摘要：本篇文章詳細的闡述了 KJ90NA 型礦井監(jiān)控系統(tǒng)的構成、工作原理及特點，詳細介紹了其主要設備，從而得出其優(yōu)勢所在。并分析了系統(tǒng)在煤礦井下釆掘工作面各回風巷等生產環(huán)境監(jiān)測及信息管理中的實際作用，為有效預防事故發(fā)生提供了保證。
??????? 關鍵詞：KJ90NA；安全監(jiān)控技術；唐公溝煤礦；安全生產；
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??????? 引言
??????? 80年代以來,我國煤礦監(jiān)控系統(tǒng)己經完成了從引進、消化到自主開發(fā)的全過程,但是由于煤礦長期粗放經營和國家在煤礦信息技術應用上投入不足,前煤礦行業(yè)安全生產軟硬件研發(fā)和服務保障系統(tǒng)仍然相對滯后,有關生產、管理的自動化與信息化水平相對較低,難以滿足煤礦安全生產的需求和技術升級的需要[1]。2010年政府出臺了《國務院關于進一步加強企業(yè)安全生產工作的通知》,強調建設并完善能源行業(yè)安全避險“六大系統(tǒng)”。當前國內大部分煤礦的安全生產監(jiān)控系統(tǒng)普遍采用的是有線局域網通訊方式及現場監(jiān)控模式[2]。史國勇介紹了KJ86煤礦安全生產監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在四臺煤礦的應用[3]，田金澤介紹了森透里昂監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦中的應用[4]，寧宗柱介紹了安全供電監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在謝一煤礦中的應用[5]。
??????? 1 礦井及KJ90NA型系統(tǒng)簡介
??????? 唐公溝煤礦生產能力60萬t/a，屬于低瓦斯礦井，煤塵無爆炸危險性，屬于不易自然煤層。按照《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，為確保煤礦安全、高效生產，設計采用現有的一套礦井安全生產監(jiān)控設備KJ90NA進行完善，對井下生產環(huán)境各類安全參數及礦井主要生產設備運行狀態(tài)進行監(jiān)測監(jiān)控，實時采集數據、傳輸、處理、顯示和記錄，為有關人員及時準確全面了解掌握井下生產環(huán)境狀況，達到對各類災害的早期預測并采取安全措施，防止事故的發(fā)生。
??????? KJ90型煤礦監(jiān)控系統(tǒng)是煤科總院重慶分院在吸收國內外各種煤礦監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)點的基礎上研制開發(fā)的,并在實際推廣應用中不斷進行了完善和發(fā)展,目前已發(fā)展到第四代。該系統(tǒng)1994年獲得四川省科技進步三等獎,是煤炭部首批定點生產的監(jiān)控系統(tǒng)之一,已在陽泉、邢臺、淮北、西山、盤江、七臺河等局礦推廣30多套,它以其技術的先進性和實用性深受煤礦用戶的歡迎。
??????? 2 KJ90NA型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)的組成和功能
??????? 2.1系統(tǒng)的組成
??????? KJ90NA型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要由地面中心站、實時多屏多畫面系統(tǒng)、圖型工作站、多媒體遠程終端、網絡系統(tǒng)設備、數據傳輸接口裝置、井下系列化監(jiān)控分站以及系列化礦用環(huán)境安全參數監(jiān)測、生產監(jiān)控等傳感器、控制器、電源等組成。地面中心站的主要功能是集中、連續(xù)地對地面及井下各種環(huán)境參數、工況參數和監(jiān)測子系統(tǒng)的信息進行實時采集、分析處理、動態(tài)顯示、統(tǒng)計存儲、超限報警、斷電控制和統(tǒng)計報表的查詢、打印,與此同時還可作為局級網絡的二級子網絡與之實現遠程互聯。KG9301型溫度傳感器采用半導體感溫原理,適用于煤礦井下及地面較惡劣條件下的溫度監(jiān)測,能就地以數字方式顯示監(jiān)測的溫度值,并將其轉換成模擬信號輸送到分站及地面中心站,實現實時遙測。KTC-90型開停傳感器適用于煤礦等具有瓦斯、煤塵爆炸危險場所的各種機電設備(如采煤機、運輸機、局扇、水泵等)開/停狀態(tài)的連續(xù)實時監(jiān)測。靈敏度高、抗干擾能力強,可輸出多種信號制。CW-1型風速傳感器采用超聲壓電原理,無轉動部件。測量精度高、范圍寬、檢出量不受環(huán)境溫度、氣壓、粉塵影響,具有就地顯示和輸出標準信號的功能。KG8005(KG8005A)型亞微粒子煙霧傳感器,是國內首創(chuàng)、達到國際先進水平的最新煙霧傳感器，能早期、準確、及時預報自然發(fā)火及各種皮帶火災。KG9501風流壓力傳感器用于煤礦井下巷道及瓦斯抽放管道負壓或絕對壓力的監(jiān)測及老塘漏風、隔墻密閉質量的連續(xù)監(jiān)測。
