矿井监控系统设计 - 图文

1 矿井监控系统

1.1 矿井安全监控系统

1.1.1 安全监控系统设备的选择

一、 矿井安全生产条件

1、 开采技术条件和安全条件 1) 开采技术条件

区内出露地层有第四系；三叠系下统夜郎组；二叠系上统长兴组、龙潭组，二叠系中统茅口组。

地层呈单斜产出，产状较稳定，走向220-230°，倾向40-50°，倾角一般4-11°。地质构造复杂类型属简单类型。

C4号煤层上距长兴组9.57～30.54(一般17m)，厚度1.51～2.71m(平均2.53m)；C9煤层上距C4煤层23m(平均)，厚度1.00～2.66m(平均2.57m)；C15煤层上距C9煤层40m(平均)，厚度0.80～2.22m(平均2.13m)，下距茅口组灰岩顶界3.44～17.80m(一般4.5m)。

顶底板多为炭质页岩、粉砂岩、泥质粉砂、钙质页岩，其抗压强度约20～40Mpa，为不稳定～较稳定顶底板。

2) 安全技术条件 (1) 瓦斯

06年鉴定结果相对瓦斯涌出量36.47m3/t，本设计按AQ1018-2006标准进行了瓦斯涌出量的预测，预测结果为矿井相对瓦斯涌出量40.822m3/t。

(2) 煤尘爆炸性

根据业主提供的鉴定报告(见附件)，鉴定结果C4、C9、C15均为爆炸无爆炸性，本设计三煤层均按无煤尘爆炸性设计。

(3) 煤的自燃性

根据业主提供的鉴定报告(见附件)，鉴定结果C4、C9、C15均为III类，属不易自燃煤层，本设计三煤层均按III类(不易自燃煤层)设计。

(4) 煤与瓦斯突出情况

C9煤层中开采已多次发生突出，为煤与瓦斯突出矿井。

经鉴定C4煤层+1091m标高以上且埋深小于283m的开采范围内不具有突出危险性。 未鉴定区域均按突出煤层设计。 (5) 水文地质条件

煤系顶板长兴组为含水层，距C4煤层一般17m，底板茅口灰岩为强含水层，距离C15煤层一般4.5m，煤系地层为隔水层。

区内未发现老窑，仅有本矿采空区。 水文地质条件中等。 (6) 冲击地压情况 暂按无冲击地压考虑。

2、 矿井开拓开采及生产系统 1) 开拓布置

斜井单水平上下山开拓。

井筒:5条井筒即主斜井、副斜井、进风斜井、一盘区材料井和风井。 水平:一个开采水平(水平标高+1050m)。

大巷:5条，均为已有巷道。其中盘区下部轨道大巷（+1075m）、盘区上部轨道大巷和回风大巷（2条，+1220m）布置于C9煤层；运输大巷布置于C9与C15煤层之间，标高为+1050m。

采区:整个矿井为二个盘区，本设计先采上部一盘区。

车场：副斜井井底为平车场，一盘区材料井井底为甩车场。

硐室:设有井底水泵房、水仓、变电所、盘区煤仓和区段溜煤眼，消防材料库、采区避难

所等硐室。

2) 采区布置及采煤方法 (1) 巷道布置 一盘区联合布置。

上山：已有上山三条，运输、轨道和回风上山，均布置于C9煤层，，通过各区段斜巷联系煤层。

车场:采区下部为甩车场，其余各区段车场为甩入式。 顺槽：单巷布置。

工作面：工作面真斜布置，面长120m，倾角4～9°。 (2) 采煤方法

设计首采C4煤层，工作面为走向长壁后退式采煤法，炮采工艺，采面斜长120m，设计工作面选用DW25-2500/100X外注式单体液压支柱和HDJA-1000型金属铰接顶梁支护顶板，齐梁齐柱式布置，“三四”排控顶，排距1.0m，柱距0.8m，最小控顶距3.2m，最大控顶距4.2m，放顶步距1.0m。回柱绞车选用JH-8型。工作面打眼放炮落煤、溜槽运煤。

掘进工作面为炮掘，配备2×11kw型号为2BKJ-№5.6/22的对旋式矿用防爆局部通风机及煤、岩电钻和凿岩机。

3) 矿井生产系统 (1) 提升运输 A、 煤炭

工作面(刮板输送机)→工作面运输顺槽(转载机+胶带输送机)→区段运输斜巷(铁皮溜槽)→区段溜煤眼→一盘区运输上山(胶带机) →盘区煤仓→运输大巷(胶带机)→主斜井(胶带机)→地面。

B、 辅助运输

①10401工作面运料：地面→一盘区材料井(绞车)→一盘区上部轨道大巷(调度绞车)→一盘区轨道上山(无极绳绞车)→11区段回风斜巷(调度绞车)→工作面回风顺槽(调度绞车)→工作面。

②掘进工作面运料：地面→副斜井(绞车)→盘区下部轨道大巷(调度绞车)→一盘区轨道上山(无极绳绞车)→掘进区段回风斜巷(调度绞车)→各掘进面(调度绞车)

③掘进工作面排矸：与上述运料线路相反。 (2) 通风系统

初期通风方式为并列式。 ①回采工作面(10401面)：新鲜风流从一盘区材料井→一盘区上部轨道大巷→一盘区运输上山、一盘区轨道上山→11区段运输斜巷→10401采面运输顺槽→10401采面→10401采面回风顺槽→11区段回风斜巷→一盘区回风上山→回风大巷→回风斜井→引风道(风机)→地面。

②掘1:局部通风机(安设于一盘区轨道上山)→掘进头1→一盘区回风上山。 ③掘2:局部通风机(安设于一盘区轨道上山)→掘进头2→一盘区回风上山。

本设计各个掘进工作面以及回采工作面均为独立回风，有各自独立的回风系统。

④井下硐室通风：变电所为独立通风；水泵房、消防材料库为通过式通风(位于新鲜风流中)；避难所、信号、调度硐室为扩散通风(深度小于6m)。

风井安设FBCDZ-6-№18（B）型防爆对旋轴流式风机，一台运行，一台备用。配套电机：YBFh315L2-6，电机功率2×132KW，380V，风量范围32～75m3/s，风压范围3080～1350Pa。

局部通风机为2BKJ-№5.6/22的对旋式矿用防爆局部通风机，2×11KW，660V。 (3) 排水系统

A、 副井底部水泵房及排水设施

本矿为斜井开拓，利用副斜井井底(+1075m标高)已有的水泵房及水仓，安设水泵经副井排水。

本设计按矿井正常涌水量50m3/h，最大涌水量150m3/h考虑(储量核实报告预测为正常涌

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水量21m/h，最大涌水量30m/h)，排水垂高38m(水泵房至副井口垂高)。

选择矿上已有的IS125-100-250型矿用离心泵，其流量为173m3/h，扬程为60m，效率75％。电机选用矿用防爆型，功率45kW，660V。

吸水管选择φ225无缝钢管(壁厚4mm)，排水管选择φ200无缝钢管(壁厚3.5mm)。 主排水管设两趟，即工作水管和备用水管，沿副斜井敷设。正常涌水时期一趟工作，一趟备用，最大涌水量时两趟工作。

B、 主井底部水泵房及排水设施

设计另在主斜井井底(+1050m标高)新设水泵房及水仓，安设水泵将主井底部涌出排至盘区下部轨道大巷（+1075m）自流至副井底部主、副水仓。

本设计按矿井正常涌水量50m3/h，最大涌水量125m3/h考虑(储量核实报告预测为正常涌水量21m3/h，最大涌水量30m3/h)，排水垂高25m(主井底部水泵房至盘区下部轨道大巷垂高)。

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选择ISA125-100-315型矿用单级单吸离心泵，其流量为144m/h，扬程为40m，效率74.9％。电机选用矿用防爆型，功率30kW，660V。

吸水管选择φ200无缝钢管(壁厚3mm)，排水管选择φ175无缝钢管(壁厚2.5mm)。

主排水管设两趟，即工作水管和备用水管，沿井底联络巷敷设。正常涌水时期一趟工作，一趟备用，最大涌水量时两趟工作。

(4) 压风系统 地面设空压机房，安设LG-16/8G型风冷式螺杆空气压缩机2台(1用1备)负责井下压风。 (5) 抽放系统

地面设瓦斯抽放泵房，分别安设高低负压抽放泵各2台(均为1用1备)进行井下瓦斯抽放，抽泵放型号均为2BEC-40，功率132kW，380V。

二、 本章编制依据的主要文件 《煤矿安全规程》

AQ1029-2007《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》 AQ6201-2006《煤矿安全监控系统通用技术要求》 AQ1020-2006《煤矿井下粉尘综合防治技术规范》 GB50399-2006《煤炭工业小型矿井设计规范》 三、 设置安全监控系统的重要性

煤矿生产的主要特点之一是井工生产，井下环境差，瓦斯易于集聚，容易引起瓦斯和煤尘爆炸而酿成事故，另一特点是大型机电设备多，如提升机(绞车)胶带运输机、通风机、压风机、电气设备等，这些设备的正常运转与否，对矿井安全生产影响极大。为了实现煤矿安全生产，管理人员能够及时了解和掌握井下环境和设备运转的状态，设置安全监控系统具有及其重要的意义。根据国家煤矿安全监察局文件“关于印发《煤矿初步设计安全专篇编制内容》的通知”，必须要求设计配置矿井安全监测监控系统，对矿井瓦斯，井下环境和大型机电设备的工作状态进行实时监测。以便有关领导及有关工作人员及时了解情况，采取有效措施。该矿按煤与瓦斯突出矿井设计应设置煤矿安全监控系统。

四、 安全监控系统设置的条件及要求 1、 条件

矿井监测监控系统是指对煤矿井上、下的环境参数及有关生产环节的机电设备运行状况进行检测，用计算机对采集的数据进行分析处理，对设备、局部生产环节或过程进行控制的一种系统。

根据《煤矿安全规程》158条“所有矿井必须装备矿井安全监控系统”。同时《煤矿安全规程》、《煤炭工业小型矿井设计规范》、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》等都要求矿井设立安全监控系统。

2、 要求

根据AQ1029-2007(煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范)，煤矿安全监控系统需由具有模拟量、开关量、累计量采集、传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、控制等功能，用于监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、风速、风压、温度、烟雾、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主通风机开停，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制，由主机、传输接口、分站、传感器、断电控制器、声光报警器、电源箱、避雷器等设备组成。

3、 监测监控设备的选择原则

(1)设备须符合有关国家标准和行业标准，经国家煤矿安全监察局授权的有资质的检验机构进行联检合格，取得煤矿矿用产品标志。用于爆炸环境的煤矿安全监控设备，还必须通过国家技术监督局认证的检测机构防爆检验，并取得“MA”。

(2)优先选用本质安全型设备。

(3)安全监测、监控设备必须具有故障闭锁功能。

(4)安全监测、监控设备必须具备甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能。当主机和系统发生故障时，必须保证甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能。当电网停电后安全监测、监控系统必须保证正常工作时间不小于2h。

