳感器種類、量程、斷電點、復(fù)電點等參數(shù)在地面中心站主機定義生成以程序下裝到分站，分站免編程；4〕根據(jù)測點定義，分站能夠執(zhí)行異通道斷電功能，使井下斷電控制更靈活；〔5〕分站裝有備用電池，交流電源掉電后自動投入工作，供電時間≥2h。word文檔精品文檔分享6word文檔精品文檔分享煤礦平安生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)3．2監(jiān)控分站與井下各關(guān)聯(lián)設(shè)備的連接監(jiān)控分站與井下各關(guān)聯(lián)設(shè)備的連接如下圖：遠(yuǎn)程斷電器模擬量傳隔爆型電井下監(jiān)控感器源及遠(yuǎn)程分站控制開關(guān)量傳感器中心站第四章礦用傳感器煤礦井下各種有用、有害氣體及溫度和濕度等參數(shù)，都屬于環(huán)境參數(shù)。礦井環(huán)境參數(shù)主要有甲烷濃度、氧氣濃度、粉塵濃度、井巷硐室和工作面溫度、風(fēng)量與負(fù)壓、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、二氧化硫濃度和硫化氫濃度等。采煤、掘進、運輸、及通風(fēng)等各系統(tǒng)的運行及相關(guān)設(shè)備的工作狀況稱為礦井工況參數(shù)。主要監(jiān)測的工況參數(shù)有風(fēng)筒風(fēng)量、風(fēng)門開關(guān)、輸送帶開停、煤倉煤位、采煤機組位置、排水系統(tǒng)、壓風(fēng)系統(tǒng)、主要通風(fēng)機工作狀態(tài)等工況參數(shù)。傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和信號處理電路3局部組成，有時需要加輔助電源，其組成原理如圖4-1所示。word文檔精品文檔分享7word文檔精品文檔分享職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計〔論文〕被測信號輸出信號敏感元件轉(zhuǎn)換元件信號處理〔非電量〕〔電信號〕輔助電源圖4-1傳感器組成原理4．1礦用一氧化碳傳感器(以GT500A型一氧化碳傳感器為例說明 )GT500A型煤礦用一氧化碳傳感器GT500A型煤礦用一氧化碳傳感器是用于連續(xù)檢測煤礦井下一氧化碳?xì)怏w濃度的高精度儀表。傳感器使用進口檢測元件，使傳感器的性能、測量精度、使用壽命都大大提高。具有紅外遙控調(diào)校零點、靈敏度、報警點等功能。傳感器可以與國內(nèi)多種監(jiān)控系統(tǒng)配套使用。相對濕度≤95%大氣壓力80kPa-106kPa信號最大傳輸2km距離風(fēng)速0m/s-80m/s工作溫度0℃-40℃測量X圍0-0．0005%工作電源≤80MaDC工作電壓本安DC12V-24V無顯著震動和沖擊的場合、有煤塵和工作場所瓦斯存在的場所〔1〕一氧化碳傳感器應(yīng)垂直懸掛，距頂板(頂梁)不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm，并應(yīng)安裝維護方便，不影響行人和行車。〔2〕開采容易自燃、自燃煤層的采煤工作面必須至少設(shè)置一個一氧化碳傳感器，地點可設(shè)置在上隅角、工作面或工作面回風(fēng)巷，報警濃度為≥0.0024%CO，如圖9所示。word文檔精品文檔分享8word文檔精品文檔分享煤礦平安生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)圖9采煤工作面一氧化碳傳感器的設(shè)置〔3〕帶式輸送機滾筒下風(fēng)側(cè)10m~15m處宜設(shè)置一氧化碳傳感器，報警濃度為0.0024%CO?！?〕自然發(fā)火觀測點、封閉火區(qū)防火墻柵欄外宜設(shè)置一氧化碳傳感器，報警濃度為0.0024%CO。〔5〕開采容易自燃、自燃煤層的礦井，采區(qū)回風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷、總回風(fēng)巷應(yīng)設(shè)置一氧化碳傳感器，報警濃度為0.0024%CO。4.2礦用風(fēng)速傳感器〔以KGF15型礦用風(fēng)速傳感器為例說明〕KGF15煤礦用風(fēng)速傳感器KGF15煤礦用風(fēng)速感器是采用超聲波旋渦測量原理。