??????? 2.2系統(tǒng)的主要功能
??????? (1)具有最小實時數據存儲間隔為1s的數據密采功能。
??????? (2)具有實時多屏多畫面顯示,最多可帶顯示器16臺,并可配接大屏幕液晶投影系統(tǒng)。
??????? (3)地面中心站的監(jiān)控信息和工業(yè)監(jiān)控圖像可通過射頻、視頻驅動系統(tǒng)進入閉路電視系統(tǒng)。
??????? (4)具有可通過AV端子輸出到電視機上的多媒體遠程終端,在配有工業(yè)電視系統(tǒng)時,可就地對遠程攝像頭的各種動作進行控制。在插放VCD的同時,用戶可隨時查看KJ90系統(tǒng)的運行狀態(tài)及監(jiān)視信息。
??????? (5)系統(tǒng)擁有可獨立工作的大、中、小型系列化分站。
??????? (6)系統(tǒng)具有獨特的三級斷電功能,可進行傳感器就地斷電、分站程控斷電、中心站手控斷電和分站之間的交叉斷電。
??????? (7)可掛接火災監(jiān)測系統(tǒng)、瓦斯抽放監(jiān)測系統(tǒng)、電網監(jiān)測系統(tǒng)、通風機在線監(jiān)測系統(tǒng);監(jiān)測網在地面還可以與礦的財務、房屋等管理計算機相聯,與上級(局級)計算機網相聯形成礦內的監(jiān)測管理網。
??????? (8)通過電話線,具有遠程診斷功能。
??????? (9)系統(tǒng)可接分站64個,傳輸距離20km,傳輸方式為基帶、差分移相鍵控。
??????? 3? KJ90NA型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)在唐公溝煤礦的應用
??????? 3.1唐公溝煤礦安全生產監(jiān)控系統(tǒng)選擇原則
??????? ① 設計選型以井下安全生產環(huán)境參數監(jiān)控為主，并對地面、井下主要生產設備運行狀態(tài)進行監(jiān)測。
??????? ② 設計選擇具有可靠性、先進性、擴展性、抗干擾性的設備，適應礦井巖深、擴建、發(fā)展的可變性。
??????? ③ 結合礦井實際，操作簡單，經濟適用。
??????? 3.2? KJ90NA型煤礦安全生產監(jiān)控系統(tǒng)的功能
??????????? ① 對井下生產環(huán)境安全參數連續(xù)監(jiān)測監(jiān)控，其環(huán)境安全參數主要有：瓦斯、風速、主要風門開閉狀態(tài)、通風機風硐負壓等，當采掘工作面瓦斯?jié)舛冗_到1.0%是聲光報警，達到1.5%是切斷電源，<1。0%時復電。
??????? ② 對主要生產設備運行狀態(tài)連續(xù)監(jiān)測，如：刮板輸送機、膠帶輸送機、局扇、主排水泵、地面通風機、主副井提升機等。
??????? ③ 對供電狀態(tài)連續(xù)監(jiān)測，地面變電所、井下中央變電所配電裝置電壓、電流及裝置運行狀態(tài)進行連續(xù)監(jiān)測。
??????? ④ 井下分站具有風電瓦斯閉鎖功能。
??????? 3.3? 唐公溝煤礦監(jiān)控系統(tǒng)配置
?????????? 1）安全生產監(jiān)控地面中心站
?????????? 地面中心站設在調度樓內，站內設備配置：裝備2臺原有的監(jiān)控主機（一主一備，設置防火墻），顯示器兩臺，服務器一臺，網絡交換機，不間斷電源一臺，雷擊保護裝置一臺，系統(tǒng)軟件一套，錄音電話、打印機兩臺、傳真機、消防設備和聲光保健箱。
??????? 2）傳輸系統(tǒng)
??????? 監(jiān)控主機通過網絡交換機接入廣域網與上一級監(jiān)控中心連接。三級聯網線路：該礦監(jiān)控中心到神東煤炭集團公司采用廣電光纜。傳輸干線選擇礦用屏蔽四芯阻燃通信電纜，數字傳輸信號通過分站接到各傳感器上，井下系統(tǒng)干線由地面中心站經副立井井筒敷設至井下各分站，地面、副立井井筒及井下巷道中干線電纜選型：MHYVP1×4×7/0.37型礦用阻燃通信電纜。
??????? 3）分站布置
??????? 該礦共設置7個監(jiān)控分站。地面布置設置在地面主通風機房、帶式輸送機井口房共2個監(jiān)控分站，井下設置中央變電所、主斜井井底、采區(qū)變電所、3001首采工作面、順槽掘進工作面共5個監(jiān)控分站。
??????? 4）傳感器
??????? ① 地面分站傳感器的布置
??????? 回風立井風機房：主扇風硐設置負壓傳感器；1號主扇電機（一級）、1號主扇電機（二級）、2號主扇電機（一級）、2號主扇電機（二級）設置開停傳感器；安全出口風門處設置風門傳感器。
