煤炭安全监控系统.ppt

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1、提提 纲纲1 1 矿井监控的意义矿井监控的意义2 2 矿井监控的特点矿井监控的特点3 3 矿井监控关键科学技术问题矿井监控关键科学技术问题4 4 煤矿井下电磁环境与电磁兼容煤矿井下电磁环境与电磁兼容 煤煤炭炭行行业业是是高高危危行行业业，瓦瓦斯斯、煤煤尘尘、水水灾灾、火火灾灾、冲冲击击地地压压等等困困扰扰着着煤煤炭炭工工业业的的健健康康发发展展。其其中中，瓦瓦斯斯（煤煤尘尘）爆爆炸事故是煤炭生产最严重的灾害。炸事故是煤炭生产最严重的灾害。1 1 矿井监控矿井监控的意义的意义 2 20 00 04 4年年全全国国煤煤炭炭总总产产量量1 19 9.5 56 6亿亿吨吨，全全国国煤煤矿矿发发生生各各

2、类类死死亡亡事事故故3 36 64 41 1起起，死死亡亡6 60 02 27 7人人，百百万万吨吨死死亡亡率率3 3.0 08 8。2 20 00 04 4年年全全国国煤煤矿矿发发生生各各类类一一次次死死亡亡1 10 0人人以以上上的的特特大大事事故故4 42 2起起，死死亡亡1 10 00 08 8人人；其其中中，特特大大瓦瓦斯斯事事故故3 32 2起起，死死亡亡8 86 67 7人人，事事故故起起数数和和死死亡亡人人数数分分别别占占全全国国煤煤矿矿特特大大事事故故的的 76.2%76.2%和和86%86%。20052005年全国煤炭总产量年全国煤炭总产量21.921.9亿吨，亿吨，全国煤

3、矿发生各类死亡事故全国煤矿发生各类死亡事故33063306起，死起，死亡亡59385938人，百万吨死亡率人，百万吨死亡率2.712.71。20052005年年全国煤矿发生各类一次死亡全国煤矿发生各类一次死亡1010人以上的人以上的特大事故特大事故5858起，死亡起，死亡17391739人；其中，特人；其中，特大瓦斯事故大瓦斯事故4040起，死亡起，死亡11601160人，事故起人，事故起数和死亡人数分别占全国煤矿特大事故数和死亡人数分别占全国煤矿特大事故的的69%69%和和66.7%66.7%。2 20 00 06 6年年全全国国煤煤炭炭总总产产量量约约为为2 23 3.2 25 5亿亿吨吨

4、，全全国国煤煤矿矿发发生生各各类类死死亡亡事事故故2 29 94 45 5起起，死死亡亡4 47 74 46 6人人，百百万万吨吨死死亡亡率率2 2.0 04 4。2 20 00 06 6年年全全国国煤煤矿矿发发生生各各类类一一次次死死亡亡1 10 0人人以以上上的的特特大大事事故故3 39 9起起，死死亡亡7 74 44 4人人，其其中中，特特大大瓦瓦斯斯事事故故2 25 5起起，死死亡亡4 47 72 2人人，事事故故起起数数和和 死死 亡亡 人人 数数 分分 别别 占占 全全 国国 煤煤 矿矿 特特 大大 事故的事故的64.1%64.1%和和63.4%63.4%。2 20 00 07 7

5、年年全全国国煤煤炭炭总总产产量量约约为为2 25 5.5 5亿亿吨吨，全全国国煤煤矿矿发发生生各各类类死死亡亡事事故故2 24 42 21 1起起，死死亡亡3 37 78 86 6人人，百百万万吨吨死死亡亡率率约约为为1 1.4 48 85 5。2 20 00 07 7年年全全国国煤煤矿矿发发生生一一次次死死亡亡1 10 0人人以以上上的的重重特特大大事事故故2 28 8起起，死死亡亡5 57 73 3人人。其其中中，重重特特大大瓦瓦斯斯事事故故2 22 2起起，死死亡亡4 46 60 0人人，事事故故起起数数和和死死亡亡人人数数分分 别别 占占 全全 国国 煤煤 矿矿 重重 特特 大大 事事