(5)为防止雷电通过矿井安全监测、监控系统引起井下瓦斯爆炸。系统设备必须具有防雷保护。

(6)为防止人为取消断电功能，保障煤炭安全生产，系统设备必须具有断电状态和馈电状态监测、报警、显示、存储和打印报表功能。

(7)传输设备应符合《中华人民共和国煤炭行业标准煤矿用信息传输装置》(MT/T899-2000)。

(8)安全监测、监控设备之间的输入输出信号必须为本质安全型信号，设备之间必须使用专用阻燃电缆连接，严禁与调度电话线和动力电缆等共用。

(9)符合AQ1029-2007(煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范)之规定和要求。 五、 安全监控系统设备选择 1、 监控系统选择 根据《煤矿安全规程》，安全监测监控设备必须具有故障闭锁功能。安全监测监控设备必须具备瓦斯断电仪和瓦斯风电闭锁装置的全部功能；当主机或系统电缆发生故障时，系统必须保证瓦斯断电仪和瓦斯风电闭锁装置的全部功能；当电网停电后，系统必须保证正常工作时间不小于2h；系统必须具有防雷电保护；系统必须具有断电状态和馈电状态监测、报警、显示、存储和打印报表功能。

设计从系统的主要特点、技术的先进性、性能价格比、用户使用反馈意见、系统的发展前景、对煤矿监测监控特点的适应性以及系统研制单位的技术力量、售后服务的保证程度等方面进行综合性分析，本设计选用矿方已购置安装使用的KJ73N型煤矿综合监控系统。

KJ73N型煤矿安全综合监控系统是重庆梅安森公司开发的品牌产品，该煤矿监测监控系统设备选型设计根据系统的主要特点，技术的先进性、技术性能、软件功能、用户使用反馈意见，系统发展前景，对该矿监测特点的适应性以及售后服务的保证程度方面，选择KJ73N型煤矿安全综合监控系统，该设备先进，功能强，且有较强的密码保护体系，只有授权人员才能登录对系统关健数据进行操作和维护。

1) 系统组成

采用时分制分布式结构，主要由地面监控主机、数据库服务器、网络终端、图形工作站、通信接口、避雷器、系列监控分站、各种传感器和控制执行器等部分组成。是一套集矿井安全监控、生产工况监控内容为一体的矿井安全生产综合监控系统。

2) 系统特点

1)系统能全面满足AQ6201-2006新的煤矿监控系统行业标准，为取得安标证的煤矿监控

系统。

2)产品自配套性强，系列化齐全，性价比高，全套系统设备由重庆煤科院自主研发、生产制造，售后服务有保障。

3)具有良好的开放性和可伸缩性，采用模块化设计，组态灵活。能满足各类型矿井的监控系统最优化最经济运行。

4)地面监控中心运行在标准的EthernetTCP/IP网络环境，操作系统平台为中文Win98/2000/2003，可方便实现网上信息共享和网络互联。支持Internet/Intranet模式的Web系统综合监控信息浏览。

5)系统显示画面采用文本、图形兼容方式，显示信息直观、生动，具有实时多屏显示功能。

6)具有实时数据存储和各种统计数据存储能力。数据存储时间长、查询和报表功能丰富，格式可由用户编排。

7)有系列化，多用途监控分站，功能丰富，具有甲烷断电仪及甲烷风电闭锁装置的全部功能。有完善的数据停电保存能力，确保监测数据和设置数据信息不丢失。配有智能口，可采用RS485通讯方式的各种传感器及设备。

8)当通讯线路断线后，分站能保存2h以上的数据，待通讯线路恢复后，自动将数据补传至中心站。

9)分站及传感器全面实现了智能化和红外遥控调校、设置。分站模拟量和开关量端口可任意互换，并支持多种信号制，有实时数据存储能力。

10)分站电源具有宽范围动态自适应能力，适合矿井电网波动大的严酷环境。其备用电池可保证2h以上的供电容量。

11)独特的三级断电控制和超强异地交叉断电能力(中心站手控、分站程控和传感器就地控制)。具有断电回馈信息比较，若异常则报警。

12)传感器种类齐全，全面满足新的AQ传感器系列行业标准，具有稳定性高、寿命长、功耗低、传输距离远等特点。

13)具有自检功能，可对分站、电源、传感器、电缆等设备进行诊断，能报警和记录并自动切断故障支路。有完善的多级口令保护功能。

14)系统设备具有完善的故障闭锁功能，当与闭锁有关的设备未投入正常运行或故障时能切断与之有关设备的电源并闭锁。

3) 设备主要技术指标：

①容量：128个，1024个输入量，512个控制量 ②传输速率：2400bps

③传输方式：RS485或DPSK

④中心站到分站传输距离：≤25km ⑤分站到传感器传输距离：≤2.5km ⑥巡检周期：≤30s ⑦处理精度：≤±0.5% ⑧画面刷新：≤4s

⑨电源波动：90～110%(地面)15～75%(井下)

⑩处理传感器种类：瓦斯、风速、负压、一氧化碳、水位、煤位、温度、烟雾、开停、风门、馈电、流量、电流、电压、功率等。

2、 监控分站选择

KJF16/F8大、中型分站是KJ73N型煤矿监控系统的关键配套设备，主要实现对各类传感器的数据采集、实时处理、存储、显示、控制以及与地面监控中心的数据通信。具有红外遥控初始化设置功能。可独立使用，实现瓦斯断电仪和瓦斯风电闭锁装置的全部功能。

容量:KJF16/F8分别是16/8个输入端口，8/5个控制输出(模拟量和开关量可任意互换)

电源电压:36、127、220、380V、660V 本安电源:18VDC或24VDC

输入信号:200-1000Hz，1-5mA、1/5mA、触点 输出信号:电平、触点

分站至传感器距离:≤2.5km 处理误差:≤±0.5％

断电容量:36V/5A、660V/0.3A 防爆型式:ExibⅠ矿用本安型 1) 主要功能

KJF8/KJF16型井下监控分站(以下简称分站)是一种以嵌入式芯片为核心的微机计算机系统，可挂接多种传感器，能对井下多种环境参数诸如瓦斯、风速、一氧化碳、负压、设备开停状态等进行连续监测，具有多通道，多制式的信号采集功能和通讯功能，通过工业以太网或总线方式能及时将监测道德各种环境参数、设备状态传送到地面中心站，并执行中心站发出的各种命令，及时发出报警和断电控制信号。

2) 功能特点

1为井下所挂接的各种传感器、断电器提供工作电源； ○

2采集各传感器的实测参数，设备运行状况、开停状态； ○

3通过工业以太网快速向地面的系统中心站传送巡检参数； ○

4通过RS485方式向地面中心站传递参数； ○

5执行地面中心站发往井下的各种控制命令； ○

6对异常状况超限状况进行断电控制； ○

7分站具有与传输接口双向通信及工作状态指示功能； ○

8分站具有甲烷、风速、风压、一氧化碳、温度等模拟量采集及显示功能，模拟量输入○

信号采用频率型模拟信号；

9分站具有馈电状态，风筒开关，风门开关、烟雾等开关量采集及显示功能； ○

10分站具有累计量采集及显示功能； ○

11分站具有控制风电、瓦斯闭锁功能； ○

12分站具有初始化参数设置和掉电保护功能。○初始化参数可通过中心站软件输入和修改； 13分站具有自诊断和故障指示功能； ○

14分站具有备用电源，当电网停电后，能对甲烷、风速、风压、一氧化碳、局部通风机○

开停、风筒状态等主要监控量继续监控。

d.主要技术指标：

1分站工作电压：12VDC，最大工作电流：300mA； ○

2模拟量信号：200HZ～1000HZ的频率量信号； ○

3开关量信号：1mA/5mA的电流信号； ○

4累计量输入处理误差：累计量输入处理误差不大于0.5％； ○

5数字量信号:与外接数字量信号的传感器采用RS-485方式进行数据交换，最大工作电○

压幅值≤5V，最大工作电流幅值≤150mA;

6控制量信号：采用本安高低电平或无源继电器触点输出； ○

7系统信号传输：○采用RS-485通讯方式：数据传输速率为2400bps数据传输速率为10/100采用以太网通讯方式

8分站信号端口 ○名称 模拟量信号/开关量信号输入口(通过中心站软件设置可以互相转换) 数字量输入口 KJF16型井下监控分站 16路 1路 KJF8型井下监控分站 8路 1路 信号采集端口 断电控制端口 通讯端口 脉冲量输入口 1路 近程断电输出口 2路 远程断电输出口 6路 RS-485通讯口 1路 10/100Mbps自适应以太网口 1路 注：表中的所有端口均为本安端口。 1路 1路 4路 1路 1路 3、 分站电源选择 设计选择KDW0.3/660系列矿用隔爆兼本安直流稳压电源。该适用于煤矿井下有瓦斯和煤尘存在的场所或需要本质安全直流电源的地方，为矿井监控分站、防爆交换机、传感器等提供本质安全直流稳压电源。采用先进的电源模块对输入的电源进行处理，使电路有完全独立的本安输出，每路均设计有双重的过压过流以及过热保护，加之采用了先进的工艺，使效率高达90%以上。

主要技术指标： (1)电源波动适应性

输入电源电压(可选)：660/380/220V，50Hz 输出电源电压(可选)：5/12/18/24VDC等 (2)传输介质

稳压电源至分站、传感器传输介质为煤矿用聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆 (3)电源类型

KDW0.3/660(A)KDW0.3/660(B)KDW0.3/660(C)KDW0.3/660(D) 4、 监测传感器选型

本设计选择与KJ73N配套的以下各类传感器，设备安装时厂家必须提供和配备与KJ73N相配套的传感器。

1) 甲烷传感器

(1) 高低浓度甲烷传感器(KG9001C型) 测量范围:0～100.00%CH4

测量精度:0.00～1.00%CH4≤±0.10%CH4

1.00～2.00%CH4≤±0.20%CH4 2.00～4.00%CH4≤±0.30%CH4 4.00～40.00%CH4≤±8.00%CH4

40.00～100.00%CH4≤±10.00%真值(相对误差)

元件检测反应速度:≤30s 调校周期:≤1个月 使用寿命:≥1.5年

信号带负载能力:0～400Ω

报警方式:二级间歇式声光报警，≥80dB(声强)，能见度>20m(光强) 报警点范围:0.5～2.5%CH4连续可调 采样方式:扩散式

整机工作电压:9～24VDC 整机工作电流:≤70mADC

传输距离:2km(供电18VDC使用1.5mm2截面铜芯电缆) 输出信号:200～1000Hz、1～5mADC 防爆型式:ExibdⅠ矿用本安兼隔爆型 (2) 低浓度甲烷传感器(KG9701A型) 测量范围:0～4.00%CH4(0～10.00%CH4) 测量精度:0.00～1.00%CH4≤±0.10%CH4

1.00～2.00%CH4≤±0.20%CH4

2.00～4.00%CH4≤±0.30%CH4

4.00～10.00%CH4≤±8.00%真值(相对误差)

元件检测反应速度:≤20s 调校周期:≤1个月 使用寿命:≥1.5年

信号带负载能力:0～400Ω

报警方式:二级间歇式声光报警，≥85dB(声强)，能见度＞20m(光强) 报警点范围:0.5～2.5％连续可调 采样方式:限制扩散式 整机工作电压:9～24VDC

传输距离:3km(供电18VDC使用1.5mm2截面铜芯电缆) 输出信号:200～1000Hz、1～5mADC 防爆型式:ExibdⅠ矿用本安兼隔爆型 2) 风速传感器(KGF15型) 测量范围:0.3～15m/s 基本误差:≤±0.3% 工作电压:9～24VDC 工作电流:≤70mADC

