论文部分内容阅读
【摘 要】瓦斯即甲烷，是煤矿特大事故的罪魁祸首，在煤矿生产中，随着工作面的开采和掘进，煤体会释放出的甲烷达到一定浓度，达到爆炸条件就会引起瓦斯爆炸事故，造成矿毁人亡。
【关键词】瓦斯；监测监控系统；煤矿；应用
一、概括
目前煤矿安全监测技术正在迅速发展成一门专业技术，正向综合自动化、人机界面简单化发展。监测技术不仅局限在安全方面，正向多个方面扩展。煤矿瓦斯监测监控系统是防止煤矿瓦斯事故的重要科技手段,是煤矿安全生产的"电子警察",它在传统的管理方式上增加了重要的科技手段，在预防瓦斯事故的发生中起到了积极的作用,为各级管理人员对煤矿安全生产的监管提供了及时的数据和快捷的平台。
我矿为高瓦斯矿井，采的是石炭二叠纪煤层，地质条件复杂，瓦斯涌出量大，于2006年上旬井下安装了常州天地科技公司研制的KJ95N瓦斯监测监控系统，KJ95N监控系统具有容量大、人机界面简单、功能多，扩展能力强的特点，是井下集中监控和数据处理较完善的监测监控系统。
二、KJ95N煤矿监控系统的组成
KJ95N系统将计算机网络、光纤高速通道、矿井安全和生产监控及其它子系统综合在一起，形成一个完整、实用的矿井综合监控系统。我矿目前使用的只是其中的瓦斯监控部分。该系统为集散型结构，其信息检测及分站等设备的布置完全按照矿井特点设置，使各部分设备都能被充分合理的运用，以满足矿井管理的要求。系统结构矿如图所示。
该系统主要由监测主机及其外设、传输接口、传输电缆、分站和各种传感器组成。主机连续不断的轮流与各个分站进行通信，每个分站接受到主机的讯问后，立即将该分站接收的各测点的信号传给主机，各分站又不停的对接收到得各种传感器信号（开关量、模拟量、累计量）进行检测变换和处理，时刻等待主机的询问，以便把检测的参数送到地面。需要对井下设备进行控制时，主机将控制命令与分站巡检信号一起传给分站，由分站输出通过远动开关控制设备。监测主机将接收到的实时信号进行处理和存盘，并通过本机显示器、大屏幕、模拟盘等外设设备显示出来。可显示井下各种机电设备的运行状态、各种环境参数的实时或历史曲线、柱状图、圆饼图等，也可通过打印机打印各种报表。光纤高速通道主要由地面光端机、井下光端机以及光缆组成。地面光端机将电信号变成光信号通过光纤传输，井下光端机将光信号转换成电信号与井下分站级设备相连。系统结构框图如图所示。
该系统在地面建立了一套局域网络，配置服务器和若干台工作站。中心站主机都插有网卡，作为计算机网络的一个工作站，监测主机的信息可以全部上网，其余工作站分别放置在矿领导和有关的职能部门。
三、瓦斯监控系统的使用方法与安装注意事项。
1、地面中心站和网络应有专业的操作、管理和维护人员，发现问题后及时处理，使监测主机及网络等各设备都能保证可靠的正常运行。
2、为保障KJ95N系统的可靠运行，系统应有一根单独的接地线，并与线缆的屏蔽层连接。在连接主传输电缆的接线盒中也应该将屏蔽层连接，地线的接地电阻值应不大于4欧姆。
3、井下铺设信号电缆和主传输电缆时应避免与动力电缆同一侧走线。如果信号电缆在同一侧铺设时，其间距应大于300毫米。
4、计算机与打印机、传输接口相联时，应断电后进行，严禁带电插拨。
5、分站安装地点应选择在环境相对好的一些峒室、大巷中，尽量避免淋水，可挂在墙壁上。分站地地址设定时应注意系统中分站地址的唯一性。
6、所有设备在安装接线和更换设备等操作时，不允许带电操作。应先停电源，检查设备安装和接线无误后，再给设备供电。
7、应避免系统中供电电源AC127V/660V与大的机电设备供电共用一根电缆，以免设备启动时电源波动影响系统正常工作。