6、 故故的的78.6%78.6%和和80.3%80.3%。2 20 00 08 8年年全全国国煤煤炭炭总总产产量量约约为为2 27 7.2 2亿亿吨吨，全全国国煤煤矿矿发发生生各各类类死死亡亡事事故故1 19 95 54 4起起，死死亡亡3 32 21 15 5人人，百百万万吨吨死死亡亡率率约约为为1 1.1 18 82 2。2 20 00 07 7全全国国煤煤矿矿发发生生一一次次死死亡亡1 10 0人人以以上上重重特特大大事事故故3 38 8起起，死死亡亡7 70 07 7人人。其其中中，重重特特大大瓦瓦斯斯事事故故1 17 7起起，死死亡亡3 33 34 4人人，事事故故起起数数和和死死亡亡

7、人人数数分分别别 占占 全全 国国 煤煤 矿矿 重重 特特 大大 事事 故故 的的4 44 4.7 7%和和47.2%47.2%。20002000年至今以来，全国煤矿发生一次年至今以来，全国煤矿发生一次死亡百人以上事故死亡百人以上事故9 9起，其中起，其中7 7起是瓦斯事起是瓦斯事故，如表故，如表1 1所示所示。表表1 2000年年2007年全国煤矿发生一次死亡百人以上事故年全国煤矿发生一次死亡百人以上事故时间时间地点地点类别类别死亡人数死亡人数2000.09.27贵贵州省水城州省水城矿务矿务局木冲沟煤局木冲沟煤矿矿瓦斯煤瓦斯煤尘尘爆炸爆炸1622002.06.20黑黑龙龙江省江省鸡鸡西西矿业

8、矿业集集团团城子河煤城子河煤矿矿瓦斯爆炸瓦斯爆炸1242004.10.20河南河南郑郑煤集煤集团团大平煤大平煤矿矿瓦斯爆炸瓦斯爆炸1482004.11.28陕陕西西铜铜川川矿业矿业集集团陈团陈家山煤家山煤矿矿瓦斯爆炸瓦斯爆炸1662005.02.14辽辽宁阜新宁阜新矿业矿业集集团孙团孙家湾海洲立井家湾海洲立井瓦斯爆炸瓦斯爆炸2142005.08.07广广东东省省兴兴宁市大宁市大兴兴煤煤矿矿透水事故透水事故1212005.11.27黑黑龙龙江七台河江七台河矿业矿业集集团东风团东风煤煤矿矿煤煤尘尘爆炸爆炸1712005.12.07河北省唐山市开平区刘官屯煤河北省唐山市开平区刘官屯煤矿矿瓦斯爆炸瓦斯

9、爆炸1082007.12.05山西省山西省临临汾市洪洞瑞之源煤汾市洪洞瑞之源煤业业有限公司有限公司瓦斯爆炸瓦斯爆炸105 因此，瓦斯防治是减少煤矿死亡事因此，瓦斯防治是减少煤矿死亡事故总量的首要工作，是煤矿安全生产工故总量的首要工作，是煤矿安全生产工作的重中之重。作的重中之重。因因此此，瓦瓦斯斯防防治治是是减减少少煤煤矿矿死死亡亡事事故故总总量量的的首要工作，是煤矿安全生产工作的重中之重。首要工作，是煤矿安全生产工作的重中之重。避免或减少瓦斯爆炸事故的方法避免或减少瓦斯爆炸事故的方法 当当空空气气中中瓦瓦斯斯浓浓度度达达到到5%5%15%15%CHCH4 4（4%4%16%CH16%CH4 4