显示方式:就地显示3位LED

输出信号:1～5mADC、200～1000Hz 防爆型式:ExibⅠ矿用本安型

3) 风流压力传感器(GF100F(A)型) 测量范围:0～100kPa 测量误差:≤±1％F.S

输出信号:200～1000Hz、l～5mADC、0～5VDC、4～20mADC等 工作电压:9～24VDC 工作电流:≤60mADC

显示方式:三位半LED数字显示 防爆型式:ExibⅠ矿用本安型

4) 一氧化碳传感器(GTH500(B)型) 工作电压:9～24VDC 工作电流:＜100mADC 检测范围:0～500PPmCO

检测误差:F.S范围内5%(相对误差)

显示方式:三位红色LED显示(分辨率:1PPmCO) 输出信号:200～1000Hz、1.0～5.0mADC 防爆型式:ExibⅠ矿用本安型 5) 温度传感器(GW50(A)型) 电源电压:9～24VDC 最大工作电流:＜40mADC

输出信号制:200～1000Hz、1～5mADC、0～5VDC、4～20mADC等 测量范围:0～50℃ 测量误差:±0.5℃

显示方式:三位半LED显示测量值，发光二极管指示灯相应亮红灯 防爆型式:ExibⅠ矿用本安型

6) 液位传感器(KGU9901型) 测量范围:0～5m 基本误差:≤±1% 工作电流:≤30mADC

输出信号:电流、电压或频率信号 显示方式:三位LED显示 防爆型式:ExibⅠ矿用本安型

7) 瓦斯抽放多参数监测传感器(GD4型)

主要用于矿井瓦斯抽放浓度(C)负压(P)温度(T)压差(H)标准状态(温度20℃，大气压力100kPa)下的纯瓦斯流量(A)和混合量(L)等参数的检测和计算。

监测参数:浓度(CH4)负压(P)差压(H)温度(T) 测量范围:

a)甲烷浓度(4～100)%显示分辨率为0.1%CH4 b)负压(0～100)KPa显示分辨率为0.1kPa

c)压差(0～5.0)KPa显示分辨率为0.01kPa(1毫米水柱) d)温度(0～50.0)℃显示分辨率为0.1℃ 测量精度:

CH44.0～40.0%真值的±10%

40.0～100.0%测量上限的±10%

P±2%(F.S) H±2%(F.S) T±2%(F.S)

信号输出参数:浓度(CH4)负压(P)瓦斯纯流量(A) 反应时间:不大于30秒

供电电压:9V～24VDC本安电源 工作电流:不大于180mA 最大输入电压:18.5V 最大输入电流:360mA 防爆标志:ExibI

8) 设备开停传感器(GT-L(A)型)

对各种机电设备(如通风机、局扇、水泵等)开、停状态的连续实时监测。 电源电压:9～24VDC

工作电流:1/5mADC、5/-5mADC、无电位(继电器)触点、信号制时＜30mADC、其它信号制时＜15mADC

工作方式:锁固吊挂于被测电缆上，连续工作

输出信号:1/5mADC、0～5VDC、±5mADC、无电位触点 显示方式:绿色灯为电源指示、红色灯指示开停 防爆型式:ExibⅠ矿用本安型 9) 烟雾传感器(GQF0.1(A)型)

预报自然发火及各种皮带火灾，能对烟雾进行就地监测、遥测和集中监视。 工作电压:9～24VDC

响应时间和报警:＜60s声报警

输出信号(无烟/有烟):1.0(4.0)/5.0(20.0)mADC、200/1000Hz可调 继电器接点(无烟/有烟):通(ON)/断(OFF) 10) 粉尘传感器(GCG500型)

总粉尘浓度测量范围:0.1～500mg/m3

测量误差:±15%

输出信号:200～1000Hz、1～5mA 采样流量:2L/min

电源:9～18ＶＤＣ(本安电源) 防爆型式:ExibⅠ矿用本安型

11) 风门开闭传感器(GML(A)型)

用于检测煤矿井下通风系统风门的开闭状态，输出多种信号制，具有现场风门“开”、“闭”状态的指示。

12) 风筒传感器(GY15型)

主要用于检测煤矿井下通风用局扇内的风压，实现对风筒内风压的连续监测，用以防止对风筒的人为损坏所造成的跑风漏风现象。杜绝事故的发生。

风压传感器为井下悬挂卡式仪器，在使用时应严格按照有关规定执行，防止发生意外事故。其防爆型式为矿用本质安全型，防爆标志为:ExibI。

13) 远程断电器(KDG2型)

主要适用于煤矿井下馈电开关控制回路的远程断电控制和馈电传感监测，为隔爆兼本安型结构，可与KJ73N等监控系统分站配套使用。主要特点有采用高压继电器控制，适用于矿井馈电开关的交、直流高低压控制回路；采用光电隔离技术，对被控开关负荷进行馈电传感监测，有效防止井下瓦斯超限“假断电”现象；具有断电控制适应性强，馈电传感监测可靠等优点。

主要技术指标:

输入控制信号:无源触点或电平控制 输出控制方式:强继电器触点

分站到断电器控制距离:≥10km(无源触点信号) ≥2km(电平控制信号)

断电控制容量:36V/5A或660V/0.5A 断电控制指标:红灯亮表示断电控制

馈电输入电压:660/380/220/127/36VAC(可选)

馈电输出信号:0/1mA/5V(分别对应断线/无电/有电状态)。

断电输入/输出:2路断电输入，2路断电输出，可实现1控2或2控2 馈电监测:2路

5、 传输设备选择

1) 传输设备及器材选型原则

传输设备应符合《中华人民共和国煤炭行业标准煤矿用信息传输装置》(MT/T899-2000)。用于监测监控系统的误码率不应大于10-8，最大巡检周期不应大于30s。安全监测监控设备之间的输入输出信号必须为本质安全型信号，设备之间必须使用专用阻燃电缆连接，严禁与调度电话线和动力电缆等共用。

2) 传输设备选择

选择与KJ73N配套的KJJ46型数据通信接口，通讯方式为DPSK/RS485，传输电缆选择MHYV型煤矿用信号电缆。接线盒为防爆三通(CZ-3)和二能(CZ-2)接线盒。

KJJ46数据通信接口是KJ73N型煤矿监控系统的关键设备，主要实现地面中心站与井下监控分站之间的数据双向通信、地面非防爆设备与矿井防爆设备之间的电气安全隔离等功能。

通讯方式：DPSK/RS485 通讯速率：2400bps 通讯距离：25km 六、 安全监测监控系统设备必须严格执行“四位一体”综合防突措施并经效果检验。 地点 设备名称 型号 单位 数量

总站 分站 接线盒 电缆 监控主机 打印机 UPS电源 避雷器 通讯接口 大型分站 中型分站 分站电源 小型断电箱 监控仪后备电源 三通 两通 中心站至地面及井下各分站 分站至模拟量传感器之间 分站至开关量传感器之间 IPC610 HpLaserJet 山特2KVA在线不间断电源 DHX90避雷器 KJJ46 KJF16 KJF8 KDW0.3/660 KJF19.1 KJ101N-D CZ-3 CZ-2 MHYV-1×4×1.0 MHYV-1×4×7/0.52 MHYV-1×2×7/0.28 台 台 台 台 个 台 台 台 台 台 个 个 Km Km Km 2 1 1 2 2 8 2 9 3 1 40 30 12.61 4200 5000 七、 安全监测监控系统选择的合理性、可靠性分析 KJ73N型煤矿安全综合监控系统在煤矿行业得到了很好的推广应用，并在其它非煤矿行业如环保、化工、公路、铁路、隧道及民用方面也得到应用。KJ73N型煤矿安全综合监控系统具有成套性好，可靠性高等特点。

到目前为止，KJ73N型煤矿安全综合监控系统用户遍及全国多个省区，反映良好，取得了较好的经济效益和社会效益。

KJ73N型煤矿安全综合监控系统可增容扩大监测范围和增加监测传感器。 设备必须故障闭锁功能:当与闭锁控制有关的设备未投入正常运行或故障时，必须切断该监控设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当与闭锁控制有关的设备工作正常并稳定运行后，自动解锁。

设备具备甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能；当主机或系统电缆发生故障时，系统必须保证甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能；当电网停电后，系统能保证正常工作时间不小于2小时；系统具有防雷电保护；系统具有断电状态和馈电状态监测、报警、显示、存储和打印报表功能。

设计监测监控总站设在地面办公楼内，井下各分站设在进风巷道中，选择了KJJ46型数据通信接口和符合MT818标准的传输电缆，能较好的保证系统的可靠性。

1.1.2 地面中心站设置

一、 地面中心站设置

地面中心站设在工业场地办公楼生产调度室内，以便矿领导及有关部门可随时查看全矿的监测监控实时信息，及时准确地掌握当前的各类的生产工况信息，以便做出正确的决策。

KJ73N型煤矿综合监控系统采用时分制分布式结构，主要由地面中心站、网络终端、图形工作站、通信接口、关时多屏、系列监控分站、各种传感器和控制执行器等部分组成。地面中心站主机连续不断地轮流与各个分站进行通信，每个分站接收到主机的询问后，立即将该分站接收的各测点的信号传给主机，各分站又不停地对接收到的传感器信号(开关量、模拟量)进行检测变换和处理，时刻等待主机的询问，以便把检测的参数送到地面。需要对井下设备进行控制时，主机将控制命令与分站巡检信号一起传给分站，由分站输出通过远动开关控制设备。监控主机将接收到的实时信息进行处理和存盘，并通过本机显示器、电视墙、模拟盘等外设显示出来。可显示各种工艺过程模拟盘、测量参数表、各种参数的实时或历史曲线、柱状图、圆饼图等，也可通过打印机打印各种报表，或通过绘图仪绘制各种图表和曲线。

中心站配备两台PⅣ以上品牌工控机作为监测主机(互为备用)，主机的RS232串行口通过KJJ46传输接口与地面、井下各分站通讯。当工作主机发生故障时，备份主机应在5min内投入工作。两台主机均插有网卡，作为计算机网络的一个工作站，监测主机的信息可以进入全

矿井计算机综合管理信息网。监测主机配置一台彩色打印机，系统配置一台激光打印机。中心站计算机电源由电网经交流净化电源供给，同时配备在线式UPS电源，以保证在电网停电时系统的正常工作时间不小于两小时。

二、 主机和终端设置 地面中心站配备： 型号：KJ73N

配置监控主机IPC6102台，数据库服务器2台 图形工作站1台(可选配4屏或2屏多屏模式) KJJ46数据通信装置2台 LQl600K或喷墨打印机1台 山特2KVA在线不间断电源1台 DHX90避雷器1套

10/100M自适应网络集线器1台

可配接多达255台远程网络终端，实现在不同地点监控信息的远程实时共享。

软件运行平台为WIN98/2000/2003环境，通过Ethernet以太局域网组成全网络化环境，协议支持标准TCP/IP等。

另外，联网主机必须配防火墙等网络安全措施。

当系统显示井下某一区域瓦斯超限并有可能波及其它区域时，中心站值班员应按瓦斯事故应急预案手动遥控切断瓦斯可能波及区域的电源。

三、 中心站供电

中心站设双回路供电并配备不小于2h的在线式不间断电源，双回路电源取自主井地面变电所不同母线段。计算机系统的电源设备应提供稳定可靠的电源。供电电源设备的容量应具有一定的余量。计算机系统的供电电源技术指标应按GB/T9361-1988《计算站场地技术要求》中的第9章的规定执行。机房须配备电源稳压设备，为计算机主机和终端配备UPS备用电源。计算机系统接地应采用专用地线。专用地线的引线应和大楼的钢筋网及各种金属管道绝缘。计算机机房应设置应急照明和安全出口的指示灯，并安设录音电话。

