【正文】 各煤層傾角一般在 18 度～ 25度，只有八隊(duì)向斜北翼煤層傾角達(dá) 40度左右。巖漿巖主 13 要分布在 F9斷層與精查 17線之間，成巖床侵入 14號(hào)煤層中，使煤層局部變質(zhì)。 3） 巖漿巖 本井田內(nèi)巖漿巖以侵入為主，大多呈巖脈及巖床侵入于晚侏羅紀(jì)煤系地層中。 2） 褶 皺 井田內(nèi)主要褶曲為八隊(duì)向斜，該構(gòu)造與井田之北的二九一背斜并列存在。其中正斷層 24條，逆斷層 25 條。上述四組斷層中，前兩組斷層為主干斷層，后兩組斷層多為伴生斷層。 1） 斷裂構(gòu)造 由于本井田處于區(qū)域性三種構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的復(fù)合部位，應(yīng)力集中。 2． 構(gòu)造 東榮二 礦位于綏濱 — 集賢拗陷帶東榮向斜的東翼。 本區(qū)內(nèi)第四系地層廣泛分布，地下含水量極其豐富，水源充足。 12 電源及水源 雙鴨山地區(qū)現(xiàn)有區(qū)域變電站兩座及大型火力發(fā)電廠一座。每年十月至翌年五月為凍結(jié)期，最大凍結(jié)深度為 ～ 。年降水量 ～ ，年蒸發(fā)量 ～ ，年平均相對(duì)濕度61％～ 70％。 氣象 本區(qū)屬寒溫帶大陸性氣候，冬季嚴(yán)寒，夏季溫?zé)帷? 井田內(nèi)無較大河流，只有二道河子及一些農(nóng)田排水溝渠。哈（爾濱）同（江市）公路在井田中部通過，交通比較方便。 11 第 3 章 東榮 二 礦地質(zhì)概況及特征 井田概況 交通位置 東榮二礦 煤礦位于黑龍江省集賢煤田東南端，行政區(qū)劃屬集賢縣腰屯鄉(xiāng)、升昌鄉(xiāng)和國(guó)營(yíng)二九一農(nóng)場(chǎng)管轄。在計(jì)算機(jī)的選型上應(yīng)優(yōu)先使用兼容機(jī)種，要能方便地和礦、局計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。 2. 礦井生產(chǎn)情況 要根據(jù)礦井生產(chǎn)能力的大小與生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜程度以及井下采掘工作面的數(shù)量、機(jī)電硐室數(shù)目、裝煤點(diǎn)數(shù)目、風(fēng)硐等一些需要監(jiān)測(cè)地點(diǎn)的數(shù)量來確定瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的裝備容量，并在此基礎(chǔ)上再考慮 20％～ 30％的備用量。地面中心站的計(jì)算機(jī)根據(jù)井下各分站送來的各種監(jiān)測(cè)信息處理的結(jié)果，必要時(shí)可向有關(guān)分站發(fā)出指令，指揮分站控制某種對(duì)象（如井下某地區(qū)瓦斯?jié)舛瘸蓿袛嘣摰貐^(qū)的電源），操作人員也可根據(jù)計(jì)算機(jī)提供的清單，向計(jì)算機(jī)發(fā)出控制命令，計(jì)算機(jī) 通過顯示屏顯示各種數(shù)據(jù)，既有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，也可以了解過去某一階段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，還可以知道發(fā)展趨勢(shì)。地面中心站目前大多由計(jì)算機(jī)和信號(hào)傳輸接口部分組成。信息傳輸 系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)可分為放射狀、環(huán)狀和 10 樹狀 3種。在電磁干擾大，環(huán)境潮濕，有易燃、易爆、腐蝕性氣體，空間小，有頂板冒落危險(xiǎn)的井下，對(duì)信息傳輸提出了特殊的要求，特別是傳感器分散分布，信號(hào)無法集中發(fā)送時(shí)，情況尤為突出。分站的作用是收 集接入的各種傳感器送來的模擬信號(hào)并進(jìn)行整理；根據(jù)中心站的命令將各種監(jiān)測(cè)參數(shù)和設(shè)施、設(shè)備工作狀態(tài)參數(shù)發(fā)送給中心站；接收中心站的控制信息，執(zhí)行中心站的各種控制命令，控制所關(guān)聯(lián)的設(shè)備、設(shè)施。 傳感器模擬出的被測(cè)量的電信號(hào)分為電壓型﹑電流型和脈沖型 3種。其主要有甲烷傳感器﹑一氧化碳傳感器﹑二氧化碳傳感器﹑氧氣傳感器﹑溫度傳感器﹑風(fēng)速傳感器﹑壓力傳感器及各種狀態(tài)（開關(guān)）傳感器等。 礦井瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成 礦井瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般由監(jiān)測(cè)傳感器﹑井下分站﹑信息傳輸系統(tǒng)和地面中心站等部分組成。 4. 其他監(jiān)控 在抽放利用瓦斯時(shí)，為保證人員及設(shè)施安全，還要在抽放泵輸入管路中和儲(chǔ)氣罐輸出管路中安設(shè)高濃度瓦斯、流量、壓差、溫度傳感器。如，局 9 部扇風(fēng)機(jī)的停止運(yùn)轉(zhuǎn)，可能會(huì)使掘進(jìn)工作面發(fā)生瓦斯積聚。因而在高溫礦井中，設(shè)置必要數(shù)量的溫度傳感器來監(jiān)測(cè)溫度就顯得十分必要了。高溫?zé)岷σ环矫鎿p害了礦工的身體健康，另一方面大大降低了勞動(dòng)生產(chǎn)率，因此治理礦井高溫?zé)岷κ堑V井通風(fēng)工作者 一個(gè)重要課題。因此對(duì)風(fēng)速進(jìn)行監(jiān)測(cè)是非常重要的。較大的風(fēng)速可以保證礦井的風(fēng)量，一方面達(dá)到稀釋 CH4 濃度的目的；另一方面，較大的風(fēng)速產(chǎn)生的紊流能使巷道邊緣積聚的瓦斯被吹散。 2. 礦井空氣物理狀態(tài)的監(jiān)測(cè) 直接影響礦井空氣物理狀態(tài)的主要物理因素是溫度、濕度和風(fēng)速。 