「煤矿监测监控系统的分类」.pdf

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1、煤矿监测监控系统的分类（1）环境安全监测监控系统（2）轨道运输监测监控系统(3)带式输送机监测监控系统（4）提升机运输监测监控系统（5）供电监测监控系统（6）排水监测监控系统（7）火灾监测监控系统(8)瓦斯抽放监测监控系统(9）矿山压力监测监控系统（1)煤与瓦斯突出监测系统（1)大型机电设备监测监控系统（12)人员定位监测系统 煤矿监测监控系统的组成（1）传感器(2）执行机构(）监控分站()电源箱（5)传输接口（6)主机(7)显示装置(8)管理工作站或远程终端（9）数据服务器(10）路由器 煤矿监测监控系统的组成（1）传感器和执行器:星型网络结构与监控分站连接，单向模拟传输；（2）信息传输装置

2、：通常树形网络集散型结构；频分、时分或码分多路复用；串行数字传输或频带传输；异步或同步;（3)中心站或主站的硬件:（4）中心站或主站的软件：通信系统分类（1）模拟通信系统和数字通信系统;（2)有线和无线;(）频分复用、时分复用和码分复用；（4)基带传输和频带传输;煤矿监控系统的主要技术指标(KJ0)()系统容量：64 分站(扩28)，24 入 52 控出（)传输方式：DSK(差分相移键控)或 RS485(3）传输距离:分站至中心站25kM；分站至传感器kM(4）系统传输误差:1（不包括传感器误差)(5）系统巡检周期：2s()系统控制执行时间：手动30s,自动5s，异地s(7）画面响应时间:s（

3、8）死机率:720h次(）监控分站:大(入 8 控出 1 通信口)；中(8 入 4 控出 1 通信口)；小(入 2 控出通信口)()分站电源：入可选(36、127、220、280、66V)，本安出 1V/0mA、12V/45m（1）传感器信号制式:模拟量：频率0100Hz 脉宽 0.3s;电流 15A 或20mA;开关量:电流 1mA/5mA(停1.2A,开4mA)控制量信号为无源机械触点：本安/100A，非本安 36/A（12）软件运行环境:WN9/200/XP/003（13）信号电缆：主站至分站:H2(14);直流电阻.8km;分布电容0.06k；分布电感0.8mH/k;分站至传感器:MV

4、(）；直流电阻模拟128,开关量45/km;分布电容模拟006F/,开关量0.06mF/km；分布电感模拟量0m/km,开关量0.06m/km;（14)运行环境:温度、湿度、气压等 传感器的布置 甲烷传感器:距煤壁30cm，距巷道侧壁20cm,距顶30cm 风速传感器:进风口距巷道顶部约 255cm 温度传感器:测温点附近 所有传感器:调校及安设以产品使用说明书为准。其他位置甲烷传感器的设置()采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷测风站应设置甲烷传感器。（2）采煤机、掘进机必须设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪。(3)设在回风流中的机电硐室进风侧必须设置甲烷传感器。(4）使用架线电机车的主

5、要运输巷道内,装煤点处必须设置甲烷传感器。（5)矿用防爆特殊型蓄电池电机车必须设置车载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪；矿用防爆型柴油机车必须设置便携式甲烷检测报警仪。(6）回风巷道中的电气设备上风侧 1-15m 处应设置甲烷传感器。(7)井下煤仓、地面选煤厂煤仓上方应设置甲烷传感器。（8）封闭的带式输送机地面走廊上方宜设置甲烷传感器。（9)兼做回风井的装有带式输送机的井筒内必须设置甲烷传感器。（10）地面瓦斯抽放泵站内距房顶00m 处必须设置甲烷传感器。井下临时抽放泵站内下风侧必须设置甲烷传感器。（）抽放泵输入管路中应设置甲烷传感器。（1)井下排瓦斯管路出口的下风侧栅栏外必须设置甲烷传感器

6、。一氧化碳传感器的设置（1)带式输送机滚筒下风側0-5m 处应设置一氧化碳传感器，报警浓度为.024%C。(）开采自燃煤层的矿井，采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷应设置一氧化碳传感器，报警浓度为 2pp。（3）自然发火观测点、封闭火区防火墙栅栏外宜设置一氧化碳传感器,报警浓度为 0.002%O。（4）开采容易自燃、自燃煤层的采煤工作面回风巷必须设置一氧化碳传感器，报警浓度为2pm 风速传感器的设置（1)采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷的测风站应设置风速传感器。(2）风速传感器应设置在巷道前后 10m 内无分支风流、无拐弯、无障碍、断面无变化、能准确计算风量的地点。()当风速低于或超过煤矿安全规