四、 中心站安全防护 1、 中心站选址要求

中心站选址应避开如下区域:发生火灾危险程度高的区域；有害气体来源以及存放腐蚀、易燃、易爆物品的地方；低洼、潮湿、落雷区域和地震频繁的地方；强振动源和强噪音源；强电磁场的干扰的地方；设在建筑物的高层或地下室，以及用水设备的下层或隔壁；重盐害地区。

2、 中心站室内装修要求

中心站室内装修材料应符合《建筑设计防火规范》GB50016-2006中规定的难燃材料和非燃材料，应能防潮、吸音、不起尘、抗静电等。计算机机房地面应铺设活动地板，活动地板应是难燃材料或非燃材料。活动地板应有稳定的抗静电性能和承载能力，同时耐油、耐腐蚀、柔光、不起尘等。具体要求应符合SJ/T10796-19《计算机机房用活动地板技术条件》。异型活动地板提供的各种规格的电线、电缆、进出口应做得光滑、防止损伤电线、电缆。活动地板下的建筑地面应平整、光洁、防潮、防尘。在安装活动地板时，应采取相应措施，防止地板支脚倾斜、移位、横梁坠落。

3、 中心站防火要求

与中心站相关的其余基本工作房间及辅助房间，其建筑物的耐火等级不应低于《建筑设计防火规范》GB50016-2006中规定的三级耐火等级。

4、 火灾报警及消防设施 中心站应装设火灾报警设施。

中心站内应设置卤代烷1211或1301灭火器。禁止使用水，干粉或泡沫等易产生二次破

坏的灭火剂。

5、 中心站空调系统配置要求

计算机机房应采用专用空调设备，空调电源不能与监测监控系统共用。机房空气温度t=18～26℃，噪声≤47dB(A)，湿度≤80％，灯光照度符合卫生标准。中心站前环境条件应满足厂家关于安装环境的对中心机房的技术要求。

6、 其它设备和辅助材料

计算机机房使用的磁芯柜、磁带柜、终端点等辅助设备应是难燃材料和非燃材料，应采取防火、防潮、防磁、防静电措施。计算机机房内所使用的纸，磁带和胶卷等易燃物品。要放置于金属制的防火柜内。

7、 其他防护和安全管理 1) 防静电

计算机机房的安全接地应符合GB/T9361-1988中的规定。(注：接地是防静电采取的最基本措施)；在易产生静电的地方，可采用静电消除剂和静电消除器。

2) 防雷击

计算机机房应符合GB50057《建筑防雷设计规范》中的防雷措施。在雷电频繁区域，应装设浪涌电压吸收装置。

3) 防鼠害

在易受鼠害的场所，机房内的电缆和电线上应涂敷驱鼠药剂。计算机机房内应设置捕鼠或驱鼠装置。

五、 中心站装备要求

根据AQ1029—2007第9.1条，其中心站装备要求相关规定如下：

1、煤矿安全监控系统的主机及系统联网主机必须双机或多机备份，24 h不间断运行。当工作主机发生故障时，备份主机应在5min内投入工作。

2、中心站应双回路供电并配备不小于8h在线式不间断电源。 3、中心站设备应有可靠的接地装置和防雷装置。 4、联网主机应装备防火墙等网络安全设备。 5、中心站应使用录音电话。

1.1.3 分站及传输电缆设置

一、 分站设置

1、 分站设置的原则

井下分站应安设在便于人员观察、调试、校验及支护良好、无滴水、无杂物的进风巷道或硐室中，安设时应架设支架，或吊挂在巷道中，使其距离巷道底板不小于300mm。

分站主要实现对各类传感器数据采集、实时处理、存储、显示/控制和与地面监控中心的数据通信，具有红外遥控初始化设置功能。分站可单独使用于井上井下各种场合，实现瓦斯断电仪和瓦斯风电闭锁装置的全部功能。分站使用带备用电池电源(独立供电＞2h)，当系统因井下发生事故而使系统瘫痪时，仍可从分站调出事故前后有关参数的变化情况供事故分析用。

矿井采区设计、采掘作业规程和安全技术措施必须明确中心站及各分站设备型号、数量及功能，明确分站设置地点、电源配置及控制区域，并根据实际布置及时修改，同时将检测检验内容列入管理制度。

分站供电电源必须取自被控开关的电源侧，严禁接在被控开关的负荷侧。供电电源严禁设置在下列区域：断电范围内；采煤工作面、采面进风巷和回风巷内；掘进工作面内。分站及电源必须设置在新鲜风流巷道或硐室中，不得设置于回风流巷道或硐室内。

2、 井下分站场地的技术安全要求

(1)井下分站所在巷道处，应加强支护，其支护材料应采用不燃材料进行支护； (2)监控分站应设在新鲜风流中；

(3)井下分站应设在直线巷道中，不得设在运输巷拐弯处； (4)井下分站应设置在巷道顶板稳定、无淋水的干燥处； (5)设置井下分站的巷道壁垒面应抹光平整，刷白；

(6)井下分站的电缆应在巷道壁面上固定整齐，不得随意吊挂； (7)分站不得直接放置地上，应放置在离地30㎝的固定架上。 (8)井下分站周围必须安设防爆照明灯。

3、 分站及隔爆电源设置地点、监测及断电范围

本设计共设10个分站(其中大型分站8个，中型分站2个)，地面设有3个分站，井下设有7个分站，共监测模拟量59个，开关量56个，另有控制量5个。各总站及分站设置点、监测及断电范围见下表： 监测、控制点数序号编号型号设置地点监测范围模拟量开关量控制012345678910总站F1F2F3F4F5F6F7F8F9F10KJ73NKJF16KJF16KJF16KJF8KJF16KJF8KJF16KJF16KJF16KJF16调度室内全矿井59476484558856114436355781121掘进头1全部设备掘进头2全部设备采面、采面运输顺槽采面回风顺槽5采掘面地面中心站地面分站地面分站地面分站井下分站井下分站井下分站井下分站井下分站井下分站井下分站断电范围备 注风机值班主要通风机、风井、房一盘区材料井瓦斯值班瓦斯泵房及输入管路房空压机、主斜井、副空压机房斜井副斜井底副斜井底部水泵房部水泵房主斜井底主斜井底部水泵房、部水泵房运输大巷盘区变电盘区变电所、运输上所山局部通风掘进面1机1处局部通风掘进面2机2处上山联络采面、采面运输顺槽巷上山联络采面回风顺槽巷地面分站供电电源取自地面变电所，井下取自井下变电所。 二、 传输设备及电缆

1、 传输设备及器材选型原则 传输设备应符合《中华人民共和国煤炭行业标准煤矿用信息传输装置》(MT/T899－2000)。

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用于监测监控系统的误码率不应大于10，最大巡检周期不应大于30s。安全监测监控设备之间的输入输出信号必须为本质安全型信号，设备之间必须使用专用矿用阻燃电缆连接，严禁与调度电话线和动力电缆等共用。

2、 传输设备及器材型号、数量

传输接口设备为KJJ46数据通信装置，通讯方式为DPSK/RS485。

根据《煤矿安全规程》规定，井下电缆必须选用经检验合格的并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。本系统选用阻燃型的矿用信号电缆，中心站至地面及井下各分站之间采用MHYV-1×4×1.0型信号电缆；分站至模拟量传感器之间采用MHYV-1×4×7/0.52型信号电缆；分站至开关量传感器之间采用MHYV-1×2×7/0.28型信号电缆；控制电缆采用MHYV-1×2×7/0.28型信号电缆。电缆每隔100m作一黄色标志，标志电缆长度为100mm，电缆的敷设、连接方式按相关规程规范的规定执行。

信号电缆之间采用防爆三通接线盒(CZ-3)和防爆二通接线盒(CZ-2)连接。 3、 传输电缆敷设 (1)电缆必须悬挂：

①在水平巷道或倾角在30°以下的井巷中，电缆应用吊钩悬挂；

②倾角在30°及其以上的井巷中，电缆应用夹子、卡箍或其他夹持装置进行敷设。夹持装置应能承受电缆重量，并不得损伤电缆。

本矿初期巷道中倾角最大的为进风斜井为30°，因此电缆应用夹子、卡箍或其他夹持装置进行敷设。其余井筒、采区上山和区段斜巷以及运输大巷、轨道大巷和回风大巷等巷道倾角均在30°以下，巷道内传输电缆可应用吊钩悬挂。

(2)水平巷道或倾斜井巷中悬挂的电缆应有适当的弛度，并能在意外受力时自由坠落。其悬挂高度应保证电缆在矿车掉道时不受撞击，在电缆坠落时不落在轨道或输送机上。

(3)电缆悬挂点间距，在水平巷道或倾斜井巷内不得超过3m。

(4)电缆不应悬挂在风管或水管上，不得遭受淋水。电缆上严禁悬挂任何物件。电缆与压风管、供水管在巷道同一侧敷设时，必须敷设在管子上方，并保持0.3m以上的距离。在有瓦斯抽放管路的巷道内，电缆(包括通信、信号电缆)必须与瓦斯抽放管路分挂在巷道两侧。盘圈或盘“8”字形的电缆不得带电。

(5)电缆采用防爆接线盒。

1.1.4 甲烷传感器的设置

一、 回采工作面甲烷传感器设置 传感器 数量 设置地点 布置及要求 备注 (1)工作面上隅角设甲烷传感器(T0)1个 (2)工作面设甲烷传感器(T1)1个，布置在距①甲烷传感器应垂直悬挂，距顶板(顶梁、屋顶)报警、断电、工作面出口不大于10m的位置 不得大于300mm，距巷道侧壁(墙壁)不得小于复电值及断4 (3)工作面回风巷设置甲烷传感器(T2)1个，200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车 电范围要求布置在回风顺槽巷道口10～15m的地方 ②掘进工作面长度大于1000m时，必须在掘进巷见表10-1-1 (4)工作面进风巷设置甲烷传感器(T3)1个，道中部增设甲烷传感器 布置在距工作面出口不大于10m的位置 甲烷传感器 回采工作面甲烷传感器布置布置见图10-1-1。

图10-1-1回采工作面甲烷传感器布置示意图

二、 掘进工作面甲烷传感器设置 传感器 数量 布置及要求 备注 ①甲烷传感器应垂直悬挂，距顶板(顶梁、屋顶)(1)每个掘进工作面设甲烷传感器(T1)1个，报警、断电、不得大于300mm，距巷道侧壁(墙壁)不得小于与掘进工作迎头距离≤5m 复电值及断4 200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车 (3)每个掘进工作面回风流设甲烷传感器电范围要求②采煤工作面的回风巷长度大于1000m时，必须(T2)1个，距巷道回风口10～15m 见表10-1-1 在回风巷中部增设甲烷传感器 设置地点 甲烷传感器 掘进工作面甲烷传感器布置布置见图10-1-2。

图10-1-2掘进工作面甲烷传感器布置示意图

三、 其他地点甲烷传感器设置 地点 数量 盘区煤仓 1 区段溜煤眼 1 风井 1 副井井底水仓 1 主井井底水仓 1 井下变电所 1 瓦斯泵房 1 合计 7 设置地点 煤仓上口 煤仓上口 风井测风站 水仓入口 水仓入口 变电所内 瓦斯泵房内 布置及要求 备注 报警、断电、复电值及断垂直悬挂，距顶板(顶梁、屋顶)不得大于300mm，距电范围要求巷道侧壁(墙壁)不得小于200mm，并应安装维护方便 见表10-1-1 瓦斯抽放泵站内距房顶300mm处 四、 甲烷传感器报警、断电、复电值及断电范围 见表10-1-1。

