【正文】 0m 時，必須在回風巷中部增設甲烷傳感器。 2)長壁采煤工牛面甲 烷傳感器的布置 如圖 l4 所示，對 U 型通風方式的采煤丁作面，低瓦斯、高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井都必須在工作面設置甲烷傳感器 Tl，在工作面回風巷設置甲烷傳感器 T2； 高瓦斯和煤 (巖 )與瓦斯突出礦井的采煤工作面上隅角必須設置甲烷傳感器 T0； 若煤 (巖 )與瓦斯突出礦井的甲烷傳感器T1不能控制采煤工作面進風巷內全部非本質安全型電氣設備，則在進風巷設置甲烷傳感器 T3； 低瓦斯和高瓦斯礦井采煤工作面采用串聯通風時，被串聯的工作面的進風巷設置甲烷傳感器 T4。 低瓦斯、高瓦斯礦并的采煤工作面進風巷甲烷濃度一般較低。 （ 2） 風速傳感器安置于巷徑均勻、風速均勻、空氣溫度不大的環(huán)境中，且風速傳感器進風口距離巷道頂部約為 25cm～ 35cm 之間 。 二、調度監(jiān)控室的布置 （ 1） 地面盡量用“抗靜電”材料的地板鋪設 ； （ 2） 各種電線電纜不許擰絞在一起 — 尤其是信號傳輸電纜 ； （ 3） 現場 220V 線路的布線必須先出草圖 ； （ 4） 整個系統(tǒng)要求單點接地，即從機房引出地線，并且連接到室外的地線坑，且不允許與其他設備共用地線 。 監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設備布置 一、電纜鋪設要點及注意事項 1 電纜的選用及使用要點 (1)從“調度監(jiān)控室”到井筒 (豎井 )之間如果距離很長，可先用 MHY32 ( 1 4 ) 主傳輸電纜 (又稱信號電纜 )； 假如其間距離不是很長，則用 MHYBV (1 x 4)的鋼絲愷裝井筒電纜，一直延續(xù)到井下比較干燥 (無水滴、空氣流通好 )的環(huán)境，然后用絕緣膠布帶將線頭封固。該網絡結構形式在發(fā)展了傳感器可以直接干線及提高傳輸速度的基礎上，采用智能傳感、智能監(jiān)控分站即區(qū)域控制器，前者用在單一控制處，例如 :瓦斯超限報警及斷電，水位超限停泵，煤倉煤位超限皮帶停止運轉等簡單控制 。傳統(tǒng)的網絡結構是傳感器離開了分站就不能在系統(tǒng)中工作，所有傳感器必須經過分站進行信號轉化，蜘蛛網狀的電纜及傳感器分布，使得分站很難 24 搬家，只要有監(jiān)控的地方，哪怕是有一個測點也必須設立一個分站，造成了資金及設備的浪費。 3. 3 復合網絡結構 該網絡是利用總線結構和星型結構或樹型結構的特點，根據現場需要組合成新型的網絡結構。對設備的控制命令，如不設了系統(tǒng)，所有的指令均由主站發(fā)出，而串行傳輸速度隨信息量的增加而降低，顯然會影響數據的采集和設備的實時控制。如 :對集中或較集中的大型設備立監(jiān)控了系統(tǒng)， 23 即對煤礦的主要工作過程 (供電系統(tǒng)、提升 系統(tǒng)、通風系統(tǒng)等 )進行監(jiān)控，這些了系統(tǒng)有獨立工作能力，同時又可與地面進行通訊 。 (1)總體結構中增設了了系統(tǒng)，了系統(tǒng)可以獨立工作，即一級分站對它所管轄的分站進行獨立的信息傳輸，這樣，各分站可以接 在了系統(tǒng)中 (二級串行總線 )，也可以接在總系統(tǒng) (一級串行總線 )中。 該系統(tǒng)結構適用于測點較少，沒有控制要求的小型監(jiān)測系統(tǒng)，具有結構簡單，便于集中管理，傳輸誤差低，可靠性高的優(yōu)點。并將結果生成報表、曲線圖、柱狀圖、餅圖等，同時也可以將生成的這些結果打印出來。 分布信息和工作狀態(tài)顯示 根據實際的地理分布情況，在系統(tǒng)中建立模擬地圖，地圖中的功能點都是可以局部放大的。 設置數據 主 要為一些相關設備的初始化數據、控制方式等，和一些系統(tǒng)用戶的信息。 ④ 自檢功能 當系統(tǒng)中傳感器、分站、轉接板、傳輸電纜等設備發(fā)生故障時，能報警并記錄故障發(fā)生的時間、發(fā)生故障的設備，以供查詢及打印。 ② 環(huán)境參數超限報警和自動控制功能 當某些環(huán)境參數超限時會報警，并進行諸如斷電等一些安全操作。例如檢測甲烷、風速、煙霧、溫度、煤塵等環(huán)境參數 。 礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的技術特征 (1)傳感器及執(zhí)行機構采用星型網絡結構與監(jiān)控分站相連，單向模擬傳輸。 (7)投影儀、模擬盤、大屏幕、多屏幕、電視墻等 用來擴大顯示面積，以便于在調度室遠距離觀察。接收主機信號，并送相應監(jiān)控分站。監(jiān)控分站至主站之間最大傳輸距離達 10km 為減少電纜用量、降低系 統(tǒng)電纜投資、便于安裝維護、提高系統(tǒng)可靠性，通常采用 2 芯 (用于單工或單向 )、 3 芯或 4 芯 (用于雙向 )礦用信號電纜，時分制或頻分制多路復用 (有的系統(tǒng)采用碼分制 )。 18 （ 2） 執(zhí)行機構 (含聲光報警及顯示設備 ) 將控制信號轉換為被控物理量，使用礦用電纜與分站相連。 礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)按使用環(huán)境可分為防爆型、礦用一般型、地面普通型和復合型等系統(tǒng)。 （ 9） 人員位置監(jiān)測系統(tǒng) 主要用來監(jiān)測井下人員位置、滯留時間、個人信息等。 （ 5） 供電監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng) 主要用來檢測電網電壓、電流、功率、功率因數，饋電開關狀態(tài)，電網絕緣狀態(tài)等，并實現漏電保護、饋電開關閉鎖控制、地面遠 程控制等。 （ 2） 軌道運輸監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng) 16 主要用來監(jiān)測信號機狀態(tài)、電動轉轍機狀態(tài)、機車位置、機車編號、運行方向、運行速度、車皮數、空 （ 重 ） 車皮數等，并實現信號機、電動轉轍機閉鎖控 制、地面遠程調度與控制等 。 15 第 三 章 安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的設置要求 礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的分類及組成 礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是由單一功能的甲烷監(jiān)測、就地斷電控制的瓦斯遙測系統(tǒng)和簡單的開關監(jiān)測模擬調度系統(tǒng)發(fā)展而來的 :由于早期的系統(tǒng) 監(jiān) 測參數單一、監(jiān)測容量小、電纜用量大，難以滿足煤礦安全生產的需要。全井煤層以低— 中灰、特低硫、中 — 低磷、高揮發(fā)分、富焦油 — 高焦油、極易 選 —極難選、高發(fā)熱量、弱粘結性 — 中等粘結性的氣煤為主，少量長焰煤和弱粘結煤。 煤層及煤質 井田煤層賦存于朱羅系城子河組，含煤 63層，煤層總厚 。區(qū)內地層系統(tǒng)簡單，發(fā)育有下元古界麻山群、古生界泥盆系中統(tǒng)、中生界侏羅系上統(tǒng)、新生界第三系上新統(tǒng)和第四系。除煤礦以外，礦區(qū)尚有機修廠、木材廠、磚瓦廠、糧食加工廠等為農業(yè)生產服務的工廠。每小時可提煤 400 噸。松花江在井田北約 35KM 處通過。為此，國內技術力量強的廠家都在開發(fā)新型的工業(yè)以太環(huán)網加現場總線煤礦綜合監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，并在一些大型現代化煤礦得到了實際推廣應用，使監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的技術性能躍上了新的臺階，也代表了國內煤礦監(jiān)測監(jiān)控技術的發(fā)展趨勢。 物理 層協議不規(guī)范盡，應盡快尋找一種解決系統(tǒng)兼容性的途徑或制定相應的專業(yè)技術標準，這對促進礦井 監(jiān)控技術發(fā)展和系統(tǒng)的推廣應用均具有十分重要的意義 。此外，由于煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)涉及計算機的軟硬件技術和網絡化管理技術、系統(tǒng)傳輸設備的軟硬件技術、各種傳感器技術、系統(tǒng)的完善和升級改造技術、技術支持和服務能力等綜合性技術。