10、）时时，在在一一定定能能量量的的火火源源作作用用下下，就就会会发发生生瓦瓦斯斯燃燃烧烧和和爆爆炸炸。因因此此，避避免免或或减减少少瓦瓦斯斯爆爆炸炸的发生就要控制空气中瓦斯浓度和火源。的发生就要控制空气中瓦斯浓度和火源。使瓦斯浓度大于爆炸限使瓦斯浓度大于爆炸限 地下气化、地下液化、无人采煤。地下气化、地下液化、无人采煤。使瓦斯浓度小于爆炸限使瓦斯浓度小于爆炸限 降降低低瓦瓦斯斯浓浓度度：抽抽采采（放放）、通通风风等等；但但不不能能保保证证任任何何时时间间和和地地点点都都满满足足要求。要求。控制火源控制火源 电电气气火火花花（约约占占5050，监监控控、防防爆爆、违违章章、设设备备故故障障等等）、

11、放放炮炮、煤煤炭炭自自燃燃、摩擦撞击、其他明火等。摩擦撞击、其他明火等。煤矿安全监控系统的作用煤矿安全监控系统的作用原理原理 当瓦斯超限、或掘进巷道局部通风机当瓦斯超限、或掘进巷道局部通风机停风时，切断相关区域的电源并且闭锁，停风时，切断相关区域的电源并且闭锁，避免或减少由于下述火源引起瓦斯和煤尘避免或减少由于下述火源引起瓦斯和煤尘爆炸：爆炸：（1 1）电气设备失爆、违章作业、电气设备）电气设备失爆、违章作业、电气设备故障电火花或危险温度引起瓦斯爆炸；故障电火花或危险温度引起瓦斯爆炸；（2 2）摩擦碰撞火花及高温等。）摩擦碰撞火花及高温等。煤矿安全监控系统的煤矿安全监控系统的功能功能（1 1）

12、瓦斯、风速、温度、）瓦斯、风速、温度、COCO、局部通风机开停、局部通风机开停、风筒漏风、馈电状态监测等；风筒漏风、馈电状态监测等；（2 2）瓦斯超限或掘进巷道停风时，声光报警、就）瓦斯超限或掘进巷道停风时，声光报警、就地断电；地断电；（3 3）就地断电失效，远程断电；）就地断电失效，远程断电；（4 4）就地断电和远程断电失效，指挥工人断电；）就地断电和远程断电失效，指挥工人断电；（5 5）指挥撤人等；）指挥撤人等；（6 6）瓦斯突出、通风系统、自燃火灾等监测。）瓦斯突出、通风系统、自燃火灾等监测。6.3 6.3 采煤工作面甲烷传感器的设置采煤工作面甲烷传感器的设置6.3.1 6.3.1 长壁

13、采煤工作面甲烷传感器必须按图长壁采煤工作面甲烷传感器必须按图1 1设置。设置。U U型通风方式在上隅角设置甲烷传感型通风方式在上隅角设置甲烷传感器器T T0 0或便携式瓦斯检测报警仪，工作面设置或便携式瓦斯检测报警仪，工作面设置甲烷传感器甲烷传感器T T1 1 ，工作面回风巷设置甲烷传感，工作面回风巷设置甲烷传感器器T T2 2；若煤与瓦斯突出矿井的甲烷传感器；若煤与瓦斯突出矿井的甲烷传感器T T1 1不能控制采煤工作面进风巷内全部非本质安不能控制采煤工作面进风巷内全部非本质安全型电气设备，则在进风巷设置甲烷传感器全型电气设备，则在进风巷设置甲烷传感器T T3 3；低瓦斯和高瓦斯矿井低瓦斯和高

14、瓦斯矿井采煤工作面采用串联通采煤工作面采用串联通风时，被串工作面的进风巷设置甲烷传感器风时，被串工作面的进风巷设置甲烷传感器T T4 4，如图，如图1 1a a所示所示。Z Z型、型、Y Y型、型、H H型和型和W W型通风型通风方式的采煤工作面甲烷传感器的设置参照上方式的采煤工作面甲烷传感器的设置参照上述规定执行，如图述规定执行，如图1b1b图图1e1e所示。所示。10m10m15m15mT1T2 2T3 10m10m15m15mT410m10mT0上上隅隅角角10m10m （a）T2 2T110m15m10m（b）（c）T1T2 210m10m10m10m15m15mT1T2 2T1T2