表10-1-1 CH4传感器的报警浓度、断电浓度、复电浓度和断电范围 甲烷传感器设置地点 采煤工作面上隅角 采煤工作面 采煤工作面回风巷 回采工作面进风巷 采煤工作面回风巷中部 掘进工作面 掘进工作面回风流中 掘进巷道中部 总回风流 采区回风巷 甲烷传感器编号 报警浓度 断电浓度 复电浓度 ≥1.0%CH4 ≥1.5%CH4 ?1.0%CH4 断电范围 T0 T1 T2 T3 T1 T2 地面瓦斯抽放泵站室内 瓦斯抽放输入管路中 不利用瓦斯的瓦斯抽放泵站输出管路中 矿用防爆特殊型电机车便携式甲烷检测报警仪 井下煤仓 工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备 工作面及其进、回风巷内全部非本质安全≥1.0%CH4 ≥1.5%CH4 ?1.0%CH4 型电气设备 工作面及其回风巷内全部非本质安全型≥1.0%CH4 ≥1.0%CH4 ?1.0%CH4 电气设备 ≥0.5%CH4 ≥0.5%CH4 ?0.5%CH4 进风巷内全部非本质安全型电气设备 工作面及其回风巷内全部非本质安全型≥1.0%CH4 ≥1.0%CH4 ?1.0%CH4 电气设备 ≥1.0%CH4 ≥1.5%CH4 ?1.0%CH4 掘进巷道内全部非本质安全型电气设备 ≥1.0%CH4 ≥1.0%CH4 ?1.0%CH4 掘进巷道内全部非本质安全型电气设备 ≥1.0%CH4 ≥1.0%CH4 ?1.0%CH4 掘进巷道内全部非本质安全型电气设备 ≥0.70%CH4 — — 采区回风巷内全部非本质安全型电气设≥1.0%CH4 ≥1.0%CH4 ?1.0%CH4 备 ≥0.5%CH4 ≤25%CH4 ≤30%CH4 — — 本矿30万t/a，设计利用 ≥0.5%CH4 煤仓运输的各类运输设备及其他非本质安全型电源 井底水泵房 ≥1.0%CH4 — — — 井底水仓 ≥1.0%CH4 — — — 封闭的地面选煤厂内 ≥1.5%CH4 ≥1.5%CH4 ?1.5%CH4 选煤厂内全部电气设备 地面皮带走廊皮带机滚筒上方 ≥1.5%CH4 ≥1.5%CH4 ?1.5%CH4 皮带走廊内全部电气设备 注：(1)采面回风巷、掘进巷道超过1000m增设中部甲烷传感器，并按上述要求执行 ≥1.5%CH4 ≥1.5%CH4 ?1.5%CH4 (2)瓦斯抽放管设多参数传感器，具有瓦斯监测功能，并按上述要求执行 1.1.5 其它传感器的设置 一、 风速传感器 地点 数量 主斜井 1 副斜井 1 进风斜井 1 一盘区材料井 1 风井 1 布置及要求 ①垂直悬挂，距顶板(顶梁)不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车 ②风速传感器应设置在巷道前后10m内无分支风流、无拐弯、无障碍、断面无变化、能准确计算风量的地点 ③风流方向与传感器的风流指向偏工作面回风流设风速传感器1个，布差不大于5度 1 置在回风顺槽回风巷道口10～15m的＜0.25m/s或＞4m/s ④当风速低于或超过规定值时，应发地方 出声、光报警信号 6 设置地点 带式输送机滚筒下风侧10-15m 带式输送机滚筒下风侧10-15m 带式输送机滚筒下风侧10-15m 带式输送机滚筒下风侧10-15m 报警值 ≥0.0024%CO ≥0.0024%CO ≥0.0024%CO ≥0.0024%CO ≥0.0024%CO 报警值 设置地点 水泵房内 水泵房内 变电所内 设置地点 带式输送机滚筒下风侧10-15m 带式输送机滚筒下风侧10-15m 带式输送机滚筒下风侧10-15m 带式输送机滚筒下风侧10-15m 设置地点 主、备用空压机启动开关负荷侧 主、备用风机启动开关负荷侧 主、备用泵启动开关负荷侧 主、备用泵启动开关负荷侧 启动开关负荷侧 启动开关负荷侧 启动开关负荷侧 工作、备用、检修水泵启动开关负荷侧 报警值 报警值 监测设备开停 状态 布置及要求 报警值 ≥34° ≥34° ≥34° 布置及要求 应垂直悬挂，距顶板(顶梁)不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm，并应安装维护方便 布置及要求 布置及要求 应垂直悬挂，距顶板(顶梁)不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车 布置及要求 设置地点 测风站 测风站 测风站 测风站 测风站 报警值 ＞4m/s ＞8m/s ＞8m/s ＞8m/s ＞15m/s 工作面回风顺槽 合计 地点 主斜井 运输大巷 二、 一氧化碳传感器 数量 1 1 一盘区运输上山 2 工作面运输顺槽 1 合计 地点 引风道 合计 应垂直悬挂，距顶板(顶梁)不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车 距回风顺槽回风巷道口10～15m(运输顺槽带式输送机运输，考虑增设) 5 数量 1 设置地点 主要通风机的风硐内应设置风压传感器(引风道内) 三、 风压传感器 1 四、 温度传感器 地点 数量 副井底部水泵房 1 主井底部水泵房 1 变电所 1 合计 3 五、 烟雾传感器 地点 主斜井 运输大巷 数量 1 1 一盘区运输上山 2 工作面运输顺槽 1 合计 5 六、 设备开停 地点 地面空压机 主要通风机 高负压抽放泵 高负压抽放泵 主斜井胶带机 副斜井绞车 一盘区材料井绞车 副井底部主排水泵 数量 2 2 2 2 1 1 1 3 主井底部主排水泵 运输大巷胶带机 无极绳绞车 顺槽转载机 工作面刮板输送机 掘进1局部通风机 掘进2局部通风机 合计 地点 数量 掘进头1风筒 1 掘进头1风筒 合计 地点 瓦斯泵房 合计 1 2 数量 2 2 地点 风井安全出口 风井引风道闸门 回风斜井底部联络巷 3 1 1 1 1 2 2 28 工作、备用、检修水泵启动开关负荷侧 启动开关负荷侧 启动开关负荷侧 启动开关负荷侧 启动开关负荷侧 启动开关负荷侧 启动开关负荷侧 主、备用风机启动开关负荷侧 主、备用风机启动开关负荷侧 设置地点 风筒末端 风筒末端 设置地点 高低负压抽放泵防回火装置 风门类型 双向风门 风闸 双向调节风门 双向风门 双向调节风门 双向调节风门 双向调节风门 双向调节风门 双向风门 双向风门 双向调节风门 双向调节风门 数量 1 1 1 1 1 1 6 设置地点 煤仓下口装载点下风侧 煤仓下口装载点下风侧 转载点回风侧5～10m 距工作面上出口不大于10m的位置 掘进头1回风流中 掘进头1回风流中 报警值 数量 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 24 报警值 报警值 报警值 监测有风无风 布置及要求 一盘区运输上山胶带机 2 工作面运输顺槽胶带机 1 七、 风筒传感器 八、 压差传感器 布置及要求 设置地点 每组1个，监测风门一道正向，状态 一道反向 报警值 布置及要求 九、 风门传感器 回风大巷与盘区上部轨道大巷联络巷 一盘区回风上山底部 盘区变电所处 局部通风机1处 局部通风机2处 轨道、回风上山联络巷 轨道、回风上山联络巷 轨道上山顶部 回风大巷 合计 十、 粉尘传感器 地点 盘区煤仓 区段溜煤眼 运输顺槽转载机转皮带机处 采面 掘进头1风流中 掘进头2风流中 合计 地点 掘进头 掘进头 合计 数量 1 1 2 布置及要求 十一、 突出监测传感器 设置地点 掘进头1 掘进头2 布置及要求 十二、 液位(水位)传感器 地点 数量 副井井底水仓 3 主井井底水仓 合计 3 6 设置地点 水仓内 水仓内 报警值 布置及要求 十三、 多参数传感器 用于矿井瓦斯抽放浓度(C)负压(P)温度(T)压差(H)标准状态(温度20℃，大气压力100kPa)下的纯瓦斯流量(A)和混合量(L)等参数的检测和计算。 地点 数量 高负压输入、输出管2 及防回火装置 低负压输入、输出管2 及防回火装置 合计 4 设置地点 管道内 管道内 报警值 布置及要求 出、入管路中宜设置流量传感器、温度传感器和压力传感器。防回火安全装置上宜设置压差传感器。 十四、 断电仪及馈电状态传感器 本设计选择的远程断电器(KDG2型)带有馈电功能，因此合并安装。 地点 工作面回风巷配电总开关 工作面运输巷配电总开关 工作面配电总开关 掘进头1配电总开关 掘进头2配电总开关 合计 数量 1 1 1 1 1 5 设置地点 断电接开关控制回路，馈电接开关负荷侧 断电接开关控制回路，馈电接开关负荷侧 断电接开关控制回路，馈电接开关负荷侧 断电接开关控制回路，馈电接开关负荷侧 断电接开关控制回路，馈电接开关负荷侧 备注 由回采工作面瓦斯传感器(T0、T1、T2、T3)及区段溜煤眼瓦斯传感器监测结果控制 由掘进工作面瓦斯传感器(T1、T2)监测结果控制 安全监控系统及传感器布置图见大图。 断电控制图见下示意图和图10-1-3：

断电指令 中心站监测主机复电信号传输接口人工复电分线盒分站编号型 号安装地点断电范围受控设备开关名称BKD-100F7KJ90-F16分站编号型 号安装地点断电范围受控设备开关名称BKD-100F8KJ90-F16分站编号型 号安装地点断电范围受控设备开关名称上山联络巷F10KJ90-F16分站编号型 号安装地点断电范围受控设备开关名称上山联络巷F9KJ90-F16局部通风机1处接替面运输巷掘进面全部非本质安全型电气设备局部通风机2处接替面回风巷掘进面全部非本质安全型电气设备采面及采面回风巷全部非本质安全型电气设备BKD-350BKD-100BKD-100采面及采面运输巷全部非本质安全型电气设备BKD-350BKD-100BKD-100馈电状态传感器型 号安装地点KDG2馈电状态传感器型 号安装地点KDG2馈电状态传感器型 号安装地点KDG2馈电状态传感器型 号安装地点KDG2接替面运输巷掘进面总控制开关负荷侧接替面回风巷掘进面总控制开关负荷侧采面、采面回风巷控制开关负荷侧各一采面、采面运输巷控制开关负荷侧各一瓦斯传感器型 号安装地点断电范围KG9001B瓦斯传感器型 号安装地点断电范围KG9701瓦斯传感器型 号安装地点断电范围KG9701KG9001B瓦斯传感器型 号安装地点断电范围回采面：采面T1采面及采面运输巷全部非本质安全型电气设备KG9701接替面运输巷掘进面：掘进头T1、回风T2接替面运输巷掘进面全部非本质安全型电气设备接替面回风巷掘面：掘进头T1、回风T2接替面回风巷掘进面全部非本质安全型电气设备回采面：上隅角T0、采面T1、回风巷T2采面及采面回风巷全部非本质安全型电气设备监控主机说 明CH4局部通风机及风筒传感器型 号安装地点断电范围GY-15、KG9701KG9001B监测信号控制信号反馈信号监测信号监控分站控制信号馈电反馈KDG2断电仪断电馈电BKD配电总开关局部通风机及风筒传感器型 号安装地点断电范围GY-15、KG9701KG9001B接替面运输巷掘进面：掘进头T1、回风T2接替面运输巷全部非本质安全型电气设备接替面回风巷掘进面：掘进头T1、回风T2接替面回风巷全部非本质安全型电气设备1、对采、掘工作面相应设备的总开关实行自动断电控制；2、瓦斯泵等其它设备采用手动断电；3、采用手动复电。传感器瓦斯电闭锁注：分站中的控制端口通过断电仪接相应的配电总开关。图10-1-3 断电控制示意图