8、不在系统配套的监测主机及其它计算机上做与系统本身无关的工作，拒绝其它软件或移动存储设备，以防病毒入侵。
四、 在井下实际应用中，瓦斯监控系统有了我矿自己的特色，该系统提供的数据为矿领导分析决策提供了重要依据,对我矿的安全生产、瓦斯治理起到了重要作用。
1、瓦斯监测监控系统在实际井下应用中，除了AQ1029-2007S使用管理规范，我矿井下皮带、掘进机组、采煤机组、转载机、过渡溜子、压风车间、注氮车间均安装上了机电设备开停传感器，直接反映了井下各采掘队组的开机率等情况，为我矿生产调度指挥提高了重要的依据。
2、在煤矿安全规程中规定甲烷传感器的报警浓度、复电浓度、断电浓度的基础上，我矿更改了一些设置，如，综采工作面上隅角甲烷传感器报警值下调为0.6%，断电值下调为0.8%。回风绕道口甲烷传感器报警值下调为0.5%，断电值下调为0.5%。掘进工作面回风口甲烷传感器报警值下调为0.6%，断电值下调为0.8%，工作面甲烷传感器报警值下调为0.6%，断电值下调为0.8%。这样可以提前预防瓦斯事故的发生，做好防范措施。
3、在区域断电（完成对同一区域关联分站之间的非本分站的断电）和异地断电（没有关联的分站之间的控制口断电）中，我认为尽量实现区域断电，区域断电时间短，更灵敏可靠。如果使用异地断电，由于系统有巡检周期，还有异地断电时间，这样综合算下来，断电时间可能加长，当与瓦斯超限，可能发生远动开关执行断电命令时间过于长，造成断电不灵敏。当有条件的情况下，瓦电闭锁的接入还是区域断电和异地断电双闭锁为好。这样有双重保护，更加灵敏可靠。
4、传感器等需要远距离供电的设备一般应能在9—24V范围内正常工作。传感器使用標称截面为1.5平方毫米电缆时，其供电距离应不小于2千米，但在实际应用中，当传感器超过1.8千米时，传感器就与分站的传输中断，解决办法是给传感器增加电源，来抵消线路的损耗。
【关键词】瓦斯；监测监控系统；煤矿；应用
一、概括
目前煤矿安全监测技术正在迅速发展成一门专业技术，正向综合自动化、人机界面简单化发展。监测技术不仅局限在安全方面，正向多个方面扩展。煤矿瓦斯监测监控系统是防止煤矿瓦斯事故的重要科技手段,是煤矿安全生产的"电子警察",它在传统的管理方式上增加了重要的科技手段，在预防瓦斯事故的发生中起到了积极的作用,为各级管理人员对煤矿安全生产的监管提供了及时的数据和快捷的平台。
我矿为高瓦斯矿井，采的是石炭二叠纪煤层，地质条件复杂，瓦斯涌出量大，于2006年上旬井下安装了常州天地科技公司研制的KJ95N瓦斯监测监控系统，KJ95N监控系统具有容量大、人机界面简单、功能多，扩展能力强的特点，是井下集中监控和数据处理较完善的监测监控系统。
二、KJ95N煤矿监控系统的组成
KJ95N系统将计算机网络、光纤高速通道、矿井安全和生产监控及其它子系统综合在一起，形成一个完整、实用的矿井综合监控系统。我矿目前使用的只是其中的瓦斯监控部分。该系统为集散型结构，其信息检测及分站等设备的布置完全按照矿井特点设置，使各部分设备都能被充分合理的运用，以满足矿井管理的要求。系统结构矿如图所示。
该系统主要由监测主机及其外设、传输接口、传输电缆、分站和各种传感器组成。主机连续不断的轮流与各个分站进行通信，每个分站接受到主机的讯问后，立即将该分站接收的各测点的信号传给主机，各分站又不停的对接收到得各种传感器信号（开关量、模拟量、累计量）进行检测变换和处理，时刻等待主机的询问，以便把检测的参数送到地面。需要对井下设备进行控制时，主机将控制命令与分站巡检信号一起传给分站，由分站输出通过远动开关控制设备。监测主机将接收到的实时信号进行处理和存盘，并通过本机显示器、大屏幕、模拟盘等外设设备显示出来。可显示井下各种机电设备的运行状态、各种环境参数的实时或历史曲线、柱状图、圆饼图等，也可通过打印机打印各种报表。光纤高速通道主要由地面光端机、井下光端机以及光缆组成。地面光端机将电信号变成光信号通过光纤传输，井下光端机将光信号转换成电信号与井下分站级设备相连。系统结构框图如图所示。