7、程的规定值时，应发出声、光报警信号。温度、烟雾及风压传感器的设置(1)机电硐室内应设置温度传感器,报警值为4。(2)开采容易自燃、自燃煤层及地温高的矿井采煤工作面应设置温度传感器。温度传感器的报警值为 30。(3）温度传感器应垂直悬挂在巷道上方风流稳定的位置,距顶板（顶梁）不得大于 300mm,距巷壁不得小于 200mm,并应不影响行人和行车,安装维护方便。()带式输送机滚筒下风侧 115m 处应设置烟雾传感器。(5）主要通风机的风硐应设置风压传感器。（6)瓦斯抽放泵站的抽放泵输入管路中宜设置流量传感器、温度传感器和压力传感器;利用瓦斯时，应在输出管路中设置流量传感器、温度传感器和压力传感器。

8、防回火安全装置上宜设置压差传感器。开关量传感器的设置()主要通风机、局部通风机必须设置设备开停传感器。(2)矿井和采区主要进回风巷道中的主要风门必须设置风门传感器。当两道风门同时打开时，发出声光报警信号。()掘进工作面局部通风机的风筒末端宜设置风筒传感器。（4)为监测被控设备瓦斯超限是否断电，被控开关的负荷侧必须设置馈电传感器。非电量：各种非电物理和化学量,如温度、位移、风速、压力、甲烷浓度、化学成份等。非电量电测量技术：将各种被测的非电量参数转换成电量参数进行测量的技术,包括传感器技术和电子技术。非电量电测量的优点:便于信号的传输、存储、处理；易于实现遥测、自动检测及生产过程自动控制等；传感

9、器 将被测量转换为电量,并把它传送到信号调节器中的部件。传感器又称为变换器、转换器、探头。其中,电量是电压、电流、或电参量(电阻、电感、电容）敏感元件：直接感受被测量,通常是先转换为一种易于转换成电量的非电量。转换元件：将非电量转换为电量。将非电量直接转换为电量的传感器称为直接转换型传感器，如热电偶、压电传感器等。经二次或多次转换为电量的传感器称为间接转换型传感器，如瓦斯传感器、压力传感器等。测量电路:放大、变换和处理,以输出标准信号。煤矿瓦斯 主要是甲烷(H);CO、C2、O、2S、H、SO、NH3 等。CH4 无色、无味、无毒，对空气的比重为 0.558 CH4 可燃,5%1可爆，9.5爆

10、炸力最强。热电阻效应 即导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的现象，二者有确定的函数关系,通常阻值随温度的变化基本上呈线性关系。载体催化元件的技术特性 灵敏度:一般要15mV1%CH4，当下降 50时,报废。灵敏度的影响因素（1）催化剂老化：l2O3 逐渐向-Al23 过渡(2)催化剂中毒：催化剂中毒：催化剂毒物强烈吸附在催化剂上发生反应而使催化剂活性减少或消失的现象。暂时性中毒:硫化物、磷化物、氯化物等；永久性中毒:有机硅、铅、锡等；过滤措施:活性炭,硅胶，分子筛等 稳定性:工作条件不变时，在规定时间内输出信号保持不变的能力。连续式元件为天，间断式元件为 78h。稳定性的影响因素:（1）灵敏

11、度(）激活特性 激活特性 在低浓度 CH（.5%）数分钟后元件活性升高,离开高浓度环境后其活性又在数十小时内降到原值附近的现象。不利影响:零点漂移，工作不稳定，测量误差 应用:元件制作时的老化处理;暂时性中毒的激活。响应时间 是指 CH4 浓度阶跃变化时，输出信号值达到稳定值 9%的时间。标准规定,连续式为 20s，间断式为 1s。响应时间与元件尺寸、制作工艺及气室设计、通风方式有关。主要因素是：（1)扩散时间:扩散型气室与对流型气室(2)燃烧生热、热交换至热平衡的时间。一、CO的产生及危害 性质：O 是无色、无嗅、无味、无刺激性的气体，稍溶于水,比重较空气稍轻。产生：C是碳系物质不完全燃烧的

12、生成物，井下爆破作业、内燃机车的排气、火灾、瓦斯 煤尘爆炸均产生 CO 危害：可燃易爆，剧毒。允许浓度，中国是PM，日本是0PM；检测方法:检知管法、定电位电化学法、红外吸收法、气相色谱法等。电化学气体传感器原理 电化学:是研究电解质溶液与电极相界间的电化学反应过程，即化学能和电能之间相互转换的科学。电化学理论指出,在电极和它接触的电解质溶液之间存在着氧化还原反应，并有电子的得失。并且各种物质在电解质溶液中的氧化还原反应均在一定的电极电位下进行。标准电极电位：是指某物质在规定的浓度、温度条件下的电极电位,当电极电位高于该标准电极电位时产生氧化反应，反之,则产生还原反应。因此,该物质的标准电极电