主要用于連續(xù)監(jiān)測礦井通風(fēng)總回風(fēng)巷、井下主要測風(fēng)站、扇風(fēng)機等處的風(fēng)速，是礦井通風(fēng)平安參數(shù)測量的重要儀表。具有紅外遙控調(diào)校、調(diào)校簡單等特性。傳感器可與其它多種監(jiān)控系統(tǒng)配套使用。word文檔精品文檔分享9word文檔精品文檔分享職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計〔論文〕溫度0-+40℃根本誤差≤±0.3m/s相對濕度≤98%大氣壓力85KPa-110KPa工作電壓12VDC-24VDC〔礦用本安電源〕輸出信號200-1000Hz或1-5mADC根本誤差≤±0.3m/s工作電流70mADC采區(qū)回風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷、總回風(fēng)巷的測風(fēng)站應(yīng)設(shè)置風(fēng)速傳感器。風(fēng)速傳感器應(yīng)設(shè)置在巷道前后10m內(nèi)無分支風(fēng)流、無拐彎、無障礙、斷面無變化、能準(zhǔn)確計算風(fēng)量的地點。當(dāng)風(fēng)速低于或超過?煤礦平安規(guī)程?的規(guī)定值時，應(yīng)發(fā)出聲、光報警信號。4.3礦用負(fù)壓傳感器〔以GPD1/5型礦用負(fù)壓傳感器為例說明〕GPD1/5煤礦用負(fù)壓傳感器GPD1/5煤礦用負(fù)壓傳感器是采用擴散硅壓力傳感器芯片開發(fā)的固定式儀表。主要用于連續(xù)監(jiān)測礦井通風(fēng)總負(fù)壓、礦井風(fēng)機差壓、井下風(fēng)門兩側(cè)及礦井密閉墻內(nèi)外壓力差，是礦井通風(fēng)平安參數(shù)測量的重要儀表。具有紅外遙控調(diào)校、調(diào)校簡單等特性。傳感器除了和本公司KJ83煤礦平安監(jiān)控系統(tǒng)配套使用外還可和國內(nèi)其它監(jiān)控系統(tǒng)配套使用。word文檔精品文檔分享10word文檔精品文檔分享煤礦平安生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)測量X圍0-1kPa或0-5kPa測量誤差≤±2％響應(yīng)時間小于30s顯示方式三位LED就地顯示輸出信號200-1000Hz或4-20mA工作電壓本安DC12V-21V工作電流≤50mA主要通風(fēng)機的風(fēng)硐內(nèi)應(yīng)設(shè)置風(fēng)壓傳感器。4.4礦用設(shè)備開停狀態(tài)傳感器〔以GKT-L型礦用設(shè)備開停傳感器為例說明〕GKT-L煤礦用設(shè)備開停狀態(tài)傳感器GKT-L煤礦用設(shè)備開停狀態(tài)傳感器主要用于監(jiān)測礦井機電設(shè)備運行狀態(tài)，如礦井主扇、局扇、鏈板運輸機、膠帶運輸機、水泵等的開停狀態(tài)。傳感器將機電設(shè)備開停狀態(tài)信號轉(zhuǎn)換為電流信號，傳送到監(jiān)控分站。傳感器為礦用本質(zhì)平安型設(shè)備，適于在具有瓦斯及煤塵爆炸危險礦井中使用。該傳感器具有靈敏度高，構(gòu)造緊湊，功耗低，安裝使用方便及免維護等特點，該傳感器既可以用于兩線三態(tài)監(jiān)測，也可以用于三線兩態(tài)監(jiān)測，適合與國內(nèi)現(xiàn)有監(jiān)控設(shè)備配套使用。word文檔精品文檔分享11word文檔精品文檔分享職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計〔論文〕測量X圍0-1kPa或0-5kPa有效距離≤2km動作值大于5A運行顯示LED亮/滅三線兩態(tài)：5mA/0mA輸出信號兩線三態(tài)：6mA/2mA/0mA工作電壓本安DC9V-21V工作電流整機電流≤10mA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。4.5礦用風(fēng)門開閉狀態(tài)傳感器〔以GFK-L型礦用風(fēng)門開閉狀態(tài)傳感器為例說明〕GFK-L礦用風(fēng)門開閉狀態(tài)傳感器GFK-L煤礦用風(fēng)門開閉狀態(tài)傳感器主要用于監(jiān)測礦井主要風(fēng)門的開關(guān)狀態(tài)。