【文章內(nèi)容簡介】 參數(shù)超限報(bào)警、斷電等操作，斷電等控制功能由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備完成。所以 即使 主 機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備沒能正常通訊，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備仍保證能正確實(shí)現(xiàn)上述全部的控制功能。 ③ 手動(dòng)遙控?cái)嚯?、通電功? 當(dāng)瓦斯超限或者其它重要的環(huán)境指標(biāo)超標(biāo)時(shí)，控制中心的值班人員可通過系統(tǒng)切斷有關(guān) Ix:域的電源，待瓦斯?jié)舛然蛘咂渌匾h(huán)境指標(biāo)恢復(fù)正常后，控制中心的值班人員可通過系統(tǒng)遙控使有關(guān) Ix:域重新通電。 ④ 自檢功能 當(dāng)系統(tǒng)中傳感器、分站、轉(zhuǎn)接板、傳輸電纜等設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，能報(bào)警并記錄故障發(fā)生的時(shí)間、發(fā)生故障的設(shè)備，以供查詢及打印。當(dāng)系統(tǒng)中的 主 計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障不能正常上作時(shí)，接口板會(huì)檢測(cè)出來，同時(shí)啟動(dòng)備份 計(jì)算機(jī)，使其進(jìn)入正常上作狀態(tài)。 ⑤ 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能 存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)分為兩部分，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和設(shè)置數(shù)據(jù)。 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 主 要為各監(jiān)測(cè)對(duì)象的值或狀態(tài)，包括 :a 甲烷、風(fēng)速等重要參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值，以及這些參數(shù)值的統(tǒng)計(jì)值 ； b 報(bào)警及解除報(bào)警 21 時(shí)間及狀態(tài) ； c 斷電、復(fù)電時(shí)間及狀態(tài) ； d 設(shè)備開、停時(shí)間及狀態(tài) ； e設(shè)備故障、恢復(fù)正常上作時(shí)間及狀態(tài)等。 設(shè)置數(shù)據(jù) 主 要為一些相關(guān)設(shè)備的初始化數(shù)據(jù)、控制方式等，和一些系統(tǒng)用戶的信息。 ⑥ 列表顯示功能 對(duì)于系統(tǒng)中各個(gè)指標(biāo)的模擬量，以及各個(gè)控制的開關(guān)量，在 主 計(jì)算機(jī)的軟件中，都可以用 列表等顯示出來。 ⑦ 模擬量實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線顯示功能 對(duì)于當(dāng)前系統(tǒng)中的一些部件的上作狀態(tài)的模擬量，會(huì)生成實(shí)時(shí)曲線，以便于用戶的實(shí)時(shí)檢測(cè)。同時(shí)這些采集到的值，也會(huì)保存起來，后而可以根據(jù)用戶的要求生成某個(gè)時(shí)段上的歷史曲線。 分布信息和工作狀態(tài)顯示 根據(jù)實(shí)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(diǎn)都是可以局部放大的。每個(gè)局部的放大圖有該功能 Ix:域上的名稱、上作狀態(tài)和模擬的運(yùn)作情況。這些功能點(diǎn)大可是一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，小可是一個(gè)傳感器、分站電控箱等。 ⑧ 統(tǒng)計(jì)分析 系統(tǒng)對(duì)于各種保存的數(shù) 據(jù)，可以按特定的要求進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)分析。并將結(jié)果生成報(bào)表、曲線圖、柱狀圖、餅圖等，同時(shí)也可以將生成的這些結(jié)果打印出來。 ⑨ 短信報(bào)警、檢測(cè)功能 當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到有報(bào)警情況時(shí)，可以跟據(jù)用戶的設(shè)置，把的警情發(fā)送到相關(guān)的負(fù)責(zé)人的手機(jī)上。通過對(duì)系統(tǒng)的設(shè)置用戶也可以定時(shí)將某些重要的參數(shù)的實(shí)時(shí)采集值發(fā)送到特定人員的手機(jī)上。 22 煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)選型 系統(tǒng)類型 3 監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淅碚?，綜合煤 礦 各類監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可歸納為如下 3 類 : 3. 