【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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(guó)的MINOS系統(tǒng)，美國(guó)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(shù)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(zhǎng)度問(wèn)題。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是傳感器離開(kāi)了分站就不能在系統(tǒng)中工作，所有傳感器必須經(jīng)過(guò)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(wú)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)通過(guò)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　Ｔ摼W(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(cāng)煤位超限皮帶停止運(yùn)轉(zhuǎn)等簡(jiǎn)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(lái)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(zhǎng)，可先用MHY32 ( 14 ) 主傳輸電纜(又稱信號(hào)電纜)；假如其間距離不是很長(zhǎng)，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(wú)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(zhǎng)時(shí)間垂掛將電纜線拉斷。（3）井下的巷道呈斜坡(450)或平巷時(shí)，一律選用MHY32(14)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(wú)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2m2m2m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(shuō)明書(shū)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)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(zhǎng)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(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。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(zhǎng)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(zhǎng)壁式采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置非長(zhǎng)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。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(méi)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。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(zhǎng)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)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。(1)采區(qū)回風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷、一個(gè)水平的回風(fēng)巷及總回風(fēng)巷的測(cè)風(fēng)部設(shè)置甲烷傳感器。(2)設(shè)在回風(fēng)流中的機(jī)電酮室進(jìn)風(fēng)測(cè)必須設(shè)置甲烷傳感器，如圖114所示。(3)使用架線電機(jī)車的主要運(yùn)輸巷道內(nèi)，裝煤點(diǎn)處必須設(shè)置甲烷傳感器，如圖I15所示。(4)高瓦斯礦井進(jìn)風(fēng)的主要運(yùn)輸巷道使用架線電機(jī)車時(shí)，在瓦斯涌出巷道的下風(fēng)流中必須設(shè)置甲烷傳感器，如圖1I6所示。(5)已封閉的采掘工作面密閉墻外應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器。（6）回風(fēng)系統(tǒng)巾的臨時(shí)工程，在電氣設(shè)備的上風(fēng)測(cè)應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器。 (7)井下煤倉(cāng)、地面洗選煤廠機(jī)房?jī)?nèi)上方應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器。(8)封閉的地面洗選煤廠機(jī)房?jī)?nèi)上方應(yīng)沒(méi)置甲烷傳感器。（9）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；礦用防爆特殊型蓄電池電機(jī)車必須設(shè)置機(jī)載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀；礦用防爆型柴油機(jī)車必須設(shè)置埂攜式甲烷檢測(cè)儀。4其他傳感器的設(shè)置裝備礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的礦井，第一個(gè)采區(qū)、一翼回風(fēng)巷及總回風(fēng)巷的測(cè)風(fēng)站應(yīng)設(shè)置風(fēng)速傳感器。風(fēng)速傳感器應(yīng)設(shè)置在巷道前后10 m內(nèi)無(wú)分支風(fēng)流、無(wú)拐彎、無(wú)障礙、斷面規(guī)則、能準(zhǔn)確計(jì)算測(cè)風(fēng)巷道斷面積的地點(diǎn)。 裝備礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的礦井，主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)酮應(yīng)設(shè)置壓力傳感器。