【正文】 作面及回風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器 T1和 T2。但低瓦斯礦井的采煤工作面至少設(shè)置 1 個甲烷傳感器，高瓦斯礦井的采煤工作面 至少 設(shè)置 2 個甲烷傳感器。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，必須在回風(fēng)巷中部增設(shè)甲烷傳感器。 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。 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(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，被串聯(lián)的工作面的進(jìn)風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器 T4。 采煤工作面采用串聯(lián)通風(fēng)時，被串聯(lián)的工作面的進(jìn)風(fēng)巷必須設(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。 （ 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） 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 。 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。 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 — 尤其是信號傳輸電纜 ； （ 3） 現(xiàn)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(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 。 25 （ 3） 井下的巷道 呈斜坡 (450)或平巷時，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線頭對應(yīng)連接。 監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備布置 一、電纜鋪設(shè)要點及注意事項 1 電纜的選用及使用要點 (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。對那些不需控制的測量點傳感器則直接與干線或了干線連接。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 。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，現(xiàn)場的數(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)的實時性及信號傳輸速率。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，哪怕是有一個測點也必須設(shè)立一個分站，造成了資金及設(shè)備的浪費(fèi)。其特點 ： (1)安裝 靈活、節(jié)省電纜、搬家和維護(hù)方便。 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，根據(jù)現(xiàn)場需要組合成新型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 (4)增加了現(xiàn)場裝備的靈活性，煤 礦 可根據(jù)礦 井條件和資金情況，先裝備了系統(tǒng)，有條件時再配置整個系統(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)。對設(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，顯然會影響數(shù)據(jù)的采集和設(shè)備的實時控制。 (3)提高了關(guān)鍵信息的傳輸速率，減輕了主站負(fù)擔(dān)。如 :對集中或較集中的大型設(shè)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(fēng)系統(tǒng)等 )進(jìn)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(jìn)行通訊 。因為任何一個了系統(tǒng)都能獨立工作，主站的故障不會影響到了系統(tǒng)的正常運(yùn)行，反之亦然 。 (1)總體結(jié)構(gòu)中增設(shè)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(jìn)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。 這種結(jié)構(gòu)的典型監(jiān)測系統(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。 該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)簡單，便于集中管理，傳輸誤差低，可靠性高的優(yōu)點。通過對系統(tǒng)的設(shè)置用戶也可以定時將某些重要的參數(shù)的實時采集值發(fā)送到特定人員的手機(jī)上。并將結(jié)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(jié)果打印出來。這些功能點大可是一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)，小可是一個傳感器、分站電控箱等。 分布信息和工作狀態(tài)顯示 根據(jù)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。 ⑦ 模擬量實時曲線和歷史曲線顯示功能 對于當(dāng)前系統(tǒng)中的一些部件的上作狀態(tài)的模擬量，會生成實時曲線，以便于用戶的實時檢測。 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。 ⑤ 數(shù)據(jù)存儲功能 存儲的數(shù)據(jù)分為兩部分，實時數(shù)據(jù)和設(shè)置數(shù)據(jù)。 