1 星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 這種 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是監(jiān)控系統(tǒng)的各組成部分均以星型方式連接，它以地面主站為中心，通過信道與分站構(gòu)成星形，井下分站連接各測(cè) 點(diǎn)傳感器 。 該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)適用于測(cè)點(diǎn)較少，沒有控制要求的小型監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡單，便于集中管理，傳輸誤差低，可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn) 是所有的原始數(shù)據(jù)都必須傳輸?shù)降孛嬷髡具M(jìn)行處理，造成負(fù)擔(dān)太重，同時(shí)主站出現(xiàn)故障，將影響系統(tǒng)的正常使用。 這種結(jié)構(gòu)的典型監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有 :撫順的 AU 1 型、波蘭的 CMM 一20 型、法國的 C T T 63/ 40 型及前西德的 T F 200 型等。 3. 2 樹型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是星型結(jié)構(gòu)的變形，屬分級(jí)管理網(wǎng)絡(luò)，分級(jí)的級(jí)數(shù)根據(jù)實(shí)際情況而定，每一級(jí)又構(gòu)成星型網(wǎng)絡(luò) 。 (1)總體結(jié)構(gòu)中增設(shè)了了系統(tǒng)，了系統(tǒng)可以獨(dú)立工作，即一級(jí)分站對(duì)它所管轄的分站進(jìn)行獨(dú)立的信息傳輸，這樣，各分站可以接 在了系統(tǒng)中 (二級(jí)串行總線 )，也可以接在總系統(tǒng) (一級(jí)串行總線 )中。 (2)提高了整個(gè)系統(tǒng)工作的可靠性。因?yàn)槿魏我粋€(gè)了系統(tǒng)都能獨(dú)立工作，主站的故障不會(huì)影響到了系統(tǒng)的正常運(yùn)行，反之亦然 。了系統(tǒng)之問亦能隔離， 均 不影響。如 :對(duì)集中或較集中的大型設(shè)備立監(jiān)控了系統(tǒng)， 23 即對(duì)煤礦的主要工作過程 (供電系統(tǒng)、提升 系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等 )進(jìn)行監(jiān)控，這些了系統(tǒng)有獨(dú)立工作能力，同時(shí)又可與地面進(jìn)行通訊 。對(duì)分散的信息，可在相對(duì)集中的地點(diǎn)設(shè)分站，這些分站能與了系統(tǒng)或主站通訊。 (3)提高了關(guān)鍵信息的傳輸速率，減輕了主站負(fù)擔(dān)。了系統(tǒng)將原始信息處理后，只將關(guān)鍵信息發(fā)送到主站就可以了。對(duì)設(shè)備的控制命令，如不設(shè)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(huì)影響數(shù)據(jù)的采集和設(shè)備的實(shí)時(shí)控制。而設(shè)置一級(jí)了系統(tǒng)可以對(duì)它管轄的設(shè)備直接發(fā)布控制指令，及時(shí)控制設(shè)備的工作狀況。 (4)增加了現(xiàn)場(chǎng)裝備的靈活性，煤 礦 可根據(jù)礦 井條件和資金情況，先裝備了系統(tǒng)，有條件時(shí)再配置整個(gè)系統(tǒng) ， 反之，也可先裝備一套全礦 井的大系統(tǒng)，以后再根據(jù)生產(chǎn)需要及現(xiàn)代化管理的要求增設(shè)了系統(tǒng)。 這種結(jié)構(gòu)的典型監(jiān)控系統(tǒng)有 :常州自動(dòng)化研究所研制的 ICJ2 ，ICJl0 系統(tǒng)等，英國的 MINOS 系統(tǒng)，美國的 DA N 6400 系統(tǒng)等 均屬此類。 3. 3 復(fù)合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 該網(wǎng)絡(luò)是利用總線結(jié)構(gòu)和星型結(jié)構(gòu)或樹型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要組合成新型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。典型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是 NOVELL 總線和星型網(wǎng)絡(luò)組成的復(fù)合網(wǎng)，其邏輯結(jié)構(gòu)如圖 3。其特點(diǎn) ： (1)安裝 靈活、節(jié)省電纜、搬家和維護(hù)方便。所有的傳感器都可以就地掛接方式與干線連接，解決了傳感器傳輸電纜長度問題 。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(jīng)過分站進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)化，蜘蛛網(wǎng)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(gè)測(cè)點(diǎn)也必須設(shè)立一個(gè)分站，造成了資金及設(shè)備的浪費(fèi)。 (2)增加了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。由于采用了以干線為主、分站為輔的網(wǎng)絡(luò)形式，兼分站可有可無的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)通過干線串行向主站傳輸，減少巡檢周期，增加了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性及信號(hào)傳輸速率。 ( 3)配 置靈活，功能齊全，網(wǎng)絡(luò)規(guī)?？纱罂尚?。該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(chǔ)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(bào)警及斷電，水位超限停泵，煤倉煤位超限皮帶停止運(yùn)轉(zhuǎn)等簡單控制 。后者用于復(fù)雜控制，例如 :設(shè)備鎖控制，順序控制等，兩者都可不受地面主機(jī)故障的影響，這樣，我們就可以根據(jù)需要來選用智能傳感器或控制智能監(jiān)控分站。對(duì)那些不需控制的測(cè)量點(diǎn)傳感器則直接與干線或了干線連接。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的典型監(jiān)控系統(tǒng)有 :天津福深康斯培克公司生產(chǎn)的森透里昂 190 型，森透里 昂 400 型及 600 型等系列產(chǎn)品。 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備布置 一、電纜鋪設(shè)要點(diǎn)及注意事項(xiàng) 1 電纜的選用及使用要點(diǎn) (1)從“調(diào)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(hào)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。 （ 2） 提升井筒 (豎井 )的電纜線在放到位后，必須將該電纜固定到井筒壁 (或相關(guān)的設(shè)施 )上，以防長時(shí)間垂掛將電纜線拉斷。 25 （ 3） 井下的巷道 呈斜坡 (450)或平巷時(shí)，一律選用 MHY32(1 4)主傳輸電纜 ： （ 4） 監(jiān)控分站 （ 包括分站供電電源 )的出線部分一律先用 MHYVR (1 4)傳感器專用電纜 (又名“通信電纜” )，如果傳感器本身帶有電纜，則用本安二通接線盒將各個(gè)線頭對(duì)應(yīng)連接。 （ 1） 電腦網(wǎng)絡(luò)線路布置依照普通聯(lián)機(jī)的布線方法 ； （ 2） 信號(hào)傳輸電纜與動(dòng)力電纜分道走線 ； 即使無法分離，最近間距需大于或等于 1m； （ 3） 信號(hào)傳輸電纜盡量選用四芯，以便將其余兩根線作為屏蔽層使用，所有電纜的屏蔽層盡量擰接在一起 ； （ 4） 傳輸設(shè)施一定要采用動(dòng) 力線纜和動(dòng)力電器設(shè)備 ； （ 5） 高壓及所有非本安設(shè)備的接線盒一定要做到線頭與外界隔離，且所有含電路的設(shè)備應(yīng)盡量安放在遠(yuǎn)離滴水、通風(fēng)良好、空氣濕度低、溫度適宜的環(huán)境中。 二、調(diào)度監(jiān)控室的布置 （ 1） 地面盡量用“抗靜電”材料的地板鋪設(shè) ； （ 2） 各種電線電纜不許擰絞在一起 — 尤其是信號(hào)傳輸電纜 ； （ 3） 現(xiàn)場(chǎng) 220V 線路的布線必須先出草圖 ； （ 4） 整個(gè)系統(tǒng)要求單點(diǎn)接地，即從機(jī)房引出地線，并且連接到室外的地線坑，且不允許與其他設(shè)備共用地線 。 三、系統(tǒng)接地裝置施工方法 在距離建筑物基部不小于 3m 的地方挖掘方圓 2m 2m 2m 的土坑，底部勻撒 5kg～ 10kg 非加碘食鹽 (工 業(yè)用鹽也可 )，將一層銅質(zhì)絲 26 網(wǎng)平鋪于食鹽之 上 (銅網(wǎng)上預(yù)先連接好接地線 )，然后取土掩埋 30cm～40cm，用水澆透后再撒 5kg～ 10kg 食鹽，加 30cm～ 40cm 土后澆水，最上方留 50cm～ 100cm 的土壤，將系統(tǒng)地線與地線坑引線相連接即可(假如該建筑物留有剩余的地線裝置，可將系統(tǒng)地線單獨(dú)連接到該裝置 )。 四、傳感器布置 由于甲烷的密度小于空氣，一般巷道上方的甲烷濃度大于下方。因 此傳感器的布置的總體要求是 ： （ 1） 甲烷傳感器安置在粉塵較少的 環(huán)境，且距離煤壁不小于 300mm，距頂板不得大于 300mm,距巷道 測(cè) 壁不得小于 200mm。 （ 2） 風(fēng)速傳感器安置于巷徑均勻、風(fēng)速均勻、空氣溫度不大的環(huán)境中，且風(fēng)速傳感器進(jìn)風(fēng)口距離巷道頂部約為 25cm～ 35cm 之間 。 （ 3） 溫度傳感器在巷道中可隨意放置或溫度偏高的煤壁附近 。 （ 4） 所有傳感器的安放、設(shè)置、調(diào)校均以該產(chǎn)品的使用說明書為準(zhǔn)。 2 傳感器在工作面的布置 1)采謀工作面甲烷傳感器的設(shè)置 為及時(shí)監(jiān)控采煤工作面的甲烷濃度變化情況，低瓦斯、高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井都必須在工作面和回風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器 ： 高瓦斯和煤 (巖 )與瓦斯突出礦井的采煤工作面仁隅角必須設(shè)置甲烷傳感器。 