(1.1.5)--1.1.2国外煤矿安全智能监测监控系统的发展.pdf

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1、国外安全监测监控系统应用于煤矿生产过程。如果从系统信息传输方式来划分的话，基本上每10年就有一代新产品出现。按照安全监测监控系统信息传输特征来区分的话，可以将其分为如下几代产品：环境安全生产控制调度运输复合系统第一代产品-空分制方式这是国外最早应用于煤矿安全监测监控的信息传输方法。20世纪60年代英国煤矿的运输机控制、日本煤矿中的固定设备控制等大都采用这种技术，其中最具代表性的是法国的CCT63/40矿井环境监测系统，它可以检测瓦斯、一氧化碳等多种参数，布置40多个测点。第一代产品-空分制方式这是国外最早应用于煤矿安全监测监控的信息传输方法。20世纪70年代末西欧一些国家共装备了150多套系统

2、。其中波兰在70年代从法国引进这一-技术后，推出了可测128个测点的CMC-1系统。第二代产品，其主要技术特征是信道的频分制技术的应用。它大大减少传输信道电缆芯数目，于是很快取代了空分制系统。英、美、德等国家的煤矿在20世纪60年代后期就大量采用频分制技术，其中最具代表性的是德国Siemens公司的TST系统和F+H公司的TF200系统，这些音频传输系统的信息传输技术以晶体管电路为主，它比空分制信息传输前进了一大步。第三代产品，集成电路技术出现以后，推动了时分制信息传输技术的发展。1976年英国煤炭研究院于推出了轰动一时的以时分制为基础的MINOS煤矿监控系统。在胶带运输系统应用取得成功后，他

3、们立即推广到井下环境监测、供电供水监测和洗煤厂监控等方面，形成了全矿井监测监控系统。第三代产品，集成电路技术出现以后，推动了时分制信息传输技术的发展。20世纪80年代初MINOS煤矿监控系统已经相当成熟，在英国国内得到大量推广，并向美国和印度出售。这一系统的成功应用，开创了煤矿自动化技术和安全监测监控技术发展的新局面，直到现在，国内外各种监测监控系统尽管在功能性和产品的技术先进性上都有较大的提高，但系统的整体结构仍没有太大的变化。第四代产品，以分布式微处理机为基础的安全监测监控系统。近年来，计算机技术、大规模集成电路技术、数据通信技术以及计算机网络技术等现代高新科技应用于煤矿监控系统，使得矿井

4、安全监测监控技术跻身于高科技之列。第四代产品，以分布式微处理机为基础的安全监测监控系统。最具代表性的是美国MSA公司的DAN6400系统，其信息传输方式虽然仍属于时分制范畴，但用原来的一般时分制的概念已经不足以反映这一高新技术的应用特点。第五代产品，以光纤通信技术为基础的安全监测监控系统。采用光纤通信技术是国外煤矿监测监控系统近年来发展的特点之一。光纤技术应用之一是利用光纤高速数据通道将地面中心站与井下分站连接起来，以提高信息传输速度，扩大系统容量。第五代产品，以光纤通信技术为基础的安全监测监控系统。如德国AEG-TELEFUNKEE公司将光纤通信用于GEAMATIC2900i矿井监控系统中；

5、柏林技术大学将光纤通信用于矿井电力网监测系统中；英国在MINOS煤矿监控系统中也开发了64 kb/s光纤通信装置。在日本，尽管许多煤矿关闭，煤炭产量减少，但日本煤矿监测技术仍在不断创新。日本采矿研究中心利用局域网络（LAN）技术能够构成宽带传输线，具有高传输速率的特点，提出并开发了双回路环形系统。新系统由地面站、局域网系统（主系统）、本质安全子系统构成。主系统由一对光纤构成环路；每个站之间最大通讯距离达6 km；采用再生重复传输方法，传输速度达8.192Mb/s。当某处电缆断开时，系统可以改变传输路线；某分站断电时，可将该分站旁路，不但增加了系统的信息量，其可靠性也得到了很大提高。1995年美

6、国矿业局开发了光纤环境监测报警系统（Forewarns），对矿井的CO、NO2、SO2这三种有毒气体进行监测。该系统由中心站（CMS）通过一个大芯径光纤向三种传感器提供光源。中心站由显示单元、激光组件组成，通过分光器将光信号分布到每个敏感组件（RSU）上。利用光纤技术监测瓦斯是气体传感器技术的新途径、新方向。美国、英国、瑞典、日本、澳大利亚等国家均开展了该技术的研究工作，澳大利亚和美国还在煤矿进行了试验。该技术的特点是利用了甲烷吸收某一特定波长的红外线能量的原理，甲烷的强吸收带虽然在3.3 m处，但在该波长下，硅光纤材料传播红外线能量的损失太大，一般是将波长选在其谐波，即1.6pm处。如果在光

7、纤芯中，3.3m波长的红外光传播的光能损失是56dB/km，而在同一光芯中其谐波的光能损失只是它的1/56。此外，在3.3m这一波长的红外光源生成技术和探测器制造技术日趋完善。光纤瓦斯传感器与载体热催化式瓦斯传感器相比有明显的优点：主要表现为线性范围宽（可检测的甲烷浓度为0100%）、线性误差小（甲烷浓度误差不超过0.1%）、稳定性好（每月的甲烷浓度误差不超过0.1%）、响应时间短（1s）寿命长。由于在危险场所无电气连接，所以安全性能好。此外，在3.3m这一波长的红外光源生成技术和探测器制造技术日趋完善。光纤瓦斯传感器与载体热催化式瓦斯传感器相比有明显的优点：线性范围宽（可检测的甲烷浓度为0100%）线性误差小（甲烷浓度误差不超过0.1%）稳定性好（每月的甲烷浓度误差不超过0.1%）响应时间短（1s）寿命长