在巷道瓦斯涌出量大的情況下元件激活。如 KJF2021 和 KJ4/KJ2021 系統(tǒng)，盡管兩種系統(tǒng)均采用 FSK 技術，以及信息傳輸波特率均為 1200bps 或 9 2400bps，但其傳輸信息的調制頻率不同和傳輸信息的收發(fā)電壓幅值不同也造成這兩種系統(tǒng)的 分站不能兼容。目前，信息傳輸系 統(tǒng)的兼容性已成為裝備監(jiān)控系統(tǒng)的各集團公司、礦井進一步補套和擴充系統(tǒng)功能的制約因素，主要是用戶在裝備了某廠家的系統(tǒng)后，在眾多型號、價格不同、功能各具特色的監(jiān)控系統(tǒng)的軟件、硬件（如分站）的補套以及服務等方面，就別無選擇地依賴于這個廠家。一氧化碳和溫度二參數傳感器，既能測出監(jiān)測點的一氧化碳濃度，又可測出監(jiān)測點的溫度，便于監(jiān)測自然發(fā)火情況。 11)現有傳感器輸出信號為模擬信號 (頻率型、電流型和電壓型 )和開關量信號，采用模擬信號和開關量信號很難實現傳感器及執(zhí)行機構的電纜多路復用 。 7)現有礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)軟件均為某一特定系統(tǒng)開發(fā)，通用性差，難以滿足環(huán)境安全、軌道運輸、帶式輸送、提升運輸、供電系統(tǒng) 、排水系統(tǒng)、礦山壓力、火災、水災、煤與瓦斯突出、大型機電設備健康診斷等多方面綜合監(jiān)測監(jiān)控的需要。 這種傳輸方式的可靠性受地面主站設備及主千電纜影響很大，當地面主 站設備或主干電纜發(fā)生故障時，將會造成整個系統(tǒng)癱瘓 。 3） 現有礦井監(jiān)測監(jiān)控系 統(tǒng)均沒有將數據、文字、聲音、圖像等多種媒體統(tǒng)一監(jiān)測、傳輸，難以提高信息的利用率。 煤礦現在存在的問題 礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)滿足了機械化采煤的需要，但這些系統(tǒng)均存在著控制功能差、通用性差、性能價格比低等問題，這既不符合監(jiān)測與控制并重、硬件通用、軟件兼容、現場總線監(jiān)控與多媒體技術應用的發(fā)展趨勢，又滿足煤炭高產、高效、安全生產的需要。 目前礦井安全生產監(jiān)控系統(tǒng)使用的現狀 目前雖有不少礦井都裝備了安全生產監(jiān)控系統(tǒng)，但很多都沒有充分發(fā)揮出應有的作用，一些礦井只重視對生產方面的監(jiān)測而忽視對安全方面的監(jiān)控。 4 盡管各廠家的監(jiān)控系統(tǒng)井下分站形式多樣，但基本上具備了如下功能： ① 開機自檢和本機初始化功能 ； ② 通信測試功能 ； ③ 分站設程控功能（實現斷點儀功能、風電瓦斯閉鎖功能、瓦斯管道監(jiān)測功能和一般的環(huán)境監(jiān)測功能等） ； ④ 死機自復位功能且通知中心站 ； ⑤ 接收地面中心站初始化本分站參數設置功能 (如傳感器配接通道號、量程、斷電點、斷電點、報警上限和報警下限等 )； ⑥ 分站自動識別配接傳感器類型（電 壓型、電流型或頻率型等） ； ⑦ 分站本身具備超限報警功能 ； ⑧ 分站接收中心站對本分站指定通道輸出控制繼電器實施手控操作功能和異地斷電功能。 局域網絡 網絡系統(tǒng)應用軟件。 3 中心站軟件。 我國煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的技術水平 系統(tǒng)中心站 環(huán)境監(jiān)測。 2 隨著電子技術、計算機軟硬件 技術的迅猛發(fā)展和企業(yè)自身發(fā)展的需要，國內各主要科研單位和生產廠家又相繼推出了 KJ90、 KJ9KJ10 KJF202 KJ4/KJ2021 和 KJG2021 等監(jiān)控系統(tǒng)，以及 MSNM、WEBGIS 等煤礦安全綜合化和數字化網絡監(jiān)測管理系統(tǒng)。實踐表明，安全監(jiān)控系統(tǒng)為煤礦安全生產和管理起到了十分重要的作用，各局礦已作為一項重大安全裝備。該系統(tǒng)最早應用于煤礦環(huán)境監(jiān)測，后來擴展了許多生產監(jiān)測監(jiān)控的功能。 