煤礦安全監(jiān)控分站的研究

引言在煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)中,井下監(jiān)控分站擔(dān)負(fù)著非常重要的作用。本設(shè)計研制的安全監(jiān)控分站,以微處理機(jī)AT89S52為核心,配置8路頻率量入口,與礦用傳感器連接,以采集各種測量數(shù)據(jù)。監(jiān)控分站的8路開關(guān)量輸出口與執(zhí)行器連接可實行自動斷電控制。監(jiān)控分站通過CAN總線與中心站計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊,克服了傳統(tǒng)煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)總線的缺陷,能夠滿足礦井監(jiān)控系統(tǒng)對監(jiān)控分站的要求。監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)整個煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計由地面中心站、網(wǎng)關(guān)節(jié)點站、分支中繼器、井下監(jiān)控分站和各種傳感器,以及通信介質(zhì)六部分組成。其中中心站負(fù)責(zé)接收、存儲和顯示從井下監(jiān)控分站傳來的各種井下生產(chǎn)環(huán)境安全監(jiān)控數(shù)據(jù),并通過各個井下分站發(fā)送各種配置命令和對現(xiàn)場設(shè)備的控制命令;網(wǎng)關(guān)節(jié)點站實現(xiàn)現(xiàn)場總線協(xié)議和中心站計算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換;分支中繼器在需要的地方完成通信線路的分支、中繼和介質(zhì)信號的轉(zhuǎn)換;傳感器負(fù)責(zé)收集各種現(xiàn)場環(huán)境安全監(jiān)控數(shù)據(jù)和設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù);通信介質(zhì)負(fù)責(zé)安全監(jiān)控系統(tǒng)各設(shè)備的連接和信息的傳遞。整個監(jiān)控系統(tǒng)分三級結(jié)構(gòu)：中心站

篇2:煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)防雷措施

1我國煤礦監(jiān)控系統(tǒng)防雷現(xiàn)狀分析

隨著現(xiàn)代化管理意識的增強和以計算機(jī)為核心的煤礦安全監(jiān)控技術(shù)的日益成熟,煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)在全國大中型礦井中已比較廣泛地得到應(yīng)用。這些系統(tǒng)從中心監(jiān)控微機(jī)系統(tǒng)、通訊設(shè)備、檢測設(shè)備和執(zhí)行設(shè)備等的投資到安裝調(diào)試,其資金投入少則幾十萬元,多則幾百萬元。但是,目前在煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展上,生產(chǎn)廠家的注意力主要集中在監(jiān)測與控制的性能指標(biāo)上,對一些不常發(fā)生的系統(tǒng)安全問題則關(guān)注不夠,因此在電路設(shè)計時沒能給予充分的重視。如系統(tǒng)自身防雷擊能力就不同程度地存在缺陷。近年來,行業(yè)主管部門注意到了這個問題,并組織專家對原《煤礦監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計規(guī)范》進(jìn)行了修訂,對相關(guān)內(nèi)容提出了明確要求。但是很多較早安裝并正工作在煤礦中的系統(tǒng),其固有隱患仍沒能得到解決。當(dāng)攜帶有大能量的雷電擊中系統(tǒng)防雷能力較薄弱的通訊傳輸線路,尤其在擊中有一定高度的架空傳輸線路后,盡管傳輸線路使用的是屏蔽線纜,并要求做可靠接地(如果屏蔽效果不好,接地質(zhì)量較差則更危險),但雷電的危險能量仍能竄入線路中,并進(jìn)入正在運行的設(shè)備,輕則造成設(shè)備損壞,重則有可能因設(shè)備損壞造成電火花外漏,由電火花引起井下瓦斯和煤塵的爆炸。

2防雷措施的解決方案

通過對我國煤礦正在使用的多種安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的防雷技術(shù)進(jìn)行全面的調(diào)查研究,并與一些廠家進(jìn)行了技術(shù)研討后提出了如下解決方案:在地面中心站機(jī)房外被避雷系統(tǒng)保護(hù)的區(qū)域距中心站有一定距離的范圍內(nèi),加裝一級安全柵;在井下和地面分站到中心站的通信線路上,在距分站距離較近的安全地帶也加裝一級安全柵,用這兩個安全柵來吸收線路上傳來的雷電能量,即讓雷電能量首先沖擊安全柵,由安全柵負(fù)責(zé)將雷電能量及瞬間電壓電流峰值限制在一個安全值內(nèi),然后再傳到中心站計算機(jī)和分站計算機(jī)接口,這樣就可解決雷擊損壞設(shè)備的問題。使用兩個安全柵的電路連接方法如圖1所示。安全柵電路原理圖見圖2。

