1、設(shè)置的重要性

煤礦生產(chǎn)的主要特點之一是井工生產(chǎn)，井下環(huán)境差，瓦斯易于集聚，容易引起瓦斯和煤塵爆炸而釀成事故，另一特點是大型機電設(shè)備多，如提升機（絞車）、膠帶運輸機、通風(fēng)機、壓風(fēng)機等電氣設(shè)備，這些設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)與否，對礦井安全生產(chǎn)影響極大，管理人員及時了解和掌握井下環(huán)境各有關(guān)參數(shù)不清和設(shè)備運轉(zhuǎn)的狀態(tài)，具有極其重要的意義。礦井安全監(jiān)控是保障煤礦安全生產(chǎn)的重要措施之一。隨著礦井監(jiān)測、監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，礦井監(jiān)測、監(jiān)控設(shè)備在煤礦安全生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用。近20年來，我國主要國有、地方煤礦都安裝了各種礦用環(huán)境、生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，這些技術(shù)和裝備極大地改變了我國煤礦安全生產(chǎn)的面貌，已成為主要的安全生產(chǎn)設(shè)備之一。

2、設(shè)置的條件和要求

礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是指對煤礦井上、下的環(huán)境參數(shù)及有關(guān)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的機電設(shè)備運行狀況進行檢測，用計算機對采集的數(shù)據(jù)進行分析處理，對設(shè)備、局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)或過程進行控制的一種系統(tǒng)。

根據(jù)國務(wù)院安全生產(chǎn)委員會文件安委辦[2006]21號《關(guān)于加強煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)裝備聯(lián)網(wǎng)和維護使用工作的指導(dǎo)意見》、國家煤礦安全監(jiān)察局關(guān)于貫徹落實《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范》的通知、中華人民共和國安全生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準AQ6201—2006《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求》和《煤礦安全規(guī)程》（2009年版）的要求，礦井必須裝備安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，本設(shè)計按照《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范》（AQ1029-2007）的規(guī)定，將監(jiān)控設(shè)備甲烷、饋電、設(shè)備開停、風(fēng)壓、風(fēng)速、一氧化碳、煙霧、溫度、風(fēng)門、風(fēng)筒等傳感器安裝到位。安裝數(shù)量、地點和位置符合要求。中心站要裝備2套主機，1套使用，1套備用，確保系統(tǒng)24小時不間斷運行,以便及時準確地反映井下各監(jiān)控點的環(huán)境參數(shù)和生產(chǎn)設(shè)備運行狀況。

1、開采技術(shù)條件和安全條件

2、安全監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)選擇

安全監(jiān)測、監(jiān)控的選型，應(yīng)充分體現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性、先進性、開放性、可擴展性、經(jīng)濟性，滿足礦井生產(chǎn)能力，及時有效獲得監(jiān)測監(jiān)控等管理信息的需要，同時還要考慮礦井近、遠期的發(fā)展、產(chǎn)品的更新與升級換代、售后服務(wù)、傳輸接口等多方面的因素，根據(jù)礦井的災(zāi)害種類及程度，確定設(shè)置集中固定式連續(xù)安全監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)。

礦井現(xiàn)已有KJ91N煤礦安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)。

KJ91N煤礦安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)測主機及其外設(shè)傳輸接口、傳輸電纜、分站和各種傳感器組成。系統(tǒng)融計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)、程控調(diào)度通信技術(shù)于一體，監(jiān)控礦井上、下各類安全生產(chǎn)參數(shù)及電量參數(shù)，匯接管理多個安全與生產(chǎn)環(huán)節(jié)子系統(tǒng)。該系統(tǒng)可對瓦斯、風(fēng)速、負壓、一氧化碳、氧氣濃度、溫度、風(fēng)門開關(guān)等環(huán)境參數(shù)及水位、壓風(fēng)機風(fēng)壓和機電設(shè)備開停等相關(guān)參數(shù)和運行情況進行連續(xù)監(jiān)測。

1、監(jiān)測、監(jiān)控設(shè)備選型原則

（1）設(shè)備必須符合有關(guān)國家標(biāo)準和行業(yè)標(biāo)準如AQ 6201—2006《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求》、《GB3836~爆炸性環(huán)境用防爆電氣產(chǎn)品》、MT209《煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)條件》、MT210《煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品本試驗方法》、《煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計規(guī)范》、《煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計規(guī)范》，通過煤炭行業(yè)標(biāo)準化歸口審查和國家技術(shù)監(jiān)督局認證的檢測機構(gòu)的型式檢驗。用于爆炸環(huán)境的煤礦安全監(jiān)控設(shè)備，還必須通過國家技術(shù)監(jiān)督局認證的檢測機構(gòu)防爆檢驗，并取得“防爆合格證”，同時還應(yīng)取得原煤炭工業(yè)部“煤礦安全儀器裝備定點生產(chǎn)許可證”。

