1、設(shè)置的重要性

煤礦生產(chǎn)的主要特點(diǎn)之一是井工生產(chǎn)，井下環(huán)境差，瓦斯易于集聚，容易引起瓦斯和煤塵爆炸而釀成事故，另一特點(diǎn)是大型機(jī)電設(shè)備多，如提升機(jī)（絞車）、膠帶運(yùn)輸機(jī)、通風(fēng)機(jī)、壓風(fēng)機(jī)等電氣設(shè)備，這些設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)與否，對(duì)礦井安全生產(chǎn)影響極大，管理人員及時(shí)了解和掌握井下環(huán)境各有關(guān)參數(shù)不清和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，具有極其重要的意義。礦井安全監(jiān)控是保障煤礦安全生產(chǎn)的重要措施之一。隨著礦井監(jiān)測(cè)、監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，礦井監(jiān)測(cè)、監(jiān)控設(shè)備在煤礦安全生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用。近20年來，我國(guó)主要國(guó)有、地方煤礦都安裝了各種礦用環(huán)境、生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，這些技術(shù)和裝備極大地改變了我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)的面貌，已成為主要的安全生產(chǎn)設(shè)備之一。

2、設(shè)置的條件和要求

礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)是指對(duì)煤礦井上、下的環(huán)境參數(shù)及有關(guān)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測(cè)，用計(jì)算機(jī)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，對(duì)設(shè)備、局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)或過程進(jìn)行控制的一種系統(tǒng)。

根據(jù)國(guó)務(wù)院安全生產(chǎn)委員會(huì)文件安委辦[2006]21號(hào)《關(guān)于加強(qiáng)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)裝備聯(lián)網(wǎng)和維護(hù)使用工作的指導(dǎo)意見》、國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局關(guān)于貫徹落實(shí)《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測(cè)儀器使用管理規(guī)范》的通知、中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)AQ6201—2006《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求》和《煤礦安全規(guī)程》（2009年版）的要求，礦井必須裝備安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)按照《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測(cè)儀器使用管理規(guī)范》（AQ1029-2007）的規(guī)定，將監(jiān)控設(shè)備甲烷、饋電、設(shè)備開停、風(fēng)壓、風(fēng)速、一氧化碳、煙霧、溫度、風(fēng)門、風(fēng)筒等傳感器安裝到位。安裝數(shù)量、地點(diǎn)和位置符合要求。中心站要裝備2套主機(jī)，1套使用，1套備用，確保系統(tǒng)24小時(shí)不間斷運(yùn)行,以便及時(shí)準(zhǔn)確地反映井下各監(jiān)控點(diǎn)的環(huán)境參數(shù)和生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀況。

1、開采技術(shù)條件和安全條件

2、安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)選擇

安全監(jiān)測(cè)、監(jiān)控的選型，應(yīng)充分體現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性、先進(jìn)性、開放性、可擴(kuò)展性、經(jīng)濟(jì)性，滿足礦井生產(chǎn)能力，及時(shí)有效獲得監(jiān)測(cè)監(jiān)控等管理信息的需要，同時(shí)還要考慮礦井近、遠(yuǎn)期的發(fā)展、產(chǎn)品的更新與升級(jí)換代、售后服務(wù)、傳輸接口等多方面的因素，根據(jù)礦井的災(zāi)害種類及程度，確定設(shè)置集中固定式連續(xù)安全監(jiān)測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)。

礦井現(xiàn)已有KJ91N煤礦安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)。

KJ91N煤礦安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)主機(jī)及其外設(shè)傳輸接口、傳輸電纜、分站和各種傳感器組成。系統(tǒng)融計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)、程控調(diào)度通信技術(shù)于一體，監(jiān)控礦井上、下各類安全生產(chǎn)參數(shù)及電量參數(shù)，匯接管理多個(gè)安全與生產(chǎn)環(huán)節(jié)子系統(tǒng)。該系統(tǒng)可對(duì)瓦斯、風(fēng)速、負(fù)壓、一氧化碳、氧氣濃度、溫度、風(fēng)門開關(guān)等環(huán)境參數(shù)及水位、壓風(fēng)機(jī)風(fēng)壓和機(jī)電設(shè)備開停等相關(guān)參數(shù)和運(yùn)行情況進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。

1、監(jiān)測(cè)、監(jiān)控設(shè)備選型原則

（1）設(shè)備必須符合有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)如AQ 6201—2006《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求》、《GB3836~爆炸性環(huán)境用防爆電氣產(chǎn)品》、MT209《煤礦通信、檢測(cè)、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)條件》、MT210《煤礦通信、檢測(cè)、控制用電工電子產(chǎn)品本試驗(yàn)方法》、《煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)規(guī)范》、《煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)規(guī)范》，通過煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化歸口審查和國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局認(rèn)證的檢測(cè)機(jī)構(gòu)的型式檢驗(yàn)。用于爆炸環(huán)境的煤礦安全監(jiān)控設(shè)備，還必須通過國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局認(rèn)證的檢測(cè)機(jī)構(gòu)防爆檢驗(yàn)，并取得“防爆合格證”，同時(shí)還應(yīng)取得原煤炭工業(yè)部“煤礦安全儀器裝備定點(diǎn)生產(chǎn)許可證”。