??????? 帶式輸送機井口房：主斜井膠帶輸送機滾筒下風側10-15m處分別設置CO傳感器和煙霧傳感器；原煤轉載帶式輸送機筒10-15m處分別設置CO傳感器和煙霧傳感器；上篩帶式輸送機滾筒下風側10-15m處分別設置CO傳感器和煙霧傳感器；大塊上倉帶式輸送機滾筒下風側10-15m處分別設置CO傳感器和煙霧傳感器；中塊上倉帶式輸送機滾筒下風側10-15m處分別設置CO傳感器和煙霧傳感器；末煤上倉帶式輸送機滾筒下風側10-15m處分別設置CO傳感器和煙霧傳感器。
??????? ② 井下分站傳感器的布置
??????? 中央變電所設置溫度傳感器；中央水泵房主排水泵房1#排水泵、2#排水泵、3#排水泵、分別設置開停傳感器；一采區(qū)膠帶大巷皮帶機滾筒下風側10-15m處分別設置CO傳感器和煙霧傳感器；上倉斜巷皮帶機滾筒下風側10-15m處分別設置CO傳感器和煙霧傳感器；井下總回風大巷測風處設甲烷傳感器、CO傳感器和風速傳感器。
??????? 3101首采工作面：回采工作面上隅角、回風順槽距工作面<10cm、回風順槽距回風大巷口10-15m設置甲烷傳感器；回采工作面上隅角、回風順槽距工作面<10cm設置CO傳感器；回采工作面設置溫度傳感器；運輸順槽皮帶滾筒下風側10-15m分別設置CO傳感器和煙霧傳感器；回采工作面刮板機回路動力開關設置饋電斷電器；工作面采煤機回路動力開關設置饋電斷電器；一采區(qū)軌道巷與工作面回風順槽聯絡風門處設置風門傳感器。
??????? 主斜井井底：井底煤倉上方設置甲烷傳感器、井底煤倉各類運煤設備動力開關設置饋電傳感器；井下一采區(qū)回風大巷測風站設置甲烷傳感器、CO傳感器和風速傳感器。
??????? 采區(qū)變電所：運輸順槽掘進工作面<5m、運輸順槽掘進工作面距回風聯絡巷口10-15m設置甲烷傳感器；運輸順槽掘進工作面風筒末端設置風筒傳感器；運輸順槽掘進工作面1#局扇一、二級，2#局扇一、二設置開停傳感器；運輸順槽掘進工作面動力總開關設置饋電斷電器；掘進工作面皮帶滾筒下風側10-15m設置CO傳感器和煙霧傳感器；乳化液泵站設置溫度傳感器，采區(qū)變電所設置溫度傳感器；采區(qū)水泵房主排水泵房1#排水泵、2#排水泵分別設置開停傳感器。
??????? 順槽掘進工作面：回風順槽掘進工作面<5m、回風順槽掘進工作面距回風聯絡巷口10-15m設置甲烷傳感器；回風順槽掘進工作面風筒末端設置風筒傳感器；回風順槽掘進工作面1#局扇一、二級，2#局扇一、二設置開停傳感器；回風順槽掘進工作面動力總開關設置饋電斷電器；掘進工作面皮帶滾筒下風側10-15m設置CO傳感器和煙霧傳感器。
??????? 采煤機、綜掘機設置機載式甲烷斷電儀。
??????? 3.4 井下人員考勤定位監(jiān)控系統(tǒng)、產量監(jiān)控系統(tǒng)
??????? 為確保煤礦井下作業(yè)人員安全，自動檢測下井時間、路徑、作業(yè)地點等相關信息，設計采用現有的KJ151型井下人員定位跟蹤管理及考勤管理系統(tǒng)。由地面監(jiān)控室、傳輸系統(tǒng)、井下定位分站及無線信息采集設備組成。
??????? 地面監(jiān)控室配置主機臺，服務器1臺，數據傳輸接口1臺，打印機1臺，顯示器1臺，機房避雷器1臺，不間斷電源1臺，監(jiān)控系統(tǒng)軟件1套。
??????? 4 結束語
??????? KJ90NA型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)集環(huán)境監(jiān)測、生產監(jiān)控、網絡化管理、圖像監(jiān)視為一體,能掛接瓦斯抽放、火災監(jiān)測等多種子系統(tǒng)。結構新穎,配置靈活,工作可靠,具有很高的性能價格比。
??????? 系統(tǒng)在唐公溝煤礦工作面實際應用中多次探測到高瓦斯、高 CO 區(qū)域，由于及時釆取了應急措施，避免了重大安全事故的發(fā)生，特別是與井下人員定位系統(tǒng)連接時，可以使地面管理人員隨時了解井下人員情況，大大提高了煤礦的現代化管理水平。
??????? KJ90 NA型礦井綜合監(jiān)控系統(tǒng)比人工探測儀探測的數據更及時、可靠，處理速度更快，杜絕了漏檢的安全隱患，極大地提高了煤礦井下的安全性，同時又改變了傳統(tǒng)煤礦企業(yè)的瓦斯管理模式，使原有的分散、就地監(jiān)測更新為集中監(jiān)測，并且減輕了工作人員的勞動強度，提高了工作效率。另外，煤礦主要領導和相關職能科室也可隨時查看井下各環(huán)節(jié)的瓦斯情況，有效預防事故的發(fā)生，為管理和決策提供了科學、可靠、快速的依據。
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??????? 參考文獻
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