河南神火集团新庄矿-葛店矿-刘河矿-薛湖矿-煤矿井下爆破监控系统简介-王新安

煤矿井下爆破监控系统简介

神火集团--新庄矿\葛店矿\刘河矿\薛湖矿

“煤矿井下爆破监控系统(又称智能放炮监控系统）”系统设备必须符合煤矿安全规程及规范标准，必须通过国家技术监督局认证的检测机构的防爆检验，并取得煤矿井下“防爆合格证”和国家煤炭安全局颁发的安全标志准用证（MA标志证书）。能在恶劣工业环境下可靠工作，抗干扰能力强。

一、实现目标

实现放炮管理从“措施管理”到“本质安全”管理的飞跃，实现“不安全，就不能放炮”。实现放炮安全管理的智能化、自动化，实现放炮的本质安全。消灭放炮事故，实现矿井本质安全。

二、意义：

1.全国煤矿推广将使煤矿重大特大事故可以减少50-60%，每年减少死亡500-2000人左右，减少直接经济损失100亿元以上。社会意义及其重大。

2.该系统依据的“本质安全”理念是煤矿安全工程建设的根本理念，只有确立这一理念才能确保安全。

3.智能放炮监控系统的是一项新的技术、新的产品，将形成一个新的行业，可以创造年产100亿元的产业和效益，又能为煤矿减少100亿元的损失，安排大量人员就业。

三、实现功能如下：

本系统集成了各多项先进技术研发成功的。将煤矿放炮管理的77个步骤的“措施管理”方法，转变为“不安全，就不能放炮”的“本质安全管理”方法，是对放炮管理方法的创新。

（1）本系统是语音识别、射频识别、网路电阻测量、冲能计算与控制、汉字显示、外来信号的识别、微电子开关、数字控制、程序控制等先进控制技术和传统的发爆技术于一身的综合集成。

（2）这些技术的有效集成，使放炮监控系统具有了智能化，能够分析判断安全环境因素，并根据判别结果自动给出执行还是不执行的指令。采用程序控制，非常方便地设定安全环境的种类，为方便现场使用创造了非常好的条件。

（3）以往对于放炮作业的管理属于“措施管理”，把放炮作业划分为14个大步骤，77个小步骤，但是由于缺少“硬”的监督检测手段，造成放炮作业几乎无法按照规定的步骤完成，结果是放炮事故不断发生，伤亡惨重。本项目从管理方法上进行了大胆创新，

使放炮作业管理从“措施管理”阶段，走到了“工程技术管理”阶段。就是“本质安全”管理阶段，就是“不安全，就不能放炮；不安全，就不能生产”，从根本上杜绝放炮事故。

系统具有“十个不能，一个监控功能”，而且“十个不能”的多少，种类可以根据矿井的实际条件和需要进行修改。“十个不能，一个监控”功能如下：“十个不能”为：

1.放炮安全距离不够，就不能放炮;

2.不进行三人连锁，就不能放炮;

3.网络电阻超限，就不能放炮;防止出现哑炮出现，保证放炮一次性起爆完成。

4.瓦斯超限，就不能放炮;（根据矿提供的安全监控主系统中设定位置的瓦斯数据，超标时，终止作业。）

5.煤尘超限，不能放炮;（根据矿提供的安全监控系统中的设定位置的煤尘数据，超标时，终止作业。

6.喷雾设施没有打开，就不能放炮;（根据矿提供的安全监控系统中的设定位置的喷雾开关数据，超标时，终止作业）

7.有人在危险区域，就不能放炮;

8.风量不足，就不能放炮;（根据矿提供的放炮地点的风速风量传感器的监测结果控制，没有风，不能充电、不能放炮）

9.没有停电，就不能放炮。（根据矿提供的放炮地点的供电信号，没有停止动力电源，就不能放炮。）

10.放炮监控终端本身电量不足，就不能放炮。

“一个监控”是：

地面指挥中心可以对井下放炮全过程，进行监控。矿井局域网可以对有关数据查询分析。

四、“十个不能”实现办法：

1.放炮安全距离不够，就不能放炮。

通过放炮监控终端（FD200LS）和安全距离定位器综合作用实现的，使用时按照煤矿安全规程设定好安全距离的，在放炮安全位置处设定一台安全距离定位器，放炮监控终端（FD200LS）只有收到设定的定位器发出的信号时，才能启动进入工作状态，否则，不工作。

2.不进行三人（多人）连锁，就不能放炮。

确保放炮时，责任人必须到现场完成自己的职责。

通过音频识技术和三人连锁卡射频技术实现，如三人联锁中其中一人离开放炮监控周边一定距离，系统将自动闭锁，不能放炮。

音频识别技术，是基于每个人的音频不同这一事实完成的。系统首先需要对放炮员、班组长、（瓦检员）、安全员的，每类人员的音频信息分类录入，并对录入信息进行训练，确保系统的识别。

设备工作时，依次识别班组长、安全员、放炮员的音频信息，当发现你不是对应类别人员、或者不是设定人员时，拒绝下一步操作，从而实现闭锁目的。

3.网络电阻超限或者不合格（可能有瞎炮），就不能放炮。

瞎炮处理是放炮过程的一个很大安全隐患，瞎炮处理非常容易造成人员伤亡事故。智能放炮监控系统，可以提前预测是否可能产生瞎炮，以便于提前采取措施，预防瞎炮的产生，实现本质安全。