傳感器是磁性驅(qū)動的位置開關(guān)傳感器，將風(fēng)門開關(guān)狀態(tài)信號轉(zhuǎn)換為電流信號，傳送到監(jiān)控分站。傳感器為礦用本質(zhì)平安型設(shè)備，適于在具有瓦斯及煤塵爆炸危險礦井中使用。該傳感器既可以用于兩線三態(tài)監(jiān)測，也可以用于兩線兩態(tài)監(jiān)測，適合與國內(nèi)現(xiàn)有監(jiān)控設(shè)備配套使用。word文檔精品文檔分享12word文檔精品文檔分享煤礦平安生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)工作電源本安DC9V-21V、整機電流≤10mA動作距離不大于30mm二態(tài)：4mA/0mA輸出形式三態(tài)：5mA/1mA/0mA觸發(fā)材質(zhì)氧化物磁鋼有效距離≤2km礦井和采區(qū)主要進回風(fēng)巷道中的主要風(fēng)門必須設(shè)置風(fēng)門開關(guān)傳感器。當(dāng)兩道風(fēng)門同時翻開時，發(fā)出聲光報警信號。4.6礦用斷電饋電轉(zhuǎn)換器〔以ZQJD-1型礦用斷電饋電傳感器為例說明〕ZQJD-1礦用斷電饋電轉(zhuǎn)換器ZQJD-1礦用斷電饋電轉(zhuǎn)換器是礦井平安監(jiān)控系統(tǒng)的配套設(shè)備，與監(jiān)控分站配套使用實現(xiàn)遠(yuǎn)程斷電，同時作為風(fēng)電瓦斯閉鎖裝置的組成局部之一。傳感器監(jiān)測被控電氣設(shè)備的斷電、饋電狀態(tài)，通過監(jiān)控分站將狀態(tài)信息傳送到地面中心站。用作斷電器：本安DC9V-21V、整工作電源機電流≤10mA用作饋電狀態(tài)轉(zhuǎn)換器：輸入端電壓：AC36V動作距離不大于10m至分站距離不大于3km運行顯示LED亮/滅為監(jiān)測被控設(shè)備瓦斯超限是否斷電，被控開關(guān)的負(fù)荷側(cè)必須設(shè)置饋電傳感器。word文檔精品文檔分享13word文檔精品文檔分享職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計〔論文〕4.7礦用溫度傳感器〔以GW50(A)型礦用溫度傳感器為例說明〕GW50(A)礦用溫度傳感器GW50(A)礦用溫度傳感器主要用于煤礦井下巷道、工作面瓦斯抽放管道等處的溫度監(jiān)測，是礦井平安監(jiān)控系統(tǒng)中監(jiān)測煤礦井下溫度的相關(guān)設(shè)備工作溫度0℃-40℃風(fēng)速≤0m/s-8m/s工作電流≤80mADC工作電壓〔本安〕12VDC-24VDC〔1〕溫度傳感器應(yīng)垂直懸掛，距頂板(頂梁)不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm，并應(yīng)安裝維護方便，不影響行人和行車?！?〕開采容易自燃，自燃煤層及地溫高的礦井采煤工作面應(yīng)設(shè)置溫度傳感器。溫度傳感器的報警值為30℃。如圖10所示。10采煤工作面溫度傳感器的設(shè)置〔3〕機電硐室內(nèi)應(yīng)設(shè)置溫度傳感器，報警值為34℃。word文檔精品文檔分享14word文檔精品文檔分享煤礦平安生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)第五章瓦斯傳感器及相關(guān)設(shè)計5.1礦用甲烷傳感器〔以KGY-002A智能遙控甲烷傳感器為例說明〕KGY-002A智能遙控甲烷傳感器KGY-002A智能遙控甲烷傳感器用于檢測煤礦井下空氣中的甲烷含量。它是一種智能型檢測儀表，具有自動穩(wěn)零、低功耗、軟啟動、環(huán)保電源、精度高、穩(wěn)定可靠等特點。各種操作可通過遙控器來實現(xiàn)，免開蓋調(diào)試。能與國內(nèi)各種監(jiān)控系統(tǒng)、風(fēng)電瓦斯閉鎖、斷電儀配套使用。測量X圍0-4%CH40.00~1.00%CH4，≤±0.10%CH4測量誤差1.00~2.00%CH4，≤±0.20%CH42.00~4.00%CH4，≤±0.30%CH4響應(yīng)時間小于30s報警點0.5-2.5%CH4可調(diào)報警方式紅色LED燈閃爍、蜂鳴器鳴叫輸出信號200-1000Hz或4-20mA工作電壓本安DC8V-22V電流50mA5.2甲烷傳感器的設(shè)置采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置長壁采煤工作面甲烷傳感器必須按圖1設(shè)置。