监控主机监测信号控制信号反馈信号CH4传感器监测信号监控分站控制信号馈电反馈KDG2断电仪断电馈电BKD配电总开关

瓦斯电闭锁断电控制示意图

所选KDG2型远程断电器具有断电和馈电功能，实现断电控制过程为：工作面或掘进面相应的瓦斯传感器监测信号通过监控分站送达监控主机，监控系统进行识别，若瓦斯浓度达到断电值则发出控制信号并通过分站控制端口发出断电信号给断电仪，断电仪动作使工作面或掘进面相应配电点总开关跳闸断电，实现瓦斯超限断电闭锁功能，同时断电仪监测并反馈配电总开关是否真正断电信号并通过分站转发给监控主机，在监控主机上即可监测到是否真正实现了实现瓦斯超限断电闭锁功能。

十五、 传感器设置数量

根据本矿设计初期安设传感器监测地点，采用相对集中的原则，共设置10个分站(其中8个大型分站，2个中型分站)，各分站监测内容及传感器数量见表(表10-1-2)。

1.1.6 分站、传感器的备用

一、 矿井传感器装备标准

矿井采用斜井开拓方式，正常生产期间布置1个回采工作面，2个掘进工作面。根据该矿各监测地点及监测内容表，即可确定所需的传感器种类和数量。同时根据各传感器在运行期间的故障，考察一定的备用量，各传感器的备用系数为:甲烷传感器:35%；负压传感器:25%；其它模拟传感器:20%；开关类传感器:20%；控制类传感器:20%。

表10-1-2 各分站监测传感器设置表分站传感器传感器传感器代号数量FKh大型分站(F1)安设于主要通风机房ADADCH4VJKVADAD合计大型分站(F2)安设于瓦斯泵房WKWKCH4MDMYCMDM合计KKYL大型分站(F3)安设于空压机房VDKYWCOVJKV合计大型分站(F4)安设于水泵房TSKCH4S合计T大型分站(F5)安设于主斜井底部水泵房SKCH4SDKYWCOADCH4FC合计CH4TADDKYWCO合计2122111122152212221121111111110131271312111211141121117传感器合计：115个,其中：模拟量：59个，开关量：56个。瓦斯温度开闭开停烟雾盘区变电所盘区变电所盘区变电所处调节风门运输上山胶带输送机运输上山胶带机滚筒下风侧10～15m处配置地点主要通风机风井引风道安全出口风门风井引风道闸门回风斜井回风斜井一盘区材料井地面绞车一盘区材料井回风斜井底部联络巷调节风门回风大巷与盘区上部轨道大巷联络巷间风门分站传感器传感器传感器代号数量TC11111221101111122110111111211111215111111212211116粉尘瓦斯瓦斯馈电风速瓦斯开闭开停开闭开闭开停烟雾采面采面上隅角采面开停开停粉尘瓦斯馈电馈电开停开停烟雾粉尘瓦斯开闭突出风筒瓦斯粉尘瓦斯开闭开停馈电掘进面2突出风筒瓦斯粉尘瓦斯开闭开停馈电掘进面1FTCH4FCCH4ADFKKD合计TC配置地点开停负压开闭开闭开停瓦斯开停压力开闭开闭开停开停瓦斯压差大型分站(F7)安设于局部通风机1处掘进面1风流中掘进面1风流中掘进面1回风流中掘进面1回风流中局部通风机1处调节风门局部通风机1掘进面1供电开关瓦斯抽放泵（高负压）瓦斯抽放泵（低负压）瓦斯泵房防回火装置多参数瓦斯吸入管多参数瓦斯输出管开停压力风速开停烟雾空压机空压机管路主斜井主斜井胶带输送机大型分站(F8)安设于局部通风机2处FTCH4FCCH4ADFKKD合计GKZKFCCH4KDKDBKDKYWCOFCCH4AD合计FCCH4CH4KDVCH4ADJKADADDKYWCO合计掘进面2风流中掘进面2风流中掘进面2回风流中掘进面2回风流中局部通风机2处调节风门局部通风机2掘进面2供电开关采面刮板输送机运输顺槽转载机采面运输顺槽转载处采面进风巷采面运输顺槽供电开关采面供电开关采面运输顺槽乳化液泵采面运输顺槽胶带输送机采面运输顺槽胶带机滚筒下风侧10～15m处主斜井胶带机滚筒下风侧10～15m处大型一氧化碳主斜井胶带机滚筒下风侧10～15m处分站(F9)风速副斜井安设开停副斜井地面绞车于上风速进风斜井山联络巷温度开停瓦斯液位温度开停瓦斯液位副斜井底部水泵房水泵房水仓口主、副水仓主斜井底部水泵房水泵房水仓口辅助主、副水仓一氧化碳采面运输顺槽胶带机滚筒下风侧10～15m处溜煤眼上口溜煤眼上口轨道、回风上山联络巷风门采面回风顺槽供电开关采面回风顺槽采面回风顺槽轨道、回风上山联络巷风门轨道上山无极绳绞车轨道上山顶部调节风门回风大巷调节风门运输上山胶带输送机运输上山胶带机滚筒下风侧10～15m处大型分站开停运输大巷胶带输送机烟雾运输大巷胶带机滚筒下风侧10～15m处(F10)安设一氧化碳运输大巷胶带机滚筒下风侧10～15m处于上开闭一盘区回风上山底部调节风门山联络巷瓦斯煤仓上口粉尘煤仓上口大型分站(F6)安设于盘区变电所一氧化碳运输上山胶带机滚筒下风侧10～15m处一氧化碳运输上山胶带机滚筒下风侧10～15m处 各类传感器设置数量见下表： 模拟量(个)传感器数量瓦斯(CH4)15风速压力多参数一氧化碳温度烟雾粉尘水位压差馈电突出(V)6(P)2(MDM)4(CO)5(T)3(YW)(FC)(SW)(YC)(KD)(TC)564252小计59(AD)24开关量(个)风门开闭设备开停风筒(K)30(FT)2小计56总计115注：另有断电仪5台。 二、 矿井各类传感器的装备量

根据布置本矿传感器装备见表10-1-3。

表10-1-3 各分站传感器装备量表模拟量(个)分站分站设置监测点数瓦斯风速地点(CH4)(V)风机值班房瓦斯泵值班房空压机房副斜井底部水泵房主斜井底部水泵房盘区变电所局部通风机1处局部通风机2处上山联络巷上山联络巷151110714710101516115121222315162411531151111312压力(YL)1411111111216421121521111222多参一氧数化碳(MDM)(CO)温度(T)烟雾(YW)压差粉尘液位（YC(FC)（S））馈电（KD）突出(TC)小计47648455885922222624风门开闭(AD)8开关量(个)设备开停(K)344341225230211风筒(FT)小计1144363557856分站F1(大型)分站F2(大型)分站F3(大型)分站F4(中型)分站F5(大型)分站F6(中型)分站F7(大型)分站F8(大型)分站F9(大型)分站F10(大型)合计 传感器的装备量、备用量及配备总量见表10-1-4。 10-1-4 井上、下各类传感器装备量表序号12345678910111213141516传感器名称低浓度瓦斯(CH4)高浓度瓦斯(CH4)风速(V)压力(YL)一氧化碳(CO)温度(T)液位(SW)多参数(MDM)设备开停(KT)烟雾(YW)粉尘(FC)突出监测(TC)风门开闭(FM)压差（YC）馈电传感器风筒(FT)合计型号规格KG9701AKG9001CKGF15GF100F(A)GTH500(B)GW50(A)KGU9901GD4GT-L(A)GQF0.1(A)GCG500TWYGML(A)KGT30（A）KGT19GY15装备量1146253443056224252115备用系数355 % %备用量422111116121511131配备总量1568364553668329363146 同时配备矿井安全监测传感器的检验装置，以保矿井监测探头的准确正常工作。矿井安全监测传感器的检验装置可由金沙县煤炭局统一按区域建立，否则矿

上自行设置。

设备台帐应注明设置地点、传感器类别和使用，备用量。

1.2 其它安全生产监控系统

本矿为30万t/a小型矿井，设计暂不考虑配备各系统的监控子系统，本设计配备的KJ73N型监控系统为煤矿安全综合监控系统，以后业主根据需要选择其他监控子系统时建议选择与KJ73N配套的系统，便于接入该系统进行综合监控。

本设计提升绞车及各胶带输送机配备后备保护装置。 一、 束管监测系统

本矿井3层可采煤层经鉴定均为不易自燃煤层，暂不设置束管监测系统。 二、 人员定位系统

1、 安装矿井井下人员跟踪定位系统监测监控的必要性 当今煤矿开采业的不断发展以及采矿规模的不断扩大，各种煤矿安全事故频繁发生，迫使人们不得不重视煤矿安全问题，特别是进入21世纪以来，随着煤矿技术的的深入发展，新技术、新材料、新工艺、新设备、新装备的不断使用，矿井监测监控技术取得了令人瞩目的成就，技术面貌发生了巨大的变化，获得了良好的技术经济效果和安全效益。

随着当今煤矿开采业的不断发展以及采矿规模的不断扩大，由于井下工人素质的参差不齐，不可避免的会出现井下作业人员误入危险场合（如盲巷等），造成人员中毒或窒息等事故；入井人员的位置及活动轨迹不能随时掌握，造成井下人员工作状况无法监控，给井下管理带来巨大困难等，迫使人们不得不重视和研究煤矿井下人员跟踪定位及考勤管理问题，特别是进入21世纪以来，随着科学技术的深入发展，新技术、新材料、新工艺、新装备的不断使用，煤矿井下人员跟踪定位及考勤管理技术必将在煤矿广泛推广利用，为煤矿的安全生产带来良好的经济效果。

目前大多数煤矿普遍存在安全管理手段落后，装备不足的状况，特别是在对井下人员的清点上，主要还是靠矿灯房矿灯牌的清点进行，往往对井下事故点人员的清点速度慢，不精确；其次是不能随时掌握每个人员在矿井下的位置及活动轨迹；一旦发生事故，不能及时了解被困人员的数量、遇险人员位置及撤退线路等信息，必将给安全生产和人员抢险救助等方面的管理带来不便。针对这种情况，迫切需要在煤矿井下安装人员跟踪定位及考勤管理系统。

2006年，全省共发生煤矿事故453起，死亡698人，在煤矿事故中，顶板事故居第一位，分别占煤矿事故起数和人数的56.51%和42.41%；其次是瓦斯事故分别占的14.13%和29.23%；水害事故起数和死亡人数分别占5.52%和11.46%；运输事故起数和死亡人数分别占15.67%和10.46%；放炮事故起数和死亡人数分别2.56%和1.86%;机电事故起数和死亡人数分别占1.77%和1.75%；其它事故起数和死亡人数分别占3.75%和3.44%。