礦塵不僅會(huì)對(duì)工人的身體健康帶來嚴(yán)重的危害，而且具有爆炸性的煤塵還是礦井安全的重大威脅， 因而對(duì)礦井進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)是很有必要的。 CO是劇毒氣體，它不僅會(huì)危害到工人的身體健康，而且還是礦井發(fā)生火災(zāi)的預(yù)兆，因而必須對(duì) CO進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。對(duì) CH4 進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，目的就是當(dāng)風(fēng)流中 CH4 含量值增加到非常值時(shí)，立即發(fā)出警報(bào)，以撤出人員，切斷該區(qū)域電源等。對(duì)煤礦來說，這些污染物通常是指 CH CO、 CO NO、 NO2等。本設(shè)計(jì) 主要針對(duì) 雞西礦業(yè)集團(tuán)東海煤礦地質(zhì)災(zāi)害比較嚴(yán)重、瓦斯高突、有煤塵爆炸危險(xiǎn)以及工作面溫度越來越高的實(shí)際情況 和存在的問題，從安全、可靠、穩(wěn)定、優(yōu)化等方面入手提出新的思路。我國(guó)各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井陸續(xù)在裝備礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝備大大提高了礦井安全產(chǎn)水平和安全生產(chǎn)管理效 率。 研究的主要內(nèi)容、目的及意義 煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控是以計(jì)算機(jī)、通信、控制技術(shù)相互交叉的學(xué)科，與礦山采、 掘、機(jī)、運(yùn)、通等生產(chǎn)環(huán)節(jié)密切相關(guān)的一門綜合性技術(shù)，其研究目的是對(duì)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)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，用計(jì)算機(jī)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對(duì)設(shè)備、局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)或過程進(jìn)行控制。 發(fā)展趨勢(shì) 1. 系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控，而且在軟件技術(shù)上應(yīng)研究開發(fā)能根據(jù)被監(jiān)測(cè)環(huán)境地點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)行有效的危險(xiǎn)性判別、分析和提出專家 決策方案。 (2)進(jìn)一步完善、提高現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)監(jiān)控的性能及各種保護(hù)功能。 當(dāng)前監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)解決的關(guān)鍵技術(shù) 針對(duì)目前煤礦在使用環(huán)境、 生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中存在的主要問題，應(yīng)解決的關(guān)鍵技術(shù)為： (1)提高傳感器使用壽命，增加可靠性，并研制開發(fā)新一代傳感器。此外，由于煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)涉及計(jì)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(jí)改造技術(shù)、技術(shù)支持和服務(wù)能力等綜合性技術(shù)。 4． 現(xiàn)場(chǎng)管理和維護(hù)水平有待于加強(qiáng) 盡管國(guó)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(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，并加大了對(duì)礦井安全生產(chǎn)的管理力度，但一些地方國(guó)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(duì)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。 6 據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)產(chǎn)安全檢測(cè)用甲烷傳感器幾乎全部采用載體催化元件，然而，長(zhǎng)期以來我國(guó)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(diǎn)，嚴(yán)重制約著礦井瓦斯的正常檢測(cè)，與國(guó)外同類傳感器比較差距較大。如 KJF202 KJ4和 KJ2022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 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(gòu)置、系統(tǒng)補(bǔ)套受制于人和不能隨意進(jìn)行軟硬件升級(jí)改造。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(tuán)公司、礦井進(jìn)一步補(bǔ)套、升級(jí)和擴(kuò)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(hào)、價(jià)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(bǔ)套以及服務(wù)等方面，就別無選擇地依賴于這個(gè)廠家。 