U形通風(fēng)方式在上隅角設(shè)置甲烷傳感器T0或便攜式瓦斯檢測報警儀，工作面設(shè)置甲烷傳感器T1，工作面回風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器T2；假設(shè)煤與瓦斯突出礦井的甲烷傳感器T1不能控制采煤工作面進風(fēng)巷內(nèi)全部非word文檔精品文檔分享15word文檔精品文檔分享職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計〔論文〕本質(zhì)平安型電氣設(shè)備，那么在進風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器T3；低瓦斯和高瓦斯礦井采煤工作面采用串聯(lián)通風(fēng)時，被串工作面的進風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器T4，如圖1a所示。Z形、Y形、H形和W形通風(fēng)方式的采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置參照上述規(guī)定執(zhí)行，如圖1b~圖1e所示。a〕(b)(c)word文檔精品文檔分享16word文檔精品文檔分享煤礦平安生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)(d)(e)a——U形通風(fēng)方式；b——Z形通風(fēng)方式；c——Y形通風(fēng)方式；d——H形通風(fēng)方式；e——W形通風(fēng)方式。圖1采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置②采用兩條巷道回風(fēng)的采煤工作面甲烷傳感器必須按圖2設(shè)置。甲烷傳感器T0、T1和T2的設(shè)置同圖1a；在第二條回風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器T5、T6。采用三條巷道回風(fēng)的采煤工作面，第三條回風(fēng)巷甲烷傳感器的設(shè)置與第二條回風(fēng)巷甲烷傳感器T5、T6的設(shè)置一樣。word文檔精品文檔分享17word文檔精品文檔分享職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計〔論文〕圖2采用兩條巷道回風(fēng)的采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置③有專用排瓦斯巷的采煤工作面甲烷傳感器必須按圖3設(shè)置。甲烷傳感器T0、T1、T2的設(shè)置同圖1a；在專用排瓦斯巷設(shè)置甲烷傳感器T7，在工作面混合回風(fēng)風(fēng)流處設(shè)置甲烷傳感器T8，如圖3a、圖3b所示。④高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井采煤工作面的回風(fēng)巷長度大于1000m時，必須在回風(fēng)巷中部增設(shè)甲烷傳感器。⑤采煤機必須設(shè)置機載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測報警儀。⑥非長壁式采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置參照上述規(guī)定執(zhí)行，即在上隅角設(shè)置甲烷傳感器T0或便攜式瓦斯檢測報警儀，在工作面及其回風(fēng)巷各設(shè)置1個甲烷傳感器?！瞐〕word文檔精品文檔分享18word文檔精品文檔分享煤礦平安生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)〔b〕3有專用排瓦斯巷的采煤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①煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出巖巷的掘進工作面甲烷傳感器必須按圖4設(shè)置，并實現(xiàn)瓦斯風(fēng)電閉鎖。