该系统在地面建立了一套局域网络，配置服务器和若干台工作站。中心站主机都插有网卡，作为计算机网络的一个工作站，监测主机的信息可以全部上网，其余工作站分别放置在矿领导和有关的职能部门。
三、瓦斯监控系统的使用方法与安装注意事项。
1、地面中心站和网络应有专业的操作、管理和维护人员，发现问题后及时处理，使监测主机及网络等各设备都能保证可靠的正常运行。
2、为保障KJ95N系统的可靠运行，系统应有一根单独的接地线，并与线缆的屏蔽层连接。在连接主传输电缆的接线盒中也应该将屏蔽层连接，地线的接地电阻值应不大于4欧姆。
3、井下铺设信号电缆和主传输电缆时应避免与动力电缆同一侧走线。如果信号电缆在同一侧铺设时，其间距应大于300毫米。
4、计算机与打印机、传输接口相联时，应断电后进行，严禁带电插拨。
5、分站安装地点应选择在环境相对好的一些峒室、大巷中，尽量避免淋水，可挂在墙壁上。分站地地址设定时应注意系统中分站地址的唯一性。
6、所有设备在安装接线和更换设备等操作时，不允许带电操作。应先停电源，检查设备安装和接线无误后，再给设备供电。
7、应避免系统中供电电源AC127V/660V与大的机电设备供电共用一根电缆，以免设备启动时电源波动影响系统正常工作。
8、不在系统配套的监测主机及其它计算机上做与系统本身无关的工作，拒绝其它软件或移动存储设备，以防病毒入侵。
四、 在井下实际应用中，瓦斯监控系统有了我矿自己的特色，该系统提供的数据为矿领导分析决策提供了重要依据,对我矿的安全生产、瓦斯治理起到了重要作用。
1、瓦斯监测监控系统在实际井下应用中，除了AQ1029-2007S使用管理规范，我矿井下皮带、掘进机组、采煤机组、转载机、过渡溜子、压风车间、注氮车间均安装上了机电设备开停传感器，直接反映了井下各采掘队组的开机率等情况，为我矿生产调度指挥提高了重要的依据。
2、在煤矿安全规程中规定甲烷传感器的报警浓度、复电浓度、断电浓度的基础上，我矿更改了一些设置，如，综采工作面上隅角甲烷传感器报警值下调为0.6%，断电值下调为0.8%。回风绕道口甲烷传感器报警值下调为0.5%，断电值下调为0.5%。掘进工作面回风口甲烷传感器报警值下调为0.6%，断电值下调为0.8%，工作面甲烷传感器报警值下调为0.6%，断电值下调为0.8%。这样可以提前预防瓦斯事故的发生，做好防范措施。
3、在区域断电（完成对同一区域关联分站之间的非本分站的断电）和异地断电（没有关联的分站之间的控制口断电）中，我认为尽量实现区域断电，区域断电时间短，更灵敏可靠。如果使用异地断电，由于系统有巡检周期，还有异地断电时间，这样综合算下来，断电时间可能加长，当与瓦斯超限，可能发生远动开关执行断电命令时间过于长，造成断电不灵敏。当有条件的情况下，瓦电闭锁的接入还是区域断电和异地断电双闭锁为好。这样有双重保护，更加灵敏可靠。
4、传感器等需要远距离供电的设备一般应能在9—24V范围内正常工作。传感器使用標称截面为1.5平方毫米电缆时，其供电距离应不小于2千米，但在实际应用中，当传感器超过1.8千米时，传感器就与分站的传输中断，解决办法是给传感器增加电源，来抵消线路的损耗。