圖1防雷擊安全柵電路連接示意圖

圖2安全柵電路原理圖

3安全柵電路設(shè)計方案

3.1音頻耦合變壓器電路功能及設(shè)計注意事項

在該安全柵中,音頻耦合變壓器起著將本安側(cè)電路與非本安側(cè)電路隔離的作用。因此在設(shè)計該音頻耦合變壓器時,其通頻帶要保證監(jiān)控系統(tǒng)通訊信號正常通過,且一次側(cè)與二次側(cè)的匝數(shù)應(yīng)相同,以不影響原系統(tǒng)的通訊性能。

3.2過流過壓保護(hù)電路功能及設(shè)計注意事項

該安全柵電路采用了過流過壓雙重保護(hù)措施。

其中R起著限流作用,當(dāng)本安側(cè)電流增大時,R上壓降增加,限制輸出電流。該電路采用齊納二極管限壓,當(dāng)電壓峰值超出齊納二極管的峰值時,齊納二極管擊穿短路,將能量釋放。當(dāng)線路峰值電壓過去后,齊納二極管又恢復(fù)正常工作。值得注意的是,設(shè)計電路時所選擇的齊納二級管其峰值擊穿電壓要大于通信信號的峰值電壓,保證電路在正常工作時,該安全柵不影響系統(tǒng)的正常通訊。

3.3效果

由于該安全柵具有較強的吸收雷電沖擊波的功能,只要電路參數(shù)設(shè)計合適,危險能量就能在安全柵上基本吸收掉,沒能被吸收的剩余能量,即使傳到中心站和分站,也不能構(gòu)成威脅。因此,該方法能夠較好地解決雷擊危害問題。從電路原理可以看出,其結(jié)構(gòu)比較簡單,因此投資很少,現(xiàn)場解決起來較易實現(xiàn),是一種既簡單可行,又經(jīng)濟(jì)安全的解決方案。

篇3:煤礦監(jiān)控系統(tǒng)故障異常期間安全技術(shù)措施

河南金豐煤業(yè)集團(tuán)有限公司小河煤礦二礦設(shè)計生產(chǎn)能力15萬噸/年,經(jīng)瓦斯等級鑒定為瓦斯礦井,現(xiàn)開采煤層為二1煤層,煤塵具有爆炸性;礦井現(xiàn)安裝KJ95N監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)一套,為保證監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行,一旦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)因故障、檢修等原因造成監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)停止運行,能夠及時處理,保證礦井安全生產(chǎn),特制定本措施。

一、礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)故障、異常期間的安全技術(shù)措施

1、發(fā)生瓦斯安全監(jiān)控設(shè)備故障時,嚴(yán)禁解除安全監(jiān)控系統(tǒng)的故障閉鎖功能進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。

2、發(fā)生瓦斯安全監(jiān)控設(shè)備故障時,及時通知瓦檢員加大瓦斯檢查力度。瓦檢員應(yīng)加密故障影響區(qū)域內(nèi)的瓦斯等有毒有害氣體的檢查次數(shù),并每隔1小時向調(diào)度室匯報1次。一旦有毒有害氣體超限,立即對超限區(qū)域及受威脅區(qū)域撤人與設(shè)置警戒,并盡快向礦調(diào)度室匯報。

3、監(jiān)測設(shè)備故障排除后要及時恢復(fù)運行,組織安全員、瓦檢員等人員對相關(guān)區(qū)域瓦斯等有毒有害氣體狀況進(jìn)行全面檢查,只有當(dāng)有毒有害氣體正常,監(jiān)測設(shè)備運行正常后才能解除警戒。

4、排除礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)故障中需要關(guān)停監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備時,作業(yè)人員必須事先向礦技術(shù)負(fù)責(zé)人請示,待技術(shù)負(fù)責(zé)人同意后方可操作。并通知相關(guān)區(qū)域的瓦檢員等人員加大檢查瓦斯有毒有害氣體的力度,加密檢查次數(shù)。

5、若要關(guān)停瓦斯安全監(jiān)控設(shè)備,礦調(diào)度接到請示后對所涉及區(qū)域內(nèi)的施工人員下達(dá)停止作業(yè)指令,責(zé)令相關(guān)電鉗工切斷通往涉及區(qū)域的所有非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的電源,責(zé)令機(jī)電部門對停止作業(yè)、切斷電源情況進(jìn)行監(jiān)督檢查并做好記錄。

6、礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)故障排除后,對其完好狀況要立即進(jìn)行確認(rèn),尤其要對斷電功能及斷電范圍進(jìn)行確認(rèn),確保無差錯。