（2）優(yōu)先選用本質(zhì)安全型設(shè)備。

（3）安全監(jiān)測、監(jiān)控設(shè)備必須具有故障閉鎖功能。

（4）安全監(jiān)測、監(jiān)控設(shè)備必須具備瓦斯斷電儀和瓦斯風(fēng)電閉鎖裝置的全部功能。當(dāng)主機和系統(tǒng)發(fā)生故障時，必須保證瓦斯斷電儀和甲烷風(fēng)電閉鎖裝置的全部功能。當(dāng)電網(wǎng)停電后，安全監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)必須保證正常工作時間不小于2h。

（5）為防止雷電通過礦井安全監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)引起井下瓦斯爆炸，系統(tǒng)設(shè)備必須具有防雷保護。

（6）為防止人為取消斷電功能，保障煤炭安全生產(chǎn)，系統(tǒng)設(shè)備必須具有斷電狀態(tài)和饋電狀態(tài)監(jiān)測、報警、顯示、存儲和打印報表功能。

（7）所有監(jiān)測設(shè)備的外殼防護等級不低于IP54。

（8）所有監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備必須工作穩(wěn)定、性能可靠、反應(yīng)靈敏、抗干擾能力強。

2、監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備設(shè)置地點和布置

KJ91N煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)由地面中心站、地面分站、井下分站、本安電源、各種參數(shù)傳感器、傳輸電纜、系統(tǒng)軟件等組成。

（1）地面中心站

地面中心站設(shè)在該礦辦公房內(nèi)，其監(jiān)測主機采用兩臺高性能、高穩(wěn)定性的主控機，互為備用，主機通過傳輸接口與礦井地面井下各分站通信，監(jiān)測主機配置一臺打印機，同時兩臺主機都插有網(wǎng)卡，監(jiān)測主機的信息可以全部上網(wǎng)，同時還有傳輸接口、交流穩(wěn)壓電源、UPS、中心站軟件等，系統(tǒng)容量64臺分站級設(shè)備。

?? （2）地面分站

地面設(shè)一號分站，主要對主通風(fēng)機房、絞車房、風(fēng)硐等處的瓦斯、風(fēng)速、溫度、一氧化碳、壓差等進行監(jiān)測，采用KJ91A-F-12型為礦用隔爆兼本安型。

?? （3）井下分站

在井下設(shè)3個分站，采用KJ91A-F-12型為礦用隔爆兼本安型。二號分站設(shè)在-180m水泵房，主要對水泵房內(nèi)設(shè)備開停、設(shè)備饋電狀態(tài)、溫度等進行監(jiān)測，并對-100m、-130m回風(fēng)石門內(nèi)的瓦斯、風(fēng)速等進行監(jiān)測；三號分站和四號分站均設(shè)在-150m運輸石門內(nèi)，主要對采煤工作面和備用工作面、-130m回風(fēng)石門、-130m平巷、掘進工作面等處的瓦斯、風(fēng)速、設(shè)備饋電狀態(tài)、風(fēng)機開停、風(fēng)筒狀態(tài)、風(fēng)門開啟等進行監(jiān)測。具體布置見礦井安全監(jiān)測監(jiān)控接線圖8-1。

井下分站采用的KJ91A-F-12型，該分站以美國德州半導(dǎo)體公司usp430系列16位單片機為核心，可實現(xiàn)信號系集、處理、控制和通訊功能。具有16路輸入口，可配接16路模擬量或開關(guān)量傳感器（模擬量、開關(guān)、可任意互換）。具有8路斷電控制輸出，其中近程2路，遠和6路，能實現(xiàn)就地斷電和遠程斷電控制。

（4）傳感器

傳感器為本質(zhì)安全型，瓦斯等傳感器具有超限就地報警顯示功能（聲光報警）傳感器能輸出標(biāo)準信號，可根據(jù)需要選擇電流、電壓、頻率、開關(guān)或通訊信號。

系統(tǒng)傳輸方式RS-232C移頻鍵控(FSK)信號，傳輸速率1200bps，采用2芯無極性電纜，主站到分站最大傳輸距離不大于15km，分站到傳感器距離不大于1.5km。

下井傳輸電纜沿混合井敷設(shè)PUYV39—l型礦用信號鎧裝電纜，分站到傳感器采用PUYVR型礦用信號軟電纜。所有電纜均為阻燃型，電纜及其連接器件均能滿足其相應(yīng)使用環(huán)境的要求。

該礦井為低瓦斯礦井，工作面實行“U”形通風(fēng)，在采煤工作面上隅角、采面上部平巷距回采面≤10m處、工作面回風(fēng)巷距風(fēng)流匯合10～15m處，設(shè)置高低濃度組合式瓦斯傳感器各一個。采煤工作面上隅角和采面上部平巷距回采面≤10m處瓦斯傳感器報警濃度值為≥1%，斷電濃度值為≥1.5%，斷電范圍為工作面及回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備，復(fù)電值為＜1%。工作面回風(fēng)巷距風(fēng)流匯合10～15m處瓦斯傳感器報警濃度值為≥1%，斷電濃度值為≥1.0%，斷電范圍為工作面及回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備，復(fù)電值為＜1%。