13、位也称为可逆电极电位。如:CO2/氧化还原对的可逆电极电位为-.12V;2,H+HO 氧化还原对的可逆电极电位为+1.23V 顺磁测氧原理 顺磁性气体和反磁性气体:反磁性是指当施加磁场时,气体与磁场相斥而逃逸的性质;反之，为顺磁性。大多数气体为反磁性，仅 O2、NO1、NO2 等少数气体呈顺磁性 氧的磁化率比其它气体大得多，含氧混合气体的磁化率主要由氧的浓度决定。氧的热磁效应:即氧的磁化率会随温度的升高而迅速降低。均质导体定律 由两种均质导体组成的热电偶,其热电势的大小只与热电偶的材料及两端温度有关，而与热电偶的长短、粗细、形状及沿电极的温度分布无关。否则，产生温度梯度附加电动势。如果组成热电

14、偶的两种材料性质相同,即 NA=NB,则无论两接点温度如何,回路内总热电势为零。如果两接点处温度相同，即 T=T0,则尽管两种导体材料性质不同，回路总电势也必然为零。因热电势与温度的函数关系（T)A复杂难求，故在工程应用中常用实验的方法制作热电势与温度的关系表,以备查用 中间导体定律 在热电偶回路中接入第三种导体时,只要该导体的两端温度相同,则其对热电偶回路热电势的大小和方向不产生影响。中间温度定律 Tn 为热电偶热电极B 上某点的温度,则热电偶在其接点温度为、T0 时的热电势 eAB（,T0）等于热电偶在接点温度为 T、n 和 T、T时的热电势(,Tn）和AB(Tn，0)的代数和。一、开关量

15、传感原理 开关量 设备开停、风门开闭、馈电开关状态、风筒开关；电流电压控制、有烟无烟等。直接式 电流互感器、电压互感器 间接式 电磁感应原理、霍尔原理、测磁原理等。霍尔原理原理 金属或半导体薄片的相对两侧面通以控制电流 I,在薄片的垂直方向上加磁场 B,则在薄片的另外两侧面间会产生大小与 I 和 B 乘积成比例的电动势 UH。KTC-90总线式设备开停传感器 工作原理：工作原理及工作方式与 GT-L(A)类似（电磁感应，锁固悬挂于被测电缆上),但它是将检测信号转换成标准 RS5 信号传给分站的。安装设置、拨动传感器电路板上的拨码开关,设定传感器的地址码（范围6）。2、在中心站设置分站智能口需要

16、安装的传感器通道。3、将传感器接口用四芯线缆(四线制）与分站智能口连接,将负荷电缆卡入传感器感应部位。4、检查传感器、分站、中心站指示设备开/停是否正确 矿用馈电状态传感器 工作原理：电场感应 被测电缆中有交流电压时,其周围产生一交变电场,馈电传感器的电场感应器感应产生电压信号，此信号经进一步处理后指示馈电状态;特点：1、电场感应原理检测的馈电状态结果，与动力电缆中有无电流无关。常与断电控制器或停传感器配合使用，以检测被控动力设备是否确实有电。2、传感器易受其它动力电缆或大型电器设备的干扰。3、传感器安装在被测设备的动力电缆上,二者绝缘要好。、屏蔽电缆、金属铠装电缆的电场被屏蔽，不能检测。ML

17、(A)型风门开闭传感器 工作原理 测磁原理:将舌簧或感磁元件(主机)固定于门框上,磁钢体(磁铁）安装在活动门上对应位置,当风门关闭时,舌簧闭合，电路接通;风门开时,电路断开；或感磁元件将磁场信号接收，经放大变换后进行指示和输出。KJ90-F6分站功能 该型监控分站是以C60 单片机为核心的多通道、多制式信号采集、通讯系统，可挂接瓦斯、一氧化碳、风速、负压、设备开停等多种传感器来对矿井环境及生产参数连续监测，并能通过工业以太网或 RS485 总线方式将监测参数传送到地面中心站,还可接收执行中心站发来的各种命令，并及时发出报警和断电控制信号。分站为井下所挂接的各种传感器、断电器提供工作电源；分站采集模拟量、开关量、累计量传感器的实测参数或状态并显示；分站具有与传输接口双向通信及工作状态指示功能，可通过工业以太网或 RS485 方式向地面系统中心站传送巡检参数,也可接收并执行地面中心站发往井下的各种控制命令;