煤矿重大事故主要集中于瓦斯事故、顶板事故和水害事故，而且这几类事故起数和死亡人数均有所上升，占重大事故起数和死亡人数的95.83%和95.37%。煤矿重大事故分类别情况见表10－2－1。

表 10-2-1 煤矿重大事故分类别情况表

事故起数 48 同 比 ± 5 ±％ 11.63 死亡人数 216 ± 36 同 比 ±％ 20.00 合计 瓦斯 水害 顶板 运输 其它 30 9 7 1 1 2 1 0 1 1 7.14 12.50 0.00 － － 134 44 28 3 7 13 7 6 3 7 10.74 18.92 27.27 － － 在煤矿重大事故中，瓦斯事故起数和死亡人数居第一位，分别占煤矿重大事故起数和死亡人数的62.50%和62.04%；其次是水害事故起数和死亡人数分别占18.75%和20.37%；顶板事故局第三位，起数和死亡人数分别占14.58%和12.96%；运输事故起数和死亡人数分别占2.08%和1.39%；其它事故起数和死亡人数分别占2.08%和3.24%。

贵州省煤矿地质条件较复杂，瓦斯含量较高，且小型煤矿管理水平较低，各类事故频繁发生，在事故抢险时由于考勤制度执行不严格，缺乏必要的监测监控设施，无法判断遇险人员的人数及其所在位置，给事故抢险工作带来了相当大的难度。为了更好的执行煤矿入井人员考勤制度，对矿井如井人员进行时时跟踪管理，为事故抢险工作能及时、迅速、顺利开展，最大限度的减少人员伤亡人数，煤矿安装矿井人员跟踪定 位及考勤管理系统具有十分重大的意义。

2、 安装矿井井下人员跟踪定位系统是安全生产和科学管理的需要 安装井下人员跟踪定位及考勤管理系统后，由该系统的监测查询功能，可实时查询当前井下人员的数量及分布情况，任一指定井下人员在当前或指定时刻所处的区域，查询任一指定井下人员本日或指定日期的活动踪迹；选定某一区域可以获得当前该区域的人员信息，选定某一分站的矿用读卡器可以获得经过该分站矿用读卡器所以人员的时间信息；可对特定的人员进行实时跟踪。能够24小时对煤矿入井人员进行实时跟踪监测和定位，随时清楚掌握每个人员在矿井下的位置及活动轨迹。一旦事故发生，可立即从监控计算机上查询事故现场的人员位置分布情况、被困人员数量、遇险人员撤退线路等信息，为事故抢险提供科学依据。其次是这套系统的报警功能，通过设定下井时间闸，对下井超过一定时间的人员提示报警，并给出相关人员的名单等信息；在井下一些重要硐室、危险场合（如盲巷等）配备语音站，可有效地阻止人员违章进入，并将违章人员记录在案等，是目前煤矿井下防止安全事故的有效装备。也可利用系统的日常考勤管理功能，对全矿井人员进行考勤管理。

安装井下人员跟踪定位及考勤管理系统后，该系统的统计考勤功能，可具体显示每个下井人员确切的下井时间和上井时间。并根据工种（规定足班时间），判断不同类别的人员是否足班，从而确定其该次下井是否有效。在月统计报表中对下井时间、下井次数（有效次数）等分类统计，便于考核。还可打印月考勤报表、任意时间段下井统计等有关报表。另外，根据该系统的信息联网功能，可作为局、矿信息管理系统（MIS）网的信息源，可向MIS网提供有关人员的实时和统计信息。在有互联网的（或局域网）的情况下，通过建立WEB服务器，可以以浏览网页的方式实现信息共享，在客户端无须另加任何软件。

3、 安装矿井井下人员跟踪定位系统监测监控的作用和意义

矿井人员跟踪定位及考勤管理系统对井下人员实时动态跟踪监测。

安装并正常使用矿井人员跟踪定位及考勤管理系统能对矿井入井人员的考勤、统计，对井下人员实时动态跟踪监测。为矿井事故救援工作能顺利开展，最大限度的减少事故人员伤亡人数，具有十分重大的作用意义。

4、 安装矿井井下人员跟踪定位系统监测监控有利于提高社会经济效益 通过以上对矿井人员跟踪定位及考勤管理系统项目的技术经济分析，各项指标较为理想，且投资产生的无形效率好，矿井抗风险性强。

另一方面，采用矿井人员跟踪定位及考勤管理系统实际上是企业安全投入，是落实“安全第一，预防为主”安全生产方针的重要技术保障，是使“三同时”制度进一步科学化、规范化的重要举措，也是安全生产监管监察的重要手段。本项目以国家有关安全的方针、政策和法律、法规、标准为依据，运用定性和定量的方法对建设项目存在的危险、有害因素进行辨识、分析和评价，提出顶板管理的预防、控制、治理对策，为煤矿单位减少事故发生的风险，为政府主管部门进行安全生产监督管理提供科学依据。要做好本次工作，必须以国家安全法规及有关技术标准为依据，自始至终遵循权威性、科学性、公正性、严肃性、针对性的原则。这项工作搞好后，对企业和社会均有较大的收益。

5、 安装矿井井下人员跟踪定位系统监测监控设备的选择 1) 矿井人员跟踪定位及考勤管理系统具有的功能 （1）对井下人员实时动态跟踪监测，位置自动显示；

（2）对井下人员在指定时间段所处区域及运动轨迹回放； （3）实时查询、打印当前井下人员数量及分布情况；

（4）可对事故现场被埋人员进行搜寻和定位，以便及时救护； （5）入井人员的考勤、统计、存储、打印； （6）系统监控主机、全面预装WINDOWS9X/2000操作系统和最新版的监控软件；

（7）监测图页静态和动态编辑作图对用户开放，支持多种图形格式，鼠标和键盘均可操作。全面支持实时多任务。在系统进行实时数据采集的同时，系统可进行记录、显示、查询、编辑、人工录入、网络通信等；

（8）屏幕显示为页面式，图形文本兼容，每页显示的信息由用户自行定义编制，直至屏幕显示满为止；

（9）系统中心站及网络终端可以局域网方式联网运行, 使网上所有终端在使用权限范围内都能共享监测信息和系统综合分析信息、查询各类数据报表；

(10)可以在地面中心站连续集中监测处理64台人员定位分站,监测处理人员65535人；

（11）监控软件具有很强的作图能力,并提供有相应的图形库,操作员可在不间断监测的同时,容易地实现联机并完成图形编辑、绘制和修改；

（12）权限管理下的人员监测信息局域网资源共享； （13）方便与KJ73N煤矿监控系统联网集成； （14）监控分站设计了就地初始化功能，可存储地面中心站对该监控分站的地址等设置,当通讯电缆出现砸断、短路等严重故障时,造成地面中心站与之失去联系时，监控分站仍能独立工作,存储人员监测数据，且不影响其它监控分站的正常工作；

（15）人员分站设计有高可靠性的保护电路和程序纠错功能，在分站出现故障时，可在极短的时间内自动复位并重新启动单片机投入运行；

（16）在人员分站电路设计时，对所有与外界联系的输入输出电路部分增加了安全栅隔离电路及保护电路，以防误接线或线路信号异常等外界因素对分站造成的损害，使得监控分站的可靠性得以进一步提高；

（17）分站具有就地汉字液晶显示人员编码和日历时钟功能，可用遥控器进

行记录查询；

（18）可以RS485或DPSK方式与地面系统监控主机进行双向通讯；

（19）无线人员编码发射器采用低功耗设计，重量轻，无须外部电源，有多种携带方式供选择。

2) 矿井人员跟踪定位及考勤管理系统设备的选型 根据以上特点，选用矿上已安装使用的由重庆梅安森科技发展有限责任公司研制成功并推广使用、重庆普联电气成套设备有限公司生产的与KJ73N监控系统兼容的KJ237型矿井人员跟踪定位及考勤管理系统。

6、 KJ237型矿井人员跟踪定位及考勤管理系统的特点

1)该矿井人员跟踪定位及考勤管理系统技术先进、设计合理、结构新颖、功能丰富，主要技术性能指标符合煤矿实际需要。根据其它矿井现场应用表明其技术水平领先于国内同类产品的技术水平。

2)KJ237井下人员跟踪定位及考勤管理系统是采用目前最先进的2.4G无线扩频通讯技术，具有很强的抗干扰能力和高速数据传输速率，彻底解决了远距离、大流量、超低功耗、高速移动标识体的识别和数据传输难题。

3)该系统可与煤矿安全监控系统共用平台，无须重复布线，通过增设KJ237-F(A)型读卡分站和KJF202型动态目标识别器，人员携带KGE103型人员标识卡即可实现矿井人员跟踪定位及考勤管理，清楚掌握每个井下人员的位置及活动轨迹，为事故抢先提供科学依据。

4)该系统最大的特点是采用读卡分站加识别器的模式，一个读卡分站可接多台识别器，对布点非常有利，而且读卡分站同样可以连接各种传感器实现环境及生产监控功能，真正实现环境监控和人员定位合二为一。

7、 KJ237井下人员跟踪定位及考勤管理系统的组成

KJ237井下人员跟踪定位及考勤管理系统的组成见表10－2－2。

表10-2-2 KJ237矿井人员跟踪定位及考勤管理系统设备表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 设备名称 监控主机 智能通讯接口 监控软件 考勤分站核对屏 数据传输接口 信号避雷器 激光打印机 UPS不间断电源 分站电源箱 电源避雷器 人员标识卡 矿用读卡分站 动态目标识别器 通讯电缆 矿用接线盒 矿用接线盒 设备规格型号 17″显示器 KJ237 配套 KJJ52 KHX90 STK1 KVA/2h KHD90 KGE103 KJF82 KGE39 二通 三通 单位 台 台 套 块 台 台 台 台 台 台 张 台 台 Km 个 个 数量 2 1 1 1 1 2 1 1 2 1 180 4 10 3 20 10 1) KJF82型读卡分站 (1) 产品简介

KJ237－F(A)读卡分站，通过非接触工作方式实现对井下人员目标进行识别和定位，并将人员信息传递到地面中心站计算机进行集中处理，该产品是KJ73N型矿井人员管理系统的主要配套设备之一。