低瓦斯、高瓦斯礦并的采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷甲烷濃度一般較低。因此，工作面甲烷傳感器和回風(fēng)巷甲烷傳感器的斷電范圍為工作面和回風(fēng)巷 ： 當(dāng)煤 (巖 )與瓦斯突出時(shí)，瓦斯在突出的壓力下會(huì)逆風(fēng)涌人進(jìn)風(fēng) 27 巷，如果煤 (巖 )與瓦斯突出礦井采煤上作面甲烷傳感器不能控制其進(jìn)風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全設(shè)備，則必須在進(jìn)風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器。 采煤工作面采用串聯(lián)通風(fēng)時(shí)，被串聯(lián)的工作面的進(jìn)風(fēng)巷必須設(shè)置甲烷傳感器。 采煤機(jī)必須設(shè)置機(jī)載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀 。 2)長壁采煤工牛面甲 烷傳感器的布置 如圖 l4 所示，對(duì) U 型通風(fēng)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(shè)置甲烷傳感器 Tl，在工作面回風(fēng)巷設(shè)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(shè)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(jìn)風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備，則在進(jìn)風(fēng)巷設(shè)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(lián)通風(fēng)時(shí)，被串聯(lián)的工作面的進(jìn)風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器 T4。對(duì) Z 型、 Y 型、 H型、 W 型和雙 Z 型通風(fēng)方式的采煤土作面，甲烷傳感器的設(shè) 置參照上述規(guī)定執(zhí)行，如圖 15～ 圖 19 所示 28 29 (3)采用兩條巷道回風(fēng)的采煤工作面甲烷傳感器設(shè)置 如圖 110 所示，甲烷傳感器 T0, T1, T2, T3和 T4的設(shè)置方法和 U型通風(fēng)方式一致 ； 在工作面混合回風(fēng)流處設(shè)置甲烷傳感器 T5，在第二條回風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器 T6 、 T7。 采用三條巷道回風(fēng)的采煤工作面，第三條回風(fēng)巷甲烷傳感器的設(shè)置與第二條回風(fēng)巷一致。 30 4)有專用排瓦斯巷的采煤工作面甲烷傳感器設(shè)置 甲烷傳感器 T0, T1, T2, T3和 T4的設(shè)置同圖 14 一圖 19 所示，在專用排瓦斯巷設(shè)置甲烷 傳感器幾，在工作面混合回風(fēng)流處設(shè)置甲烷傳感器幾，如圖 111（ a),(b)所示。高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井采煤工作面的回風(fēng)巷長度大于 1000m 時(shí)，必須在回風(fēng)巷中部增設(shè)甲烷傳感器。 5） 非長壁式采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置 非長壁式采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置可參照上述規(guī)定及圖 14～ 圖111 所行。但低瓦斯礦井的采煤工作面至少設(shè)置 1 個(gè)甲烷傳感器，高瓦斯礦井的采煤工作面 至少 設(shè)置 2 個(gè)甲烷傳感器。 31 進(jìn)工作面甲烷傳感器的設(shè)置 ① 瓦斯礦井的煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出巖巷的掘進(jìn)工作面甲烷傳感器的設(shè) 置 如 圖 112 所示，在工作面混合風(fēng)流處設(shè)置甲烷傳感器 T1，在工作面回風(fēng)流中甲烷傳感器 T2； 采用串聯(lián)通風(fēng)的掘進(jìn)工作面，必須在串聯(lián)工作面局部通風(fēng)機(jī)前，沒進(jìn)工作面進(jìn)風(fēng)流甲烷傳感器 T3。 ② 高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井雙巷掘進(jìn)工作面甲烷傳感器的設(shè)置 如圖 113 所示，在掘進(jìn)工作面及回風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器 T1和 T2。工作面混合回風(fēng)流處設(shè)置甲烷傳感器 T5。 32 3)高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井的掘進(jìn)工作面甲燒傳感器布置 高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井的掘進(jìn)工作面長度大于 1000m 時(shí)，必須在掘進(jìn)巷道中部增設(shè)甲烷傳感器。 4)對(duì)掘進(jìn)機(jī)的要求 掘進(jìn) 機(jī)