1 第一章 安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的概述 歷史發(fā)展及國內外現狀 對煤礦井下危險源進行實時監(jiān)測和預警，是煤礦最早關注的項目。在煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中 ，影響較大的是 20世紀 70年后期由英國煤管局組織開發(fā)，分別由不同公司生產的 MINOS 系統(tǒng)。 我國監(jiān)測監(jiān)控技術應用較晚， 80 年代初，從波蘭、法國、德國、英國和美國等（如 DAN6400、 TF200、 MINOS 和 Senturion200）引進了一批安全監(jiān)控系統(tǒng)，裝備了部分煤礦；在引進的同時，通過消化、吸收并結合我國煤礦的實際情況，先后研制出 KJ KJ KJ KJKJ1 KJ1 KJ3 KJ6 KJ7 KJ80、 KJ92 等監(jiān)控系統(tǒng)，在我國煤礦已大量使用。特別是近年來由于老系統(tǒng)服務年限將至，已無繼續(xù)維修維護的必要，系統(tǒng)面臨更新改造的機遇。 最近幾年來，我國對煤礦安全生產空前重視，成立了專門的煤礦安全監(jiān)察機構，煤礦安全監(jiān)察局推動了各煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)聯網的工作，將各煤礦的關鍵監(jiān)測參數傳送到煤礦安全監(jiān)察分局，監(jiān)察人員可以實時地查看各煤礦的監(jiān)測數據，再通過其他必要的人工檢查、核查，可全面地掌握各煤礦的安全生產情況，提高了煤礦安全監(jiān)察工作的有效性。主要監(jiān)控井上、下主要生產環(huán)節(jié)的各種生產參數和重要設備的運行狀態(tài)參數，如煤倉煤位、水倉水位、供電電壓、供電電流、功率等模擬量；水泵、提升機、局扇、主扇、膠帶機、采煤機、開關、磁力起動器運行狀態(tài)和參數等。 隨著計算機軟件技術日新月異的發(fā)展，目前，各廠家的系統(tǒng)應用軟件正不斷更新版本，如 KJF2021 系統(tǒng)中心站應用軟件版本 和MSNM局域網絡終端應用軟件版本 圖形化功能，而且具備礦井采空區(qū)火災早期預測預報和專家決策分析功能；具備皮帶運輸機全線火災監(jiān)測功能；具備井下瓦斯抽放監(jiān)控功能。 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)井下分站。 5 實踐表明，綜合評價我國現有煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)及配套傳感器等設備的現場應用效果，煤炭科學研究總院重慶分院的 KJ90、天地科技股份公司常州自動化分公司的 KJ9煤炭科學研究總院撫順分院的KJF2021 和北京瑞賽公司的 KJ4/KJ2021 等系統(tǒng)無論在軟硬件功能、穩(wěn)定性和可靠性、專業(yè)技術服務能力、企業(yè)性質和生產規(guī)模等方面幾本代表了我國煤礦 監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的技術水平。因此，管好用好礦井安全生產監(jiān)控系統(tǒng)，真正發(fā)揮其應有的作用，是有效預防瓦斯事故的關鍵。 2） 現有監(jiān)測礦井監(jiān)控系統(tǒng)均在同一技術水平上重復開發(fā)，若需進行新領域的監(jiān)測監(jiān)控，又需重新開發(fā)，開發(fā)周期長，在開發(fā)過程中浪費大量的人力物力和財力。 6） 現有礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)均采用主從式傳輸 。但經過理論分析和試驗表明 :采用礦用電纜，系統(tǒng)傳輸距離為 10km 時，最大傳輸速率可為 4800bps(在無中繼條件下 )。 10） 現有傳感器及執(zhí)行機構一般需經監(jiān)控分站接人系統(tǒng) （ 個別除外 )，這樣雖然便于監(jiān)控 分站實現就地 控制，但當個別傳感器和執(zhí)行機構距離監(jiān)控分站較遠、距離系統(tǒng)電纜較近時，就顯得十分不合理，既不便于系統(tǒng)維護，又增加了系統(tǒng)電纜投資 。若 研制多參數傳感器，如甲烷和風速二參數傳感