瓦斯抽放泵站中，抽放泵吸人管路程中應(yīng)沒(méi)置流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器；利用瓦斯時(shí)，還應(yīng)在輸出管路中設(shè)置流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器。在開(kāi)采易自燃煤層的礦井、裝備礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)設(shè)置一氧化碳傳感器。傳感器應(yīng)布置在巷道的上方，垂直懸掛，距頂板(頂梁)不得大于300mm，距巷壁測(cè)壁不得小于200m，并應(yīng)不影響行人和行車，安裝維護(hù)方便：%。一氧化碳傳感器除用于環(huán)境監(jiān)測(cè)外，還可用于自然發(fā)火預(yù)測(cè)。自然發(fā)火可根據(jù)每大一氧化碳平均值的增量來(lái)預(yù)測(cè)，若增量為正，則具有自然發(fā)火的可能。為保證能正確反映監(jiān)測(cè)環(huán)境中一氧化碳的濃度，一氧化碳傳感器應(yīng)設(shè)置在風(fēng)流穩(wěn)定、一氧化碳等有害氣體與新鮮空氣混合均勻的位置，如圖117所示。在容易自燃煤層的礦井裝備礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)設(shè)置溫度傳感器。溫度傳感器的布置與一氧化碳傳感器布置相同，其溫度傳感器的報(bào)警值為30℃ ,溫度傳感器除用于環(huán)境監(jiān)測(cè)外還可用于自然發(fā)火預(yù)測(cè)。自然發(fā)火可根據(jù)每天溫度平均值的增量來(lái)預(yù)測(cè)，若增量為正，則具有自然發(fā)火的可能。為保證能正確反映監(jiān)測(cè)環(huán)境的溫度，溫度傳感器應(yīng)設(shè)置在風(fēng)流穩(wěn)定的位置，如圖118所示。裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的礦井，主要通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)必須設(shè)置設(shè)備開(kāi)停傳感器，主要風(fēng)門應(yīng)設(shè)置風(fēng)門開(kāi)關(guān)傳感器，主開(kāi)關(guān)的負(fù)荷測(cè)必須設(shè)置饋電狀態(tài)傳感器。第四章 東榮三礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析礦井現(xiàn)狀及基本問(wèn)題地形、地貌對(duì)礦井的影響本井田總的構(gòu)造形態(tài)為一個(gè)走向近南北的背、向斜相間的褶皺，井田內(nèi)發(fā)育不同序次和展布方向的四組斷裂。1）褶皺構(gòu)造井田內(nèi)主要褶皺構(gòu)造有4個(gè)，次一級(jí)的小型褶皺也存在。2）斷裂構(gòu)造：全礦井田范圍內(nèi)查明的斷層47條，其中30m以下落差的斷層20條，30～50m落差的5條，50～100m落差的8條，100m以上落差的14條。按其展布規(guī)律可分四組：南北向的弧形斷裂、東西向斷裂、北東向斷裂、北西向斷裂。水對(duì)礦井的影響煤系巖層的含水特征：由于風(fēng)化作用和構(gòu)造因素的影響、裂隙發(fā)育是不均勻的，在垂直方向巖層的富水性極不均質(zhì)，其特征是含水層（帶）厚度為上厚下薄，含水巖層的富水程度；為上弱下強(qiáng)。地下水的補(bǔ)給排泄條件地下水埋藏條件變化較大，地下水主要補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水和周邊地下水的補(bǔ)給，地下水流向從西往東流，地勢(shì)低洼處是地表水的匯集區(qū)，地表水與地下水逕流條件不好，松花江排泄地下水。根據(jù)水文地質(zhì)對(duì)礦井充水因素分析如下：a地形與地表水體：井田內(nèi)地勢(shì)平坦，無(wú)地表水體，（河流）只有縱橫交錯(cuò)的人工排水溝，在低洼處分布有沼澤地，地表處有8～14m隔水層，對(duì)礦井充水無(wú)影響。b巖性：根據(jù)井田88個(gè)水文孔觀測(cè)統(tǒng)計(jì)，漏水處的巖性多為粗砂巖、中砂巖和細(xì)砂巖，可見(jiàn)巖性與巖層的富水性有著密切的關(guān)系，本井田埋藏在不同深度有兩個(gè)隔水層，第四系上部隔水層對(duì)大氣降水起一定的隔水作用，第三系隔水層對(duì)第四系含水層起隔水作用，所以第四含水層對(duì)礦床充水無(wú)影響。第三系底部礫巖含水很小，對(duì)礦床影響微弱。在第三系缺失處第四系含水層對(duì)礦床充水影響較大。c地質(zhì)構(gòu)造：本井田斷層以正斷層為主，逆斷層較少，斷層多為壓扭性結(jié)構(gòu)面，張性結(jié)構(gòu)面少，褶皺的特征是向斜東翼緩，西翼陡，背向斜的交接處，張性裂隙發(fā)育，富水性強(qiáng)，主干斷層與分支斷層的交叉處和兩個(gè)斷層帶的交接處，導(dǎo)水性好，富水性較強(qiáng)，在本井田表現(xiàn)較為明顯，兩個(gè)斷層交叉處，涌水量，涌水量是全井最大的。d頂板冒落帶：它的規(guī)模取決于采煤高度，采煤方法，地層傾角，巖石的力學(xué)性質(zhì)等因素，該帶波及到的含水層是礦井充水的來(lái)源。綜上所述，本井田補(bǔ)給條件差，煤系裂隙含水帶含水微弱，并以靜儲(chǔ)量為主。礦井涌水量開(kāi)采初期較大，隨著開(kāi)采深度的延深，地下水被逐漸疏干，則礦井涌水量逐漸減小至趨于穩(wěn)定。通過(guò)近三年生產(chǎn)過(guò)程中涌水量的實(shí)際觀測(cè)，礦井涌水量為200～240M３／h可采煤層頂?shù)装遄匀粻顟B(tài)的抗壓強(qiáng)度本井田據(jù)精查報(bào)告分析，煤層頂?shù)装鍘r性變化大，對(duì)11230號(hào)煤層頂?shù)装遄鲎匀粻顟B(tài)的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，頂板為392～1715kg/cm2，底板為425～2200kg/cm2。瓦斯對(duì)礦井的影響本井田瓦斯含量較低為低瓦斯礦井，精查階段測(cè)定瓦斯含量如下：本井田7個(gè)主要可采煤層共采38個(gè)樣，測(cè)值：火焰長(zhǎng)度大于400mm，抑制煤塵爆炸巖粉量65～80%，各煤層均有爆炸危險(xiǎn)。自然發(fā)火對(duì)礦井的影響7個(gè)主要可采煤層，21個(gè)樣，測(cè)值△T值在6～46之間，煤層有可能自燃發(fā)火。本井田恒溫帶為22m，℃，℃，℃外，其它測(cè)溫孔地溫均為正常。故本井田為地溫正常區(qū)。二、煤礦常用的監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)從以上的應(yīng)用可知，一般的煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)由地面中心站、井下分站、通信電纜、傳感器等組成，對(duì)這兒部分選擇時(shí)應(yīng)參考以下原則。1）地面中心站選擇地面中