?7、礦調(diào)度全面指揮礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)故障的排除,協(xié)調(diào)處理相關(guān)事項。

?8、中心站、礦調(diào)度室值班員必須堅守崗位,遵守崗位交接班制度,不得脫崗、空崗,發(fā)現(xiàn)安全監(jiān)控系統(tǒng)異常狀態(tài)及時處理。

9、任何人員不得延遲故障處理,否則嚴(yán)肅追究責(zé)任與處理。

二、礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)故障、異常處理程序

1、中心站值班人員一旦發(fā)現(xiàn)礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障,及時匯報監(jiān)控系統(tǒng)責(zé)任人,之后根據(jù)故障狀況,若必要,盡快通知故障區(qū)域的瓦檢員查看故障情況(包括安全監(jiān)控系統(tǒng)的故障閉鎖情況),并及時匯報分管領(lǐng)導(dǎo)。

?2、各類人員發(fā)現(xiàn)礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,要及時向礦調(diào)度室匯報。礦調(diào)度室接到匯報后及時通知礦值班領(lǐng)導(dǎo)。調(diào)度員接聽匯報時要詳細(xì)詢間與記錄故障部位、故障狀況、故障發(fā)生時間及匯報人情況。

3、值班監(jiān)測電鉗工與中心站位班員及時綜合分析井上、下反饋的故障狀況,查找故障原因,確定合理的故障處理方法與安全措施,盡快消除故障,并及時將故障原因、處理結(jié)果向調(diào)度室匯報。

?4、礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,值班監(jiān)測電鉗下、中心站值班員等人員不能排除故障或不能查清故障原因時,及時向分管礦領(lǐng)導(dǎo)匯報。

5、安全監(jiān)控設(shè)備出現(xiàn)故障時,礦調(diào)度室接到關(guān)于受故障影響區(qū)域的匯報后,及時對故障所影響區(qū)域內(nèi)的作業(yè)人員下達(dá)停止作業(yè)指令,并切斷通往故障影響區(qū)域的所有非木質(zhì)安全型電氣設(shè)備的供電。

6、排除礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)故障的作業(yè)中,作業(yè)人員必須按操作規(guī)范進(jìn)行驗電、放電,嚴(yán)禁帶電作業(yè);驗電、放電時要1人操作1人監(jiān)護(hù)。

7、排除礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)故障中需用普通型測量儀表時,必須在風(fēng)流中瓦斯小于1%且附近20米內(nèi)無瓦斯積聚的地點使用,并用甲烷檢測報警儀實時監(jiān)測作業(yè)地點的瓦斯?fàn)顩r,一旦風(fēng)流中瓦斯達(dá)到1%或附近20米內(nèi)出現(xiàn)瓦斯積聚立即停止使用普通型測量儀表。

8、瓦斯安全監(jiān)控設(shè)備故障排除恢復(fù)運行時,應(yīng)先組織安全員、瓦檢員等人員對相關(guān)區(qū)域瓦斯?fàn)顩r進(jìn)行全面檢杏,只有當(dāng)安全監(jiān)控設(shè)備全部運行正常且無瓦斯超限后才能由分管副礦長下達(dá)恢復(fù)生產(chǎn)的指令。

?10、井下分站與中心站間通訊出現(xiàn)故障,或中心站內(nèi)監(jiān)控設(shè)備出現(xiàn)故障,當(dāng)作業(yè)地點的安全監(jiān)測監(jiān)控功能在井下分站的支持下一切正常時,生產(chǎn)作業(yè)可繼續(xù)進(jìn)行,但處理故障工作不得延遲。

三、防止礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)生故障的安全技術(shù)措施

1、建立健全礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)管理機(jī)構(gòu),專職管理人員、專業(yè)技術(shù)人員及各工種工作人員齊全、充足。

2、建立健全礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)管理人員、專業(yè)技術(shù)人員及各工種人員的崗位責(zé)任制,并嚴(yán)格執(zhí)行。

3、不斷補充完善礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)管理制度,規(guī)范作業(yè)人員行為,使設(shè)備安設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化,設(shè)備維護(hù)日?；?系統(tǒng)運行安全化,愛護(hù)、保護(hù)系統(tǒng)作風(fēng)化。

4、礦井安全監(jiān)控.系統(tǒng)管理人員、專業(yè)技術(shù)人員及各工種作業(yè)人員不斷學(xué)習(xí)使用礦井安全監(jiān)控新知識、新設(shè)備、新技術(shù),增強管理、操作、維護(hù)礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的水平與技能。