15、210m10m10m10m10m10m15m15m10m10m15m15m（d）T1T2 210m10m10m10m15m15m（e）AU型通风方式；型通风方式；bZ型通风方式；型通风方式；cY型通风方式；型通风方式；dH型通风方式；型通风方式；eW型通风方式型通风方式.图图1 采煤工作面甲烷传感器的设置采煤工作面甲烷传感器的设置6.3.2 6.3.2 采采用用两两条条巷巷道道回回风风的的采采煤煤工工作作面面甲甲烷烷传传感感器器必必须须按按图图2 2设设置置。甲甲烷烷传传感感器器T T0 0、T T1 1和和T T2 2的的设设置置同同图图1a1a；在在第第二二条条回回风风巷巷设设置置甲甲烷烷

16、传传感感器器T T5 5、T T6 6。采采用用三三条条巷巷道道回回风风的的采采煤煤工工作作面面，第第三三条条回回风风巷巷甲甲烷烷传传感感器器的的设设置置与与第第二条回风巷甲烷传感器二条回风巷甲烷传感器T T5 5、T T6 6的设置相同。的设置相同。图图2采用两条巷道回风的采煤工作面甲烷传感器的设置采用两条巷道回风的采煤工作面甲烷传感器的设置T110m10m15m15mT6T0T2T510m10m15m15m10m10m10m10m6.3.3 6.3.3 有专用排瓦斯巷的采煤工作面甲烷传感器有专用排瓦斯巷的采煤工作面甲烷传感器必须按图必须按图3 3设置。甲烷传感器设置。甲烷传感器T T0 0

17、、T T1 1、T T2 2 的设置同的设置同图图1 a1 a；在专用排瓦斯巷设置甲烷传感器；在专用排瓦斯巷设置甲烷传感器T7T7，在工，在工作面混合回风风流处设置甲烷传感器作面混合回风风流处设置甲烷传感器T T8 8，如图，如图3a3a、图图3 3b b所示。所示。（a）T110m10m15m15mT7T8T010m10m15m15mT210m10m15m15m10m10m15m15m 10m10mT1T2T710m10m15m15mT8T010m10m15m15m10m10m15m15m（b）图图3有专用排瓦斯巷的采煤工作面甲烷传感器的设置有专用排瓦斯巷的采煤工作面甲烷传感器的设置 6.3

18、.4 6.3.4 高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井采煤工作高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井采煤工作面的回风巷长度大于面的回风巷长度大于1000m1000m时，必须在回风巷时，必须在回风巷中部增设甲烷传感器。中部增设甲烷传感器。6.3.5 6.3.5 采煤机必须设置机载式甲烷断电仪或采煤机必须设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪。便携式甲烷检测报警仪。6.3.6 6.3.6 非长壁式采煤工作面甲烷传感器的设非长壁式采煤工作面甲烷传感器的设置参照上述规定执行，即在上隅角设置甲烷置参照上述规定执行，即在上隅角设置甲烷传感器传感器T T0 0或便携式瓦斯检测报警仪，或便携式瓦斯检测报警仪，在工作在工作面及其回风

19、巷各设置面及其回风巷各设置1 1个甲烷传感器。个甲烷传感器。煤矿生产监控系统煤矿生产监控系统 轨轨道道运运输输监监控控系系统统主主要要用用来来监监测测信信号号机机状状态态、电电动动转转撤撤机机状状态态、机机车车位位置置、机机车车编编号号、运运行行方方向向、运运行行速速度度、车车皮皮数数、空空（实实）车车皮皮数数等等，并并实实现现信信号号机机、电电动动转转辙辙机机闭闭锁锁控控制制、地地面面远远程程 调度与控制等。调度与控制等。胶胶带带运运输输监监控控主主要要用用来来监监测测皮皮带带速速度度、轴轴温温、烟烟雾雾、堆堆煤煤、横横向向撕撕裂裂、纵纵向向撕撕裂裂、跑跑偏偏、打打滑滑、电电机机运运行行状状