因此，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，對(duì)于監(jiān)測(cè)監(jiān) 控系統(tǒng)的裝備、管理和培訓(xùn)任務(wù)仍十分艱巨。但是，部分煤礦的監(jiān)控技術(shù)人員尚不能適應(yīng)工作需要，有些局、礦的領(lǐng)導(dǎo)和主管技術(shù)干部對(duì)監(jiān)控技術(shù)還不熟悉，導(dǎo)致了管理工作跟不上。建立礦井安全生產(chǎn)綜合監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)是時(shí)代 5 的趨勢(shì)，國(guó)家的期望，生產(chǎn)的需求，是更好地做好安全工作，降低成本，提高工作效率，安全生產(chǎn)的方 法和手段，是提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，樹立企業(yè)良好形象，實(shí)現(xiàn)煤炭企業(yè)持續(xù)發(fā)展的法寶。特別是國(guó)家頒布實(shí)施了礦井監(jiān)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)和煤炭行業(yè)新規(guī)程，許多監(jiān)控系統(tǒng)不但不能達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)新規(guī)程的要求，而且?guī)缀醵疾捎酶髯詫Ｓ玫耐ㄐ艆f(xié)議，功能單一，互不兼容、通用性差，制約著系統(tǒng)功能的擴(kuò)充。其主要由監(jiān)測(cè)終端、監(jiān)控中心站、通信接口裝置、井下分站、傳感器組成。因此，大大小小的系統(tǒng)生產(chǎn)廠家如雨后春筍般的不斷出現(xiàn)， 為用戶提供了更多的選擇機(jī)會(huì)、也促進(jìn)了各廠家在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)條件下不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)意識(shí)。 隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的迅猛發(fā)展和企業(yè)自身發(fā)展的需要，國(guó)內(nèi)各主要科研單位和生產(chǎn)廠家又相繼推出了 KJ90、 KJ9 KJ10 KJF202KJ4/KJ2022和 KJG2022 等監(jiān)控系統(tǒng)，以及 MSNM、 WEBGIS等煤礦安全綜合化和數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)。因此造成相當(dāng)一部分礦井無法繼續(xù)正常使用已裝備的系統(tǒng)。實(shí)踐表明，安全監(jiān)控系統(tǒng)為煤礦安全生產(chǎn)和管理起到了十分重要的作用，各局礦已作為一項(xiàng)重大安全裝備。 安全監(jiān)控技術(shù)的不斷提高以及推廣使用，產(chǎn)生了明顯的效果，大大降低了煤礦百萬噸死亡率。這就形成了以分布式微處理機(jī)為基礎(chǔ)的第四代煤礦監(jiān)控系統(tǒng)。由英國(guó)煤炭研究院推出的 MINOS系統(tǒng)軟件應(yīng)用成功后，英國(guó)的 HSDE、 HUWOOD、TRANSMI等公司分別生產(chǎn)了以時(shí) 分制為基礎(chǔ)的系統(tǒng)與之相配套；西德也提出了以時(shí)分制為基礎(chǔ)的 GEAMATIC 全礦井監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施計(jì)劃；對(duì)煤礦電氣電子產(chǎn)品有重要影響的西門子、 AEG等公司也紛紛推出以時(shí)分為基礎(chǔ)的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)以滿足市場(chǎng)需要；波蘭也自行開發(fā)了以時(shí)分制為基礎(chǔ)的 HADES設(shè)備工況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；蘇聯(lián)也在以時(shí)分制為基礎(chǔ)的老系統(tǒng)上開發(fā)新產(chǎn)品；日本以南大夕張礦為樣板也實(shí)施了許多以時(shí)分制為基礎(chǔ)的監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目。這一系統(tǒng)的成功應(yīng)用，開創(chuàng)了煤礦自動(dòng)化技術(shù)和煤礦監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的新局面，直到今日，國(guó)內(nèi)外各種監(jiān)控系統(tǒng)盡管在功能性和產(chǎn)品的技術(shù)先進(jìn)性上都有較大的提高，但系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)仍沒有太大的變化。在皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)應(yīng)用取得成功后，他們立即推廣到井下環(huán)境 監(jiān)測(cè)、供電供水監(jiān)測(cè)和洗煤廠監(jiān)控等方面，形成了全礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。而集成電路的出現(xiàn)推動(dòng)了時(shí)分制系統(tǒng)的發(fā)展，從而產(chǎn)生以時(shí)分制為基礎(chǔ)的第三代煤礦監(jiān)控系統(tǒng)，其中發(fā)展較快的是英國(guó)。