(2) 主要特点

①与中心站之间采用差分传输能讯方式，可接受各种指令，并向中心站发送采集的人员定位信息。

②采用先进的射频识别技术（RFID），远距离可靠识别。

③分站备用电池可保证在交流电网断电的情况下连续工作2小时以上。 ④电路采用模块化设计，集成度高，可靠性和稳定性好。能与KDW55A配套使用。

(3) 主要技术参数

①识别距离：9m～1000m；

②同时识别标识卡数量：200； ③可连接动态目标识别器数量：4。 (4) 分站与中心站数传送

①传送方式：差分传送； ②传输速度：2400bps； ③最大传输距离：15㎞；

④输入电压等级：660V/380V/220V/127V。 (5) 与目标识别器及人员识别卡的连接方式 见图10－2－1。

图10－2－1 读卡分站与目标识别器及人员识别卡的连接方式示意图

2) KJF202动态目标识别器主要参数

环境温度：0℃～＋40℃；

平均相对温度：≤95％RH（＋25℃）； 大气压力：80 kPa～110kPa; 工作电压：8～24VDC; 工作电流：≤120mA；

传输方式：与识别卡采用2.4G无线射频通讯方式与读卡分站采用RS485通讯方式；

工作方式：长期连接。

3) KGE103人员识别卡主要参数

环境温度：0℃～＋40℃；

平均相对温度：≤95％RH（＋25℃）； 大气压力：80kPa～110kPa; 信号调制方式：直序扩频GFSK; 频率：2.4GHz； 识别距离：≥9m；

电池电压/容量：3.6V/1900mAh锂电池； 最高开路电压：3.7VDC； 待机工作电流：≤75μA 8、 相关说明

本设计采用的人员定位系统为推荐系统，矿方也可采用具有相同功能的其它型号的人员定位系统。

1.3 使用和维护

1.3.1 管理机构和人员培训

一、 机构及人员设置

设置矿井安全监测监控管理机构，设管理人员2名，由矿长和矿总工程师兼任。设具体操作人员8名，每班2名。操作人员必须经过有资质的单位培训合格后持证上岗。

二、 管理制度

(1)在监控系统中心站必须24小时有人值班，值班人员随时监控各分站传感器的运行情况，发现异常情况，及时汇报给矿负责人安排处理。

(2)掘进工作面放炮前，必须对工作面甲烷传感器等进行保护，防止因放炮冲击波损坏甲烷传感器的设施。

(3)每月定期将传感器送到厂家在当地设立的维修站进行校正。在运行过程中如发现传感器异常，必须及时将传感器送到厂家在当地设立的维修站进行校正、维修。

(4)系统值班人员必须每将天的监控报表打印出来，矿负责人必须每天对报表进行检阅，发现问题及时处理，审阅后的报表必须及时存档，以备查阅。

(5)监测监控系统必须定期维修、保养，监控室必须保证清洁卫生，确保监控设备一尘不染，值班人员必须爱护监控设备。监控室不得堆放杂物。

(6)安装断电监控系统时，必须根据断电范围要求，提供断电条件，并接通井下电源及控制线。安全监控设备的供电电源必须取自被控制开关的电源侧。拆除或改变与安全监控设备关联的电气设备的电源及控制线，需要监控设备停止运行时，须报告调度室，并制定安全措施后方可进行。

(7)矿井建立安全监测监控系统巡回检查制度。安全监控设备必须定期进行调试、校正，每月至少1次。甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪等采用载体催化元件的甲烷检测设备，每7天必须使用标准气样和空气调校1次，每7天对甲烷超限断电功能进行测试。安全监控设备发生故障时必须及时处理，在故障期间必须有安全措施。每天检查安全监控设备及电缆是否正常，用甲烷检测仪与甲烷传感器进行对照、记录、并将结果报告监测值班员。两者误差大于允许误差时，先以读数较大者为依据，采取安全措施并在8小时内对2种设备调校完毕。

(8)必须每天检查安全监控设备及电缆是否正常，使用甲烷检测报警仪或便

携式光学甲烷检测仪与甲烷传感器进行对照，并将记录和检查结果报监测值班员；当两者数据误差大于允许误差时，先以读数较大者为依据，采取安全措施必须在8小时内对2种设备调校完毕。

(9)安全监测仪器应定期送由国家授权的安全仪表计量检测单位或具有相关资质的单位检验。

三、 人员培训

(1)矿上领导、管理人员以及监测监控系统的维护操作人员必须要求并接受矿井监测监控系统厂家的技术培训，在系统的试运行和运行的管理培训上要达到能熟练掌握系统的操作、管理和维护的要求。煤矿必须在厂家的指导下制定“监测监控系统”的管理办法、操作规程和岗位责任制。

(2)监控员必须经三级以上资质的煤矿安全技术培训机构培训，持证上岗。 (3)监测监控系统地调试完毕后，矿上必须派出专人参加厂家组织的监控培训班，学习监控系统的运行原理、流程和日常维护，学习监控系统的基本管理知识；监控系统必须由专职维护工进行日常维护和检修。

1.3.2 安装、使用与维护

一、 一般要求

1、煤矿安全监控系统必须24h连续运行。

2、接入煤矿安全监控系统的各类传感器应符合AQ6201—2006的规定，稳定性应不小于15d。

3、煤矿安全监控系统传感器的数据或状态应传输到地面主机。

4、煤矿必须按矿用产品安全标志证书规定的型号选择监控系统的传感器、断电控制器等关联设备，严禁对不同系统间的设备进行置换。

5、矿长、矿技术负责人、爆破工、采掘区队长、通风区队长、工程技术人员、班长、流动电钳工、安全监测工下井时，必须携带便携式甲烷检测报警仪或数字式甲烷检测报警矿灯。瓦斯检查工下井时必须携带便携式甲烷检测报警仪和光学甲烷检测仪。

6、煤矿采掘工、打眼工、在回风流工作的工人下井时宜携带数字式甲烷检测报警矿灯或甲烷报警矿灯。

7、矿用防爆特殊型蓄电池电机车必须设置车载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪。

二、 设计和安装

1、煤矿编制采区设计、采掘作业规程和安全技术措施时，必须对安全监控设备的种类、数量和位置，信号电缆和电源电缆的敷设，断电区域等做出明确规定，并绘制布置图和断电控制图。

2、安全监控设备之间必须使用专用阻燃电缆连接，严禁与调度电话电线和动力电缆等共用。

3、井下分站应设置在便于人员观察、调试、检验及支护良好、无滴水、无杂物的进风巷道或硐室中，安设时应垫支架，或吊挂在巷道中，使其距巷道底板不小于300mm。

4、隔爆兼本质安全型防爆电源严禁设置在下列区域:(1)断电范围内；(2)采煤工作面和回风巷内；(3)煤与瓦斯突出矿井的采煤工作面、进风巷和回风巷；(4)掘进工作面内。

5、安全监控设备的供电电源必须取自被控开关的电源侧，严禁接在被控开

关的负荷侧。宜为井下安全监控设备提供专用供电电源。

6、安装断电控制时，必须根据断电范围要求，提供断电条件，并接通井下电源及控制线。断电控制器与被控开关之间必须正确接线，具体方法由煤矿主要技术负责人审定。

7、与安全监控设备关联的电气设备、电源线和控制线在改线或拆除时，必须与安全监控管理部门共同处理。检修与安全监控设备关联的电气设备，需要监控设备停止运行时，必须经矿主要负责人或主要技术负责人同意，并制定安全措施后方可进行。

8、模拟量传感器应设置在能正确反映被测物理量的位置。开关量传感器应设置在能正确反映被监测状态的位置。声光报警器应设置在经常有人工作便于观察的地点。

三、 检修机构

1、煤矿应建立安全监控设备检修室，负责本矿安全监控设备的安装、调校、维护和简单维修工作。未建立检修室则须将安全监控仪器送到检修中心进行调校和维修。

2、安全监控设备检修室宜配备甲烷传感器和测定器校验装置、稳压电源、示波器、频率计、信号发生器、万用表、流量计、声级计、甲烷校准气体、标准气体等仪器装备；安全监控设备检修中心除应配备上述仪器装备外，具备条件的宜配备甲烷校准气体配气装置、气相色谱仪或红外线分析仪等。

本矿井暂不考虑建立安全测控仪器检修室，委托设备生产厂家对KJ73N监测监控系统主机进行半年一次的校核，委托金沙县矿山救护中队对各类传感器进行定期检验。

四、 校准气体

(1)甲烷校准气体宜采用分压法原理配制，选用纯度不低于99.9%的甲烷、氮气和氧气做原料气，对混合气瓶抽真空处理后，按配气要求的比例和程序，控制压力和流量，依次向混合气瓶充入甲烷、氮气和氧气原料气。配制好的甲烷校准气体应以标准气体为标准，用气相色谱仪或红外线分析仪分析定值，其不确定度应小于5％。

(2)甲烷校准气体配气装置应放在通风良好，符合国家有关防火、防爆、压力容器安全规定的独立建筑内。配气气瓶应分室存放，室内应使用隔爆型的照明灯具及电器设备。

(3)高压气瓶的使用管理应符合国家有关气瓶安全管理的规定。 五、 调校

1、安全监控设备必须按产品使用说明书的要求定期调校。

2、安全监控设备使用前和大修后，必须按产品使用说明书的要求测试、调校合格，并在地面试运行24h～48h方能下井。

3、甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪、甲烷检测报警矿灯等，每隔10d必须使用校准气体和空气样，按产品使用说明书的要求调校一次。调校时，应先在新鲜空气中或使用空气样调校零点，使仪器显示值为零，再通入浓度为1%～2%CH4的甲烷校准气体，调整仪器的显示值与校准气体浓度一致，气样流量应符合产品使用说明书的要求。

4、风速传感器选用经过标定的风速计调校。温度传感器选用经过标定的温度计调校。其他传感器和便携式检测仪器也应按使用说明书要求定期调校。

5、每隔10d必须对甲烷超限断电闭锁和甲烷风电闭锁功能进行测试。

6、煤矿安全监控系统的分站、传感器等装置在井下连续运行6个月～12个月，必须升井检修。

六、 维护

1、井下安全监测工必须24h值班，每天检查煤矿安全监控系统及电缆的运行情况。使用便携式甲烷检测报警仪与甲烷传感器进行对照，并将记录和检查结果报地面中心站值班员。当两者读数误差大于允许误差时，先以读数较大者为依据，采取安全措施，并必须在8h内将两种仪器调准。

2、下井管理人员发现便携式甲烷检测报警仪与甲烷传感器读数误差大于允许误差时，应立即通知安全监控部门进行处理。

3、炮采工作面设置的甲烷传感器在爆破前应移动到安全位置，爆破后应及时恢复设置到正确位置。对需要经常移动的传感器、声光报警器、断电控制器及电缆等，由采掘班组长负责按规定移动，严禁擅自停用。

4、井下使用的分站、传感器、声光报警器、断电控制器及电缆等由所在区域的区队长、班组长负责使用和管理。

5、传感器经过调校检测误差仍超过规定值时，必须立即更换；安全监控设备发生故障时，必须及时处理，在更换和故障处理期间必须采用人工监测等安全措施，并填写故障记录。

6、低浓度甲烷传感器经大于4%CH4的甲烷冲击后，应及时进行调校或更换。 7、电网停电后，备用电源不能保证设备连续工作1h时，应及时更换。 8、使用中的传感器应经常擦拭，清除外表积尘，保持清洁。采掘工作面的传感器应每天除尘；传感器应保持干燥，避免洒水淋湿；维护、移动传感器应避免摔打碰撞。

七、 资料保存与管理

1、地面中心站实行24h值班制度。值班人员应认真监视监视器所显示的各种信息，详细记录系统各部分的运行状态，接收上一级网络中心下达的指令并及时进行处理，填写运行日志，打印安全监控日报表，报矿主要负责人和主要技术负责人审阅。

2、系统发出报警、断电、馈电异常信息时，中心站值班人员必须立即上报。 3、煤矿应制定瓦斯事故应急预案、安全监控人员岗位责任制、操作规程、值班制度等规章制度。

4、安全监控工及检修、值班人员应经培训合格，持证上岗。 5、煤矿应建立监控账卡、安全监控日报、报警断电记录。

6、煤矿安全监控系统和网络中心应每3个月对数据进行备份，备份的数据介质保存时间应不少于2年。

7、图纸、技术资料的保存时间应不少于2年。 八、 报废

安全测控仪器符合下列情况之一者，可以报废：设备老化、技术落后或超过规定使用年限的；通过修理，虽能恢复精度和性能，但一次修理费用超过原价80%以上，不如更新经济的；严重失爆不能修复的；遭受意外灾害，损坏严重，无法修复的；国家或有关部门规定应淘汰的。

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