5、礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)管理人員、專業(yè)技術(shù)人員及各工種作業(yè)人員定期接受專門機(jī)構(gòu)的安全知識與技能知識的培訓(xùn)持證上崗。

6、使用合格的煤礦安全監(jiān)控產(chǎn)品與設(shè)備,必須按產(chǎn)品與設(shè)備的特性進(jìn)行安設(shè)、使用、維護(hù)。

7、嚴(yán)格按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)要求安裝、安設(shè)礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)及其設(shè)備。

8、嚴(yán)格執(zhí)行日巡查安全監(jiān)控設(shè)備及線路完好狀況的規(guī)定,及時消除各類隱患;經(jīng)過調(diào)校檢測的傳感器其誤差仍超過規(guī)定值時立即予以更換。

9、根據(jù)礦井生產(chǎn)動態(tài),及時補充、完善礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)。在安全監(jiān)控設(shè)備設(shè)置地點及附近作業(yè)時,施工作業(yè)的安全技術(shù)措施必須有保護(hù)安全監(jiān)控設(shè)備的針對性要求。

10、大力宣傳礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的重要性,提高全礦職工對礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)作用的認(rèn)知,增強全礦職工保護(hù)、愛護(hù)監(jiān)控設(shè)備的主動性與積極性。

?11、嚴(yán)肅追查、處理破壞、損壞礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)及其設(shè)備的現(xiàn)象與行為,對不良現(xiàn)象與行為做到嚴(yán)懲不怠。

12、地面中心站值班員必須掌握礦井通風(fēng)與安全監(jiān)控的基本知識,會使用計算機(jī),持證上崗,熟記操作規(guī)程。

13、中心站設(shè)備運行中斷達(dá)2小時,井下監(jiān)控設(shè)備故障超過8小時,按事故進(jìn)行追查、處罰。

14、礦井安全監(jiān)控的設(shè)備之間使用專用光纜或?qū)Ｓ米枞茧娎|連接。要改動或拆除與安全監(jiān)控設(shè)備關(guān)聯(lián)的電氣設(shè)備、電源線和控制線時,必須預(yù)先請示礦技術(shù)負(fù)責(zé)人。

15、每7天使用標(biāo)準(zhǔn)氣樣標(biāo)校一次催化燃燒甲烷傳感器,同時做一次斷電功能試驗,確保精度準(zhǔn)確、控制功能靈敏可靠。風(fēng)速、一氧化碳、溫度傳感器每月標(biāo)校一次,確保靈敏可靠。

16、任何人員不得擅自關(guān)停(包括短時間關(guān)停后再恢復(fù))作業(yè)地點監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備,違反者按事故追查處理。

17、任何人員不能因瓦斯超限斷電而移動甲烷傳感器位置。亂調(diào)、甩掉、破壞及盜竊瓦斯安全監(jiān)控設(shè)備,給予開除礦籍處分。

18、及時將井下連續(xù)運行6-12個月的井下分站、傳感器等礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)裝置升井予以檢修。

19、低濃度甲烷傳感器經(jīng)大于4%CH4的氣流沖擊后,及時進(jìn)行調(diào)?；蚋鼡Q。

20、及時更換電網(wǎng)停電后不能保證安全監(jiān)控設(shè)備連續(xù)工作1小時的備用電源。

21、每天對采掘工作面的傳感器除塵,不得向傳感器灑水或淋濕傳感器,維護(hù).、移動傳感器時避免摔打碰撞。

22、礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的主機(jī)及系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)土機(jī)實行雙機(jī)熱備,24小時不間斷運行,并達(dá)到工作主機(jī)發(fā)生故障時備份主機(jī)在5分鐘內(nèi)自動投入工作。

23、對礦井安全監(jiān)控中心站采用雙回路供電,并配備不小于兩小時的不間斷電源。

24、對中心站設(shè)備安裝安全可靠的接地裝置和防雷裝置,聯(lián)網(wǎng)主機(jī)安裝防火墻等網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備。

25、礦井安全監(jiān)控設(shè)備安設(shè)在支護(hù)完好、無淋水、遠(yuǎn)離干擾、不易碰撞、容易檢查的部位,且距巷道底板(或地面)不小于300mm。

26、施工作業(yè)中切實保護(hù)好礦井安全監(jiān)控設(shè)施、設(shè)備,杜絕損壞安全監(jiān)控設(shè)施、設(shè)備現(xiàn)象,一旦損壞不得隱瞞或延遲匯報,否則按事故進(jìn)行追查、處罰。

河南金豐煤業(yè)集團(tuán)有限公司

小河煤礦二礦

2013年3月10日