其中最具代表性且至今仍有影響的是西德 Siemens公司的 TST系統(tǒng)和 F+H公司的 TF200（早期是 TF24）系統(tǒng)，這些都是音頻傳輸系統(tǒng)。由于采用了頻分制，傳輸信道的電纜芯數(shù)大大減少，它很快取代了空分制系 統(tǒng)。這就是第一代煤礦監(jiān)控系統(tǒng)。到 70年代末，這一系統(tǒng)在西歐一些國(guó)家共裝備了 150多套。國(guó)外最早的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的信息傳輸采用空分制來傳輸信息。 國(guó)外煤礦監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展 國(guó)外煤礦監(jiān)控技術(shù)是 20世紀(jì) 60年代開始發(fā)展起來的，至今已有四代產(chǎn)品，基本上 5～ 10年更新一代產(chǎn)品。目前，我國(guó)煤礦中使用的各類監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)多達(dá)十幾種，國(guó)有煤礦中已裝備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的礦井約占總數(shù)的三分之一。世界各主要產(chǎn)煤國(guó)對(duì)此都很重視，開發(fā)了多個(gè)系統(tǒng)，如 CTT63/40（法國(guó)）、 MINOS（英國(guó)）、SCADA（美國(guó)）、森透里昂（加拿大）、 KJ2（中國(guó)）等，為煤礦井下安全生產(chǎn)和采、掘、運(yùn)、通、排等主要環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)工作創(chuàng)造了條件，解決了礦井安全監(jiān)測(cè)及生產(chǎn)監(jiān)控的燃眉之急。 本文主要針對(duì)東榮 二 礦 一 井各煤層自然發(fā)火傾向 和 隨開采深度增加也帶來的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的實(shí)際情況，從裝備安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、設(shè)置 傳感器 等方面下手，達(dá)到對(duì)井下 一氧化碳 、瓦斯及溫度等進(jìn)行有效的實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)各監(jiān)測(cè)指標(biāo)超限時(shí)，本系統(tǒng)能夠及時(shí)自動(dòng)報(bào)警和切斷電源，并且能夠?qū)⒏黝惐O(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)及時(shí)傳送到監(jiān)測(cè)中心站，通過計(jì)算機(jī)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行存貯和處理，從技術(shù)手段上很好的避免有害氣體超限作業(yè)，改善 工作環(huán)境 與安全條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，消除由此產(chǎn)生的 事故隱患，極大地改善煤礦安全生產(chǎn)條件，可保證礦井的長(zhǎng)期計(jì)劃和工程的實(shí)現(xiàn)。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是煤炭生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。進(jìn)入 90年代，隨著微電子技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、 CRT顯示技術(shù)以及軟件技術(shù)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)更加廣泛地進(jìn)入工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，并且正在發(fā)揮著越來越大的作用。對(duì)環(huán)境和生產(chǎn)參數(shù)要求長(zhǎng)期連續(xù)地進(jìn)行可靠的檢測(cè)，按一定程序進(jìn)行控制。 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)是伴隨著煤炭工業(yè) 的 發(fā)展而逐步發(fā)展起來的。我國(guó) 煤田遍布全國(guó)，但煤層的賦存條件和地質(zhì)情況差異很大，很多礦井自然環(huán)境惡劣，受到水、火、瓦斯、粉塵、頂板事故等自然災(zāi)害的威脅，發(fā)生事故比較頻繁。 關(guān)鍵詞 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng) 傳感器 視頻 監(jiān)控 II Abstract Modernization of coal production enterprises can not do without modern security monitoring system. Safety monitoring system for all levels of mand and production business sector to provide dynamic parameters of environmental safety information for mand production firsthand information. Parameters measured by the parison and analysis, For the prevention of disasters to provide technical data to facilitate early preventive measures, through the measured parameters of the effe