坚决杜绝因双绞线接线不牢、不标准而引起的落炮，从而有效的杜绝瞎炮、哑炮。

这种不合格状态有三种情况：

一是，数值超标，就不能放炮；

二是，数值虽然不超标，但是一直在波动，就不能放炮；

三是，数值虽然不超标，但是一直在升高，就不能放炮。

4.瓦斯超限，就不能放炮。

瓦斯检测值从两个方面获得：

一个是现场悬挂的无线瓦斯传感器获得，无线瓦斯传感器由放炮员随身携带，也可以悬挂在现场可能有瓦斯超限的地方，该传感器采用无线传输的方式将瓦斯数据传输到系统中；

另一个就是从矿现有安全监控系统的地面主机获取瓦斯数据。

5.煤尘超限，就不能放炮。

当煤尘超限时，系统自动闭锁不能放炮。煤尘数据来源可以通过两种途径实现，一个是在放炮监控终端（FD200LS）上直接接入煤尘传感器，直接由传感器控制起爆系统。另一个是，本系统直接获取矿提供的粉尘监控系统设定位置的煤尘数据。

6.喷雾设施没有打开就不能放炮。

放炮之前必须喷雾降尘，严防煤尘爆炸。放炮规程规定，放炮前必须首先打开喷雾

设施降尘。本系统可以将喷雾设施是否打开作为控制放炮的条件。信号接入的途径有两种，一是直接接入已有安全监控系统的防尘喷雾的开关信号（当然，信号必须能够数字化）根据开关信号判断是否可以放炮，也可以将喷雾设施的开关量直接接入放炮监控终端，直接开关由传感器控制起爆系统。

7.有人在放炮危险区域，就不能放炮。

就是放炮时，首先监测放炮区域（警戒区域）是否有人，有人系统自动闭锁，不能放炮。是否有人的信息的判断，两种方法，一是在警戒区内设置一定数量的放炮监控器，进入的人员带有放炮监控卡，信号直接传输给放炮监控系统，有人就终止作业，不能放炮；二是，在放炮地点入口处设置人员检测装置，根据进出人员情况判断是否有人，有人就终止作业，不能放炮。

8.工作地点可能有电，就不能放炮。

工作地点的电器设备失爆，是造成瓦斯爆炸的一个原因。放炮时，切断工作地点的电源，就能避免这类事故。通过接收工作地点的供电继电器的是否供电的信号，系统可以实现供电时，放炮监控终端闭锁，不能放炮。

9.工作地点风量不足，就不能放炮。

10.存在其他安全隐患时，就不能放炮。

通过接收和分析安全监控系统的数据，设定其他控制条件，例如风速、风向、一氧化碳、硫化氢等，对放炮作业进行控制

五、系统结构图与技术原理图：

六、放炮程序工作顺序如下：步骤1系统上电

首先用磁性钥匙打开磁性开关，给控制电路供电；此时液晶屏会显示开机主界面。步骤2放炮区域检测

放炮监控终端开机后会自动检测放炮区域，如果在区域内，则可以进行后续操作；如果不在区域内，则不能进行后续操作。

步骤3人员信息验证

放炮区域检测通过后，根据液晶提示，便可通过专门人员的语音和三人连锁卡验证，验证通过后，方可进行网络电阻测量的操作步骤。

步骤4网络电阻测量

将放炮网络的两端分别连接到图1中3的两个专用测量端子上，如果电阻值超出允许范围，将提示放炮网络连接有问题，应该马上检查，一切合格后再重新进行操作；如果电阻值在允许范围内，液晶提示进行充能操作。

步骤5充电和放炮

按下“充电”电子开关，进行根据使用的雷管欧母数值给相应的起爆冲能，自动完成爆破。。

步骤6操作完成后，一定不要忘记带上防尘帽。

七、技术参数

1.系统容量：单套系统接口最大可接入放炮区域控制器128台。

2.系统可以监控的安全因素为10种以上，可根据需要增加或者减少监控因素。

3.系统连接方式：系统连接方式为can,tp/ip,采用信号线缆或者光纤通讯，可直接接入千兆环网

4.系统误码率：≤10～8。

5.放炮监控终端与系统之间的最大无线通讯距离3-10 m。

6.供电：井下设备采用本安电源供电，远程供电距离不小于2 km。

7.系统存储性能：有关记录在地面中心站保存半年以上。

8.软件画面响应时间：调出整幅画面85%的响应时间≤2 s，其余画面≤5 s。

9.地面系统与井下控制器离线控制功能：即当地面主机与井下控制器中断通讯时，井下控制器具有离线管理功能，以确保井下放炮的正常运行。

10.设备故障处理功能：当放炮安全环境参数传感器出现设备故障时（数据超限、信号不通），这时，地面主机能够弹出对话窗，并报警，经过井下确认，地面领导批准后，可由操作员设置为故障命令，系统自动进行故障处理。（就是将故障作为合理数据来实施

控制）

11.语音报警功能：进入放炮程序时，每个环节都由语音报警装置发出命令，以警示周边人此区域正在进行放炮。

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八、系统组成与主要设备技术参数

主要包括：井上中心系统主机、系统软件、延时电源、放炮区域控制器、放炮监控终端、放炮监控卡、放炮监控器、三人连锁卡、放炮监控卡、本安电源、系统传输线路等部分。

远程监控井下每个设备运行情况

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井下放炮记录可以查看三人连锁情况与使用的网络电阻、瓦斯浓度、风速等情况

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