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，能報警并記錄故障發(fā)生的時間、發(fā)生故障的設(shè)備，以供查詢及打印。所以 即使 主 機(jī)和現(xiàn)場設(shè)備沒能正常通訊，現(xiàn)場設(shè)備仍保證能正確實現(xiàn)上述全部的控制功能。 ② 環(huán)境參數(shù)超限報警和自動控制功能 當(dāng)某些環(huán)境參數(shù)超限時會報警，并進(jìn)行諸如斷電等一些安全操作。電壓、電流功率等電力系統(tǒng)參數(shù) 。例如檢測甲烷、風(fēng)速、煙霧、溫度、煤塵等環(huán)境參數(shù) 。 （ 3） 采用微型計算機(jī) (含單片機(jī) )、大規(guī)模集成電路、固態(tài)繼電器及大功率電力電子器件、投影儀、大屏幕、模擬盤、多 屏幕、電視墻等 .具有彩色顯示、磁盤記錄、打印報表、聯(lián)網(wǎng)等功能。 礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)特征 (1)傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與監(jiān)控分站相連，單向模擬傳輸。 (9)數(shù)據(jù)服務(wù)器 是主機(jī)與管理工作站及網(wǎng)絡(luò)其他用戶交換監(jiān)控信息的集散地。 (7)投影儀、模擬盤、大屏幕、多屏幕、電視墻等 用來擴(kuò)大顯示面積，以便于在調(diào)度室遠(yuǎn)距離觀察。 19 (6)主機(jī) 一般選用工控微型計算機(jī)或普通臺式微型計算機(jī)，雙機(jī)或多機(jī)備份。接收主機(jī)信號，并送相應(yīng)監(jiān)控分站。 (4)電源箱 將井下交流電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需的本質(zhì)安全型直流電源，并具有維持電網(wǎng)停電后正常供電不小于 7h的蓄電池。監(jiān)控分站至主站之間最大傳輸距離達(dá) 10km 為減少電纜用量、降低系 統(tǒng)電纜投資、便于安裝維護(hù)、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(fù)用 (有的系統(tǒng)采用碼分制 )。傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)距監(jiān)控分站的最大傳輸距離一般不大于 2km。 18 （ 2） 執(zhí)行機(jī)構(gòu) (含聲光報警及顯示設(shè)備 ) 將控制信號轉(zhuǎn)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)的組成 礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)主要由傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、監(jiān)控分站、電源箱（ 或電控箱 ） 、主站 （ 或傳輸接口 ） 、主機(jī) （ 含顯示器 ） 、打印機(jī)、模擬盤、多屏幕、 L YS 電源、遠(yuǎn)程終端、網(wǎng)絡(luò)接口電纜和接線盒等組成。 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(fù)合型等系統(tǒng)。 （ 11） 煤與瓦斯突出監(jiān)測系統(tǒng) 主要用來監(jiān)測煤巖體聲發(fā)射、瓦斯涌出量、工作面煤壁溫度、紅外發(fā)射、電磁發(fā)射等，并實現(xiàn)煤與瓦斯突出預(yù)報。 （ 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。 （ 7） 火災(zāi)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng) 主要用來監(jiān)測一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、溫度、壓差、煙霧等，并通過風(fēng)門、風(fēng)窗控制，實現(xiàn)均壓滅火控制、制氮與注氮控制等 。 （ 5） 供電監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng) 主要用來檢測電網(wǎng)電壓、電流、功率、功率因數(shù)，饋電開關(guān)狀態(tài)，電網(wǎng)絕緣狀態(tài)等，并實現(xiàn)漏電保護(hù)、饋電開關(guān)閉鎖控制、地面遠(yuǎn) 程控制等。地面遠(yuǎn)程調(diào)度與控制、皮帶火災(zāi)監(jiān)測與控制等。 （ 2） 軌道運(yùn)輸監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng) 16 主要用來監(jiān)測信號機(jī)狀態(tài)、電動轉(zhuǎn)轍機(jī)狀態(tài)、機(jī)車位置、機(jī)車編號、運(yùn)行方向、運(yùn)行速度、車皮數(shù)、空 （ 重 ） 車皮數(shù)等，并實現(xiàn)信號機(jī)、電動轉(zhuǎn)轍機(jī)閉鎖控 制、地面遠(yuǎn)程調(diào)度與控制等 。 井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的分類 礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)可按監(jiān)控 系統(tǒng) 的使用環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等多種方式 分類， 按監(jiān)測 監(jiān) 控目的可分為環(huán)境安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、軌道運(yùn)輸監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、帶式輸送監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、提升運(yùn)輸監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、供電監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、排水監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、瓦斯抽放監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、人員位置監(jiān)測系統(tǒng) 、礦山壓力監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、水災(zāi)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、煤與瓦斯突出監(jiān)測系統(tǒng)、大型機(jī)電設(shè)備健康狀況監(jiān)控系統(tǒng)等 。 