在工作面混合風(fēng)流處設(shè)置甲烷傳感器T1，在工作面回風(fēng)流中設(shè)置甲烷傳感器T2；采用串聯(lián)通風(fēng)的掘進工作面，必須在被串工作面局部通風(fēng)機前設(shè)置掘進工作面進風(fēng)流甲烷傳感器T3。圖4掘進工作面甲烷傳感器的設(shè)置②高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井雙巷掘進甲烷傳感器必須按圖5設(shè)置。甲烷傳感器T1和T2的設(shè)置同圖4；在工作面混合回風(fēng)流處設(shè)置甲烷傳感器T3。word文檔精品文檔分享19word文檔精品文檔分享職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計〔論文〕5雙巷掘進工作面甲烷傳感器的設(shè)置高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井的掘進工作面長度大于1000m時，必須在掘進巷道中部增設(shè)甲烷傳感器。④掘進機必須設(shè)置機載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測報警儀。采區(qū)回風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷、總回風(fēng)巷測風(fēng)站應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器。(4)設(shè)在回風(fēng)流中的機電硐室進風(fēng)側(cè)必須設(shè)置甲烷傳感器，如圖6所示。(5)使用架線電機車的主要運輸巷道內(nèi)，裝煤點處必須設(shè)置甲烷傳感器，如圖7所示。圖6在回風(fēng)流中的機電硐室甲烷傳感器的設(shè)置圖7裝煤點甲烷傳感器的設(shè)置高瓦斯礦井進風(fēng)的主要運輸巷道使用架線電機車時，在瓦斯涌出巷道的下風(fēng)流中必須設(shè)置甲烷傳感器，如圖8所示。圖8瓦斯涌出巷道的下風(fēng)流中甲烷傳感器的設(shè)置word文檔精品文檔分享20word文檔精品文檔分享煤礦平安生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)礦用防爆特殊型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檢測報警儀；礦用防爆型柴油機車必須設(shè)置便攜式甲烷檢測報警儀。兼做回風(fēng)井的裝有帶式輸送機的井筒內(nèi)必須設(shè)置甲烷傳感器。采區(qū)回風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷及總回風(fēng)巷道內(nèi)臨時施工的電氣設(shè)備上風(fēng)側(cè)10m~15m處應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器。井下煤倉、地面選煤廠煤倉上方應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器。封閉的地面選煤廠機房內(nèi)上方應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器。封閉的帶式輸送機地面走廊上方宜設(shè)置甲烷傳感器。瓦斯抽放泵站甲烷傳感器的設(shè)置：①地面瓦斯抽放泵站內(nèi)必須在室內(nèi)設(shè)置甲烷傳感器。②井下臨時瓦斯抽放泵站下風(fēng)側(cè)柵欄外必須設(shè)置甲烷傳感器。③抽放泵輸入管路中應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器。利用瓦斯時，應(yīng)在輸出管路中設(shè)置甲烷傳感器；不利用瓦斯、采用干式抽放瓦斯設(shè)備時，輸出管路中也應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器。第六章礦山供電系統(tǒng)6.1礦井供電的類型1〕礦井供電方式的決定因素：井田X圍、煤層開采深度、開采方法、年產(chǎn)量、涌水量、負(fù)荷大小等綜合因素進展。2〕分類：深井和淺井兩種類型。word文檔精品文檔分享21word文檔精品文檔分享職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計〔論文〕圖5-1深井供電系統(tǒng)特點：設(shè)立中央變電所。