（2）優(yōu)先選用本質(zhì)安全型設(shè)備。

（3）安全監(jiān)測(cè)、監(jiān)控設(shè)備必須具有故障閉鎖功能。

（4）安全監(jiān)測(cè)、監(jiān)控設(shè)備必須具備瓦斯斷電儀和瓦斯風(fēng)電閉鎖裝置的全部功能。當(dāng)主機(jī)和系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，必須保證瓦斯斷電儀和甲烷風(fēng)電閉鎖裝置的全部功能。當(dāng)電網(wǎng)停電后，安全監(jiān)測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)必須保證正常工作時(shí)間不小于2h。

（5）為防止雷電通過礦井安全監(jiān)測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)引起井下瓦斯爆炸，系統(tǒng)設(shè)備必須具有防雷保護(hù)。

（6）為防止人為取消斷電功能，保障煤炭安全生產(chǎn)，系統(tǒng)設(shè)備必須具有斷電狀態(tài)和饋電狀態(tài)監(jiān)測(cè)、報(bào)警、顯示、存儲(chǔ)和打印報(bào)表功能。

（7）所有監(jiān)測(cè)設(shè)備的外殼防護(hù)等級(jí)不低于IP54。

（8）所有監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)備必須工作穩(wěn)定、性能可靠、反應(yīng)靈敏、抗干擾能力強(qiáng)。

2、監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)備設(shè)置地點(diǎn)和布置

KJ91N煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由地面中心站、地面分站、井下分站、本安電源、各種參數(shù)傳感器、傳輸電纜、系統(tǒng)軟件等組成。

（1）地面中心站

地面中心站設(shè)在該礦辦公房?jī)?nèi)，其監(jiān)測(cè)主機(jī)采用兩臺(tái)高性能、高穩(wěn)定性的主控機(jī)，互為備用，主機(jī)通過傳輸接口與礦井地面井下各分站通信，監(jiān)測(cè)主機(jī)配置一臺(tái)打印機(jī)，同時(shí)兩臺(tái)主機(jī)都插有網(wǎng)卡，監(jiān)測(cè)主機(jī)的信息可以全部上網(wǎng)，同時(shí)還有傳輸接口、交流穩(wěn)壓電源、UPS、中心站軟件等，系統(tǒng)容量64臺(tái)分站級(jí)設(shè)備。

?? （2）地面分站

地面設(shè)一號(hào)分站，主要對(duì)主通風(fēng)機(jī)房、絞車房、風(fēng)硐等處的瓦斯、風(fēng)速、溫度、一氧化碳、壓差等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采用KJ91A-F-12型為礦用隔爆兼本安型。

?? （3）井下分站

在井下設(shè)3個(gè)分站，采用KJ91A-F-12型為礦用隔爆兼本安型。二號(hào)分站設(shè)在-180m水泵房，主要對(duì)水泵房?jī)?nèi)設(shè)備開停、設(shè)備饋電狀態(tài)、溫度等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)-100m、-130m回風(fēng)石門內(nèi)的瓦斯、風(fēng)速等進(jìn)行監(jiān)測(cè)；三號(hào)分站和四號(hào)分站均設(shè)在-150m運(yùn)輸石門內(nèi)，主要對(duì)采煤工作面和備用工作面、-130m回風(fēng)石門、-130m平巷、掘進(jìn)工作面等處的瓦斯、風(fēng)速、設(shè)備饋電狀態(tài)、風(fēng)機(jī)開停、風(fēng)筒狀態(tài)、風(fēng)門開啟等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。具體布置見礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控接線圖8-1。

井下分站采用的KJ91A-F-12型，該分站以美國(guó)德州半導(dǎo)體公司usp430系列16位單片機(jī)為核心，可實(shí)現(xiàn)信號(hào)系集、處理、控制和通訊功能。具有16路輸入口，可配接16路模擬量或開關(guān)量傳感器（模擬量、開關(guān)、可任意互換）。具有8路斷電控制輸出，其中近程2路，遠(yuǎn)和6路，能實(shí)現(xiàn)就地?cái)嚯姾瓦h(yuǎn)程斷電控制。

（4）傳感器

傳感器為本質(zhì)安全型，瓦斯等傳感器具有超限就地報(bào)警顯示功能（聲光報(bào)警）傳感器能輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，可根據(jù)需要選擇電流、電壓、頻率、開關(guān)或通訊信號(hào)。

系統(tǒng)傳輸方式RS-232C移頻鍵控(FSK)信號(hào)，傳輸速率1200bps，采用2芯無極性電纜，主站到分站最大傳輸距離不大于15km，分站到傳感器距離不大于1.5km。

下井傳輸電纜沿混合井敷設(shè)PUYV39—l型礦用信號(hào)鎧裝電纜，分站到傳感器采用PUYVR型礦用信號(hào)軟電纜。所有電纜均為阻燃型，電纜及其連接器件均能滿足其相應(yīng)使用環(huán)境的要求。

該礦井為低瓦斯礦井，工作面實(shí)行“U”形通風(fēng)，在采煤工作面上隅角、采面上部平巷距回采面≤10m處、工作面回風(fēng)巷距風(fēng)流匯合10～15m處，設(shè)置高低濃度組合式瓦斯傳感器各一個(gè)。采煤工作面上隅角和采面上部平巷距回采面≤10m處瓦斯傳感器報(bào)警濃度值為≥1%，斷電濃度值為≥1.5%，斷電范圍為工作面及回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備，復(fù)電值為＜1%。工作面回風(fēng)巷距風(fēng)流匯合10～15m處瓦斯傳感器報(bào)警濃度值為≥1%，斷電濃度值為≥1.0%，斷電范圍為工作面及回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備，復(fù)電值為＜1%。