15 第 三 章 安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)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(guān)監(jiān)測模擬調(diào)度系統(tǒng)發(fā)展而來的 :由于早期的系統(tǒng) 監(jiān) 測參數(shù)單一、監(jiān)測容量小、電纜用量大，難以滿足煤礦安全生產(chǎn)的需要。 14 井田為全隱蔽區(qū)，井田內(nèi)以下不對稱的寬緩的向、背斜構(gòu)造為主體，同時發(fā)育較多的斷層，伴有少量的巖漿巖活動，煤層層數(shù)多，結(jié)構(gòu)簡單至復(fù)雜，主要煤層厚度較穩(wěn)定。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(jié)性 — 中等粘結(jié)性的氣煤為主，少量長焰煤和弱粘結(jié)煤。井田內(nèi)各煤層觸 16 煤層底板為含炭粉砂巖與炭質(zhì)泥巖外，其它各煤層頂、底板均為各級砂巖與粉、細(xì)砂巖互層。 煤層及煤質(zhì) 井田煤層賦存于朱羅系城子河組，含煤 63層，煤層總厚 。 （二）構(gòu)造 由于受東西向壓應(yīng)力的作用及新華夏構(gòu)造體系的改造，使盆地形成了系列的軸向北北動的富錦、佳木斯等相間排列的隆起帶與拗陷帶，同時產(chǎn)生了不同序次和不同方向的斷裂構(gòu) 造。區(qū)內(nèi)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。雙鴨山礦物局有 9對生產(chǎn)礦井，設(shè)計總能力為 ，本 井田所屬的東榮礦區(qū)共分為 13 四個井田，總體設(shè)計規(guī)模為 ，其中東榮二礦已于 1995 年底投產(chǎn)。除煤礦以外，礦區(qū)尚有機(jī)修廠、木材廠、磚瓦廠、糧食加工廠等為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的工廠。風(fēng)井井深 米，直徑5 米，用于回風(fēng)。每小時可提煤 400 噸。 開拓方式為采用立井、一個水平 、上下山開采、主要石門、分組大巷開拓方式。松花江在井田北約 35KM 處通過。 本井田地處三江平原之上，煤系地層均被第四系松 散層覆蓋，地形平坦，地面標(biāo)高一般為 66— 70M。為此，國內(nèi)技術(shù)力量強(qiáng)的廠家都在開發(fā)新型的工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)加現(xiàn)場總線煤礦綜合監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，并在一些大型現(xiàn)代化煤礦得到了實際推廣應(yīng)用，使監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)性能躍上了新的臺階，也代表了國內(nèi)煤礦監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展趨勢。 11 當(dāng)前，煤礦開采正在向高產(chǎn)高效和集約化方向發(fā)展。 物理 層協(xié)議不規(guī)范盡，應(yīng)盡快尋找一種解決系統(tǒng)兼容性的途徑或制定相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這對促進(jìn)礦井 監(jiān)控技術(shù)發(fā)展和系統(tǒng)的推廣應(yīng)用均具有十分重要的意義 。 發(fā)展趨勢 ，而且在軟件技術(shù)上應(yīng)研究開發(fā)能根據(jù)被監(jiān)測環(huán)境地點的參數(shù)進(jìn)行有效的危險性判別、分析和提出專家決策方案。此外，由于煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)涉及計算機(jī)的軟硬件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化管理技術(shù)、系統(tǒng)傳輸設(shè)備的軟硬件技術(shù)、各種傳感器技術(shù)、系統(tǒng)的完善和升級改造技術(shù)、技術(shù)支持和服務(wù)能力等綜合性技術(shù)。 現(xiàn)場管理和維護(hù)水平有待于加強(qiáng) 盡管國家和各省、地、市煤炭管理部門強(qiáng)制性要求各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，并加大了對礦井安全生產(chǎn)的管理力度，但一些地方國有煤礦，特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)小煤礦，多數(shù)由于缺乏專業(yè)技術(shù)人員而不 能正常使用和維護(hù)已裝備的系統(tǒng)，甚至對系統(tǒng)配接的傳感器根本不進(jìn)行調(diào)校。在巷道瓦斯涌出量大的情況下元件激活。 據(jù)統(tǒng)計，國產(chǎn)安全檢測用甲烷傳感器幾乎全部采用載體催化元件，然而，長期以來我國載體催化元件一直存在使用壽命短、工作穩(wěn)定性差和調(diào)校期頻繁的缺點，嚴(yán)重制約著礦井瓦斯的正常檢測，與國外同類傳感器比較差距較大。如 KJF2021 和 KJ4/KJ2021 系統(tǒng)，盡管兩種系統(tǒng)均采用 FSK 技術(shù)，以及信息傳輸波特率均為 1200bps 或 9 2400bps，但其傳輸信息的調(diào)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。因此，通信協(xié)議不規(guī)范的后果是造成設(shè)備重復(fù)購置、系統(tǒng)補(bǔ)套受制于人和不能隨意進(jìn)行軟硬件升級改造