20、态态、煤煤仓仓煤煤位位等等，并并实实现现顺顺煤煤流流启启动动，逆逆煤煤流流停停止止闭闭锁锁控控制制和和安安全全保保护护、地地面面远远程程调调度度与与控控制制、皮皮带带火火灾灾监监测测与与控控制制等等。提升运输监控系统主要用来监测罐提升运输监控系统主要用来监测罐笼位置、速度、安全门状态、摇台状态、笼位置、速度、安全门状态、摇台状态、阻车器状态等，并实现推车、提升闭锁阻车器状态等，并实现推车、提升闭锁控制等。控制等。供电监控系统主要用来监测电网电供电监控系统主要用来监测电网电压、电流、功率、功率因数、馈电开关压、电流、功率、功率因数、馈电开关状态、电网绝缘状态等，并实现漏电保状态、电网绝缘状态等，

21、并实现漏电保护、馈电开关闭锁控制、地面远程控制护、馈电开关闭锁控制、地面远程控制等。等。排水监控系统主要用来监测水仓水排水监控系统主要用来监测水仓水位、水泵开停、水泵工作电压、电流、位、水泵开停、水泵工作电压、电流、功率、阀门状态、流量、压力等，并实功率、阀门状态、流量、压力等，并实现阀门开关、水泵开停控制、地面远程现阀门开关、水泵开停控制、地面远程控制等。控制等。大型机电设备健康状况监控系统主大型机电设备健康状况监控系统主要用来监测机械振动、油质量污染等，要用来监测机械振动、油质量污染等，并实现故障诊断。并实现故障诊断。采煤面综合自动化系统采煤面综合自动化系统 全全面面实实现现采采煤煤机机、

22、液液压压支支架架、刮刮板板输输送送机机、转转载载机机、泵泵站站、顺顺槽槽皮皮带带的的集集中中联联锁锁控控制制，与与井井下下工工业业以以太太网网联联接接实实现现在在地地面面集集控控中中心心、调调度度室室对对采采煤煤机机位位置置及及支支架架压压力力等等上上百百个个参参数数的的远远程程实实时时监监视视，同同时时实实现现调调度度电电话话与与工工作作面面电电话话的的联联网网通话。通话。http:/采煤工作面自动化系统采煤工作面自动化系统http:/矿井电机车运输自动化系统矿井电机车运输自动化系统 矿矿井井电电机机车车运运输输自自动动化化系系统统是是一一个个基基于于工工业业以以太太网网的的信信集集闭闭系系

23、统统，在在地地面面集集控控中中心心实实现现对对井井下下轨轨道道运运输输的的调调度度、信信号号的的闭闭锁锁、道道岔岔的的自自动动控控制制及及运运输输状状况况的的在在线线监监测测，地地面面操操作作员员直直接接与与司司机机对对话话联联系系，撤撤消消了了井井下下调度室，使矿井运输管理跃上一个新的水平。调度室，使矿井运输管理跃上一个新的水平。http:/轨道运输监控操作场面轨道运输监控操作场面http:/http:/矿井皮带自动化系统矿井皮带自动化系统 矿矿皮皮带带自自动动化化系系统统在在每每条条皮皮带带设设置置门门类类齐齐全全的的保保护护装装置置、起起停停信信号号预预报报、工工业业电电视视摄摄像像头头

24、、移移动动通通信信装装置置，控控制制信信号号、保保护护信信号号、开开停停信信号号均均由由设设在在皮皮带带机机头头的的PLC装装置置进进行行集集成成后后，接接入入井井下下工工业业以以太太网网平平台台传传至至地地面面集集控控中中心心，在在地地面面集集控控中中心心，工工作作人人员员通通过过观观看看现现场场的的工工业业电电视视图图像像，通通过过与与巡巡检检工工移移动动电电话话联联系系，可可靠靠地地实实现现了了对对井井下下所所有有主主运运输输皮皮带带的的开开停停控控制制，实实现现井井下下现现场场无无人人值值守守，撤撤消消皮皮带带工工区区，井井下下上上百百人人开开停停皮皮带带的的工工作作场场景景成成为为历