決定因素：煤層深，井下負(fù)荷大、涌水量大等。如平煤各生產(chǎn)礦。組成：地面變電所、井下中央變電所和采區(qū)變電所。供電回路數(shù)：兩路或兩路以上。6.2井下中央變電所word文檔精品文檔分享22word文檔精品文檔分享煤礦平安生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)6.2.1井下中央變電所的結(jié)線如圖5-2圖5-2井下中央變電所主結(jié)線〔１〕單母線分段結(jié)線：可靠性高，負(fù)荷大〔獨立雙電源〕：對一二類負(fù)荷供電．獨立電源：對二三類負(fù)荷供電．〔２〕運行方式：母線采用分列運行?！玻场尺m用情況；可靠性高、負(fù)荷大〔獨立雙電源〕、對一二類負(fù)荷供電。6.2.2井下中央變電所的位置和硐室布置〔1〕位置選擇原那么：負(fù)荷中心、通風(fēng)、交通、運輸、進出線、頂板、無淋水等?！?〕硐室要求：耐火材料、尺寸、大小、通道、20%余地。出口、柵欄門、防火門、外開門、標(biāo)高等?！?〕設(shè)備布置〔圖5-3〕word文檔精品文檔分享23word文檔精品文檔分享職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計〔論文〕圖5-3井下中央變電所設(shè)備布置1-變壓配電箱；2-硅整流器柜；3-直流配電箱；4-低壓配電裝置；5-礦用變壓器； 6-防火鐵門；7-鐵柵欄門；8-電纜溝布置原那么：平安、方便、留有余地。布置方式：①高壓、低壓設(shè)備分開②留有檢修間距③留有備用設(shè)備余地是總回路數(shù)量的20%。6.3采區(qū)變電所任務(wù)：承受中央變電所高壓電能、變壓、配出低壓電能。6.3.1采區(qū)變電所的結(jié)線考慮因素：電源回路數(shù)、負(fù)荷大小、變壓器臺數(shù)等?！?〕單電源進線。接線圖〔4-4〕，適用于：負(fù)荷小的工作面，炮采工作面?！?〕雙電源進線。接線、分列運行。適用對象；綜采工作面或下山采區(qū)、有排水word文檔精品文檔分享泵的采區(qū)變電所。6.3.2采區(qū)變電所的位置和硐布置室〔圖5-4〕word文檔精品文檔分享與井下中央變電所的位置和硐室布置類同。word文檔精品文檔分享24word文檔精品文檔分享煤礦平安生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)圖5-4采區(qū)變電所〔a〕主結(jié)線；〔b〕設(shè)備布置1-高壓配電箱；2-礦用變壓器；3、4-低壓隔爆自動饋電開關(guān)；5-照明變壓器綜合裝置；6-檢測繼電器6.4綜采工作面供電與工作面配電點6.4.1綜采工作面供電〔圖5-5〕①高壓深入負(fù)荷中心。②組成：采區(qū)配電所—移動變電站—工作面。③設(shè)備布置；圖5-5。6.4.2工作面配電點①引入：停送電方便，設(shè)備多或距離采區(qū)變電所較遠(yuǎn)。②組成：采區(qū)變電所---工作面配電點方式。word文檔精品文檔分享25word文檔精品文檔分享職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計〔論文〕第七章礦用現(xiàn)場總線的選擇現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的開展，不僅引起測控及過程自動化領(lǐng)域的變革，同時也給煤礦監(jiān)控技術(shù)的跨越式開展帶來了新機遇。由于煤礦井下的特殊環(huán)境〔易燃易爆、潮濕、電網(wǎng)電壓波動大、監(jiān)控距離遠(yuǎn)等〕，礦用現(xiàn)場總線不能照搬一般工業(yè)現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，需要根據(jù)礦井監(jiān)控的特點，經(jīng)過技術(shù)移植和改造，開發(fā)出適合礦井生產(chǎn)環(huán)境的礦用現(xiàn)場總線。目前，國內(nèi)應(yīng)用于控制及儀表領(lǐng)域的現(xiàn)場總線主要有FF、Profits、CAN、LonWorks等。FF總線H1是用于過程控制的總線，其響應(yīng)速度較低。雖支持總線供電，但其平安柵的功率僅為600mW，開發(fā)難度較大，故H1不能滿足礦井要求。Profits的開發(fā)比FF相對容易。它的物理層允許3種物理接口，即RS485、IEC61158