25、历史，取而代之的是地面集控中心。史，取而代之的是地面集控中心。http:/皮带集控操作场面皮带集控操作场面http:/http:/供电、排水、通风、提升、选煤自动化系统供电、排水、通风、提升、选煤自动化系统 根根据据同同样样原原理理，供供电电自自动动化化系系统统实实现现了了对对井井下下变变电电所所的的地地面面停停送送电电控控制制；排排水水自自动动化化系系统统实实现现了了对对井井下下的的自自动动排排水水；通通风风自自动动化化系系统统实实现现了了对对矿矿井井通通风风机机的的远远程程开开停停控控制制；提提升升自自动动化化系系统统实实现现了了煤煤炭炭装装卸卸载载及及绞绞车车运运行行的的全全自自动动化化

26、；选选煤煤厂厂自自动动化化系系统统实实现现了了对对整整个个地地面面生生产产系系统统上上百百台台设设备备的的集集中中控控制。制。http:/http:/http:/http:/http:/ 2 2矿井监控的特点矿井监控的特点 煤矿井下是一个特殊的工作环境，煤矿井下是一个特殊的工作环境，有易燃易爆可燃性气体和腐蚀性气体，有易燃易爆可燃性气体和腐蚀性气体，潮湿、淋水、矿尘大、电网电压波动大、潮湿、淋水、矿尘大、电网电压波动大、电磁干扰严重、空间狭小、监控距离远。电磁干扰严重、空间狭小、监控距离远。因此，矿井监控系统不同于一般工业监因此，矿井监控系统不同于一般工业监控系统，矿井监控系统同一般工业监控控

27、系统，矿井监控系统同一般工业监控系统相比具有如下特点：系统相比具有如下特点：(1)(1)电气防爆。一般工业监控系统均电气防爆。一般工业监控系统均工作在非爆炸性环境中，而矿井监控系工作在非爆炸性环境中，而矿井监控系统工作在有瓦斯和煤尘爆炸性环境的煤统工作在有瓦斯和煤尘爆炸性环境的煤矿井下。因此，矿井监控系统的设备必矿井下。因此，矿井监控系统的设备必须是防爆型电气设备，并且不同于化工、须是防爆型电气设备，并且不同于化工、石油等爆炸性环境中的工厂用防爆型电石油等爆炸性环境中的工厂用防爆型电气设备。气设备。(2)(2)传输距离远。一般工业监控对系传输距离远。一般工业监控对系统的传输距离要求不高，仅为几

28、千米，统的传输距离要求不高，仅为几千米，甚至几百米，而矿井监控系统的传输距甚至几百米，而矿井监控系统的传输距离至少要达到离至少要达到1010千米。千米。(3)(3)网络结构宜采用树形结构。一般网络结构宜采用树形结构。一般工业监控系统电缆敷设的自由度较大，工业监控系统电缆敷设的自由度较大，可根据设备、电缆沟、电杆的位置选择可根据设备、电缆沟、电杆的位置选择星形、环形、树形，总线形等结构。而星形、环形、树形，总线形等结构。而矿井监控系统的传输电缆必须沿巷道敷矿井监控系统的传输电缆必须沿巷道敷设，挂在巷道壁上。由于巷道为分支结设，挂在巷道壁上。由于巷道为分支结构，并且分支长度可达数千米。因此，构，并

29、且分支长度可达数千米。因此，为便于系统安装维护、节约传输电缆、为便于系统安装维护、节约传输电缆、降低系统成本宜采用树形结构。降低系统成本宜采用树形结构。(4)(4)监控对象变化缓慢。矿井监控系监控对象变化缓慢。矿井监控系统的监控对象主要为缓变量，因此，在统的监控对象主要为缓变量，因此，在同样监控容量下，对系统的传输速率要同样监控容量下，对系统的传输速率要求不高。求不高。(5)(5)电网电压波动大，电磁干扰严重。电网电压波动大，电磁干扰严重。由于煤矿井下空间小，采煤机、运输机由于煤矿井下空间小，采煤机、运输机等大型设备启停和架线电机车火花等造等大型设备启停和架线电机车火花等造成电磁干扰严重。成电

30、磁干扰严重。(6)(6)工作环境恶劣。煤矿井下除有甲工作环境恶劣。煤矿井下除有甲烷、一氧化碳等易燃易爆性气体外，还烷、一氧化碳等易燃易爆性气体外，还有硫化氢等腐蚀性气体，矿尘大、潮湿、有硫化氢等腐蚀性气体，矿尘大、潮湿、有淋水、空间狭小。因此，矿井监控设有淋水、空间狭小。因此，矿井监控设备要有防尘、防潮、防腐、防霉、抗机备要有防尘、防潮、防腐、防霉、抗机械冲击等措施。械冲击等措施。(7)(7)传感器（或执行机构）宜采用远传感器（或执行机构）宜采用远程供电。一般工业监控系统的电源供给程供电。一般工业监控系统的电源供给比较容易，不受电气防爆要求的限制。比较容易，不受电气防爆要求的限制。矿井监控系统

31、的电源供给，受电气防爆矿井监控系统的电源供给，受电气防爆要求的限制。由于传感器及执行机构往要求的限制。由于传感器及执行机构往往设置在工作面等恶劣环境，因此，不往设置在工作面等恶劣环境，因此，不宜就地供电。现有矿井监控系统多采用宜就地供电。现有矿井监控系统多采用分站远距离供电。分站远距离供电。(8)(8)不宜采用中继器。煤矿井下工作不宜采用中继器。煤矿井下工作环境恶劣，监控距离远，维护困难，若环境恶劣，监控距离远，维护困难，若采用中继器延长系统传输距离，由于中采用中继器延长系统传输距离，由于中继器是有源设备，故障率较无中继器系继器是有源设备，故障率较无中继器系统高，并且在煤矿井下电源的供给受电统

32、高，并且在煤矿井下电源的供给受电气防爆的限制，在中继器处不一定好取气防爆的限制，在中继器处不一定好取电源，若采用远距离供电还需要增加供电源，若采用远距离供电还需要增加供电芯线。因此，不宜采用中继器。电芯线。因此，不宜采用中继器。通过上面对矿井监控系统的分析，通过上面对矿井监控系统的分析，可以看出，矿井监控系统不同于一般工可以看出，矿井监控系统不同于一般工业监控系统。因此，直接用一般工业监业监控系统。因此，直接用一般工业监控的理论和技术解决矿井监控的问题是控的理论和技术解决矿井监控的问题是行不通的。不是不符合电气防爆要求，行不通的。不是不符合电气防爆要求，就是传输距离太近，或网络结构不适合就是传

33、输距离太近，或网络结构不适合用于矿井监控系统，或不能进行总线供用于矿井监控系统，或不能进行总线供电，或节点容量太小等等。电，或节点容量太小等等。4 4 矿井监控关键科学技术问题矿井监控关键科学技术问题 矿井监控关键科学技术问题主要包括：矿井监控关键科学技术问题主要包括：（1 1）矿井监控信息传输；（）矿井监控信息传输；（2 2）矿井）矿井监控信息处理；（监控信息处理；（3 3）传感器无盲区布置）传感器无盲区布置与分级控制；（与分级控制；（4 4）矿用图像识别与处理；）矿用图像识别与处理；（5 5）生命探测及人员定位；（）生命探测及人员定位；（6 6）矿用）矿用本质安全防爆电源；（本质安全防爆电

34、源；（7 7）矿井监控系统）矿井监控系统试验方法等。试验方法等。矿井监控信息传输主要研究系统网矿井监控信息传输主要研究系统网络结构、复用方式、矿用现场总线、矿络结构、复用方式、矿用现场总线、矿用以太网、传输协议、联网规约等。用以太网、传输协议、联网规约等。矿井监控信息处理主要研究数据处矿井监控信息处理主要研究数据处理、信息输出、数据融合、数据挖掘、理、信息输出、数据融合、数据挖掘、重大灾害预警等。重大灾害预警等。传感器无盲区布置就是针对瓦斯等传感器无盲区布置就是针对瓦斯等灾害，使用最少的传感器，实现无盲区灾害，使用最少的传感器，实现无盲区监测、优化传感器布置，实现分级分区监测、优化传感器布置，

35、实现分级分区控制。控制。矿用图像识别与处理就是建立矿工、矿用图像识别与处理就是建立矿工、煤仓煤位、水仓水位、机车料位、煤岩煤仓煤位、水仓水位、机车料位、煤岩等识别模型，实现自动识别与报警。等识别模型，实现自动识别与报警。生命探测与人员定位就是针对煤矿生命探测与人员定位就是针对煤矿灾害应急救援的需要和煤矿井下灾后的灾害应急救援的需要和煤矿井下灾后的特殊环境，研究矿用生命探测方法与人特殊环境，研究矿用生命探测方法与人员定位方法。员定位方法。矿用本质安全防爆电源就是要研究矿用本质安全防爆电源就是要研究开关电源的本质安全设计方法、本质安开关电源的本质安全设计方法、本质安全防爆电源与备用电源的配接方法等

36、。全防爆电源与备用电源的配接方法等。矿井监控系统试验方法就是研究不矿井监控系统试验方法就是研究不使用电缆（可达数百公里）的仿真线试使用电缆（可达数百公里）的仿真线试验方法等。验方法等。5 5 煤矿井下电磁环境与电磁兼容煤矿井下电磁环境与电磁兼容 5.1 5.1 意义意义 煤矿井下电磁环境影响着矿井通信煤矿井下电磁环境影响着矿井通信与监控等设备的正常运行，同时，煤矿与监控等设备的正常运行，同时，煤矿井下电气设备又影响着煤矿井下电磁环井下电气设备又影响着煤矿井下电磁环境。境。由于人们对煤矿井下电磁环境和电由于人们对煤矿井下电磁环境和电磁兼容研究还很少，研究成果远远不能满磁兼容研究还很少，研究成果远

37、远不能满足煤矿安全监控系统设计、制造、检验和足煤矿安全监控系统设计、制造、检验和使用等需求，从而造成煤矿安全监控系统使用等需求，从而造成煤矿安全监控系统运行不稳定，数据不可靠。特别是瓦斯监运行不稳定，数据不可靠。特别是瓦斯监测数据的不准确，常常造成瓦斯超限报警测数据的不准确，常常造成瓦斯超限报警误报或漏报，瓦斯超限断电误动或拒动，误报或漏报，瓦斯超限断电误动或拒动，带来了巨大的安全隐患。带来了巨大的安全隐患。煤矿安全监控委员会于煤矿安全监控委员会于20042004年年8 8月月20052005年年9 9月对全国上千位从事煤矿瓦斯监月对全国上千位从事煤矿瓦斯监控的管理与维护人员调查表明，瓦斯超限控的管理与维护人员调查表明，瓦斯超限误报警现象十分普遍，以至于一些系统出误报警现象十分普遍，以至于一些系统出现瓦斯超限报警时，不知是否该采取相关现瓦斯超限报警时，不知是否该采取相关的安全措施。的安全措施。因此，有必要针对煤矿井下的特点，因此，有必要针对煤矿井下的特点，进行煤矿井下电磁环境和电磁兼容研究，进行煤矿井下电磁环境和电磁兼容研究，这对完善矿井监控和通信理论、指导相这对完善矿井监控和通信理论、指导相关标准制定、提高系统抗干扰能力、发关标准制定、提高系统抗干扰能力、发挥系统的安全保障作用具有十分重要的挥系统的安全保障作用具有十分重要的理论意义和实用价值。理论意义和实用价值。谢谢 谢谢!