煤矿监测监控系统概述.

煤矿监测监控系统概述矿井监控系统是为了煤矿安全和正常生产而进行的各种有关参数或状态的集中监测，并对有关环节加以控制，是保护采掘、运输、通风、排水等主要生产环节安全运行的重要设施。

该系统包括矿井环境安全监测和矿井生产(及设备工况等)监控，矿井环境安全监测用于监测影响生产安全和矿工人身安全的井下环境因素，矿井生产监控系统用来监控煤炭生产主要设备的工况。

监控系统一般由传感器、数据采集站、控制站、信号传输系统和地面中心站组成。

近年来煤矿监测监控系统的发展有以下几个主要特点：·煤矿监测监控系统结构向集散化结构发展新推出的监测监控系统基本上都采用集散系统结构，一般在结构上由现场测控分站和控制中心主站组成。

分站(如S7315-2DP)可以脱离主站自动实现就地监测和控制功能，分站一般由中小型可编程控制器(PLC300)组成。

主站一般采用PC机，主要负责监测数据的收集、存储、显示、报警、处理、分析、报表打印等。

传输系统以现场总线和FSK为主，拓扑结构多采用总线型和环型结构。

·煤矿监测监控系统开放化国外新推出的集散监测监控系统均采用开放系统互连的标准模型，通信协议或规程，支持多种互连标准，如OPC、COM/DCOM等。

这样，任何集散测控系统，只要遵循这些规程，就能够与其它系统或计算机系统相连,方便地组成多节点的计算机局域网络，实现系统间的通信和数据共享。

·煤矿监测监控系统通用化新推出的监控监测系统不仅能满足煤矿的安全和生产的需要，而且能够完成各种不同的监控监测任务。

·煤矿监测监控系统智能化首先是传感器的智能化，如不断推出的具有自动校正，灵敏度自动补偿，非线性自动补偿等功能的智能传感器。

·煤矿监测监控系统应用软件发展趋势包括操作系统的实时多任务化，控制软件的组态化、智能化和图形化，软件系统的开放化、标准化，监测监控软件的管理软件化，数据库化。

·煤矿监测监控系统向综合化方向发展90年代以来，一些矿务局已开展监测监控系统的全局(集团)连网工作，进一步提高了矿井监测的自动化水平。

矿业典型工艺流程矿井地面生产系统(Production system of mine surface)煤炭加工、矸石处理、材料和设备输送等构成矿井地面系统。

其中地面煤炭加工系统由受煤、筛分、破碎、选煤、储存、装车等主要环节构成。

是矿井地面生产的主体。

受煤是在井口附近设有一定容量的煤仓，接受井下提升至地面的煤炭，保证井上、下均衡连续生产。

筛分用带孔的筛面把颗粒大小不同的混合物料分成各种粒极的作业叫筛分。

筛分所用的机器或装置叫筛分机，简称筛子。

在选煤厂和筛分厂中，筛分作业广泛地用于原煤准备和产品《全国拟在建项目汇编》征订破碎把大块物料裂解成小颗粒的加工过程叫做破碎。

用于破碎的机器叫破碎机。

在选煤厂或筛选厂，破碎作业主要有以下要求：·适应入选颗粒的要求；精选机械所能处理的煤炭粒度有一定的范围，超过这个范围的大块要经过破碎才能洗选；·有些煤块是煤与矸石夹杂共生的夹矸煤，为了从中选出精煤，需要将它破碎成更小的粒度，使煤和矸石分离；·满足用户对粒度的要求，把选后产品或煤块破碎到一定的粒度。

物料破碎主要用机械方法，有压碎、劈碎、折断、击碎、磨碎等几种主要方式。

选煤是利用煤炭与其它矿物质的不同物理、物理-化学性质，在选煤厂内用机械方法除去原煤中的杂质，把它分成不同质量、规格的产品，以适应不同用户的要求。

按照选煤厂的位置及与煤矿的关系，选煤常可分为4种类型：矿井选煤厂、群矿选煤厂、中心选煤厂和用户选煤厂;我国现有选煤厂大部分是矿井选煤厂。

现代化的选煤厂是一个由许多作业所组成的连续机械加工过程。

跳汰选煤在垂直脉动的介质中按颗粒密度差别进行选煤的过程。

跳汰选煤所用的介质为水或空气，个别的也用重悬浮液。

选煤生产中以水力跳汰用得最多。

跳汰机是利用跳汰分选原理将入选原料按密度大小分选为精煤、中煤和矸石等产品的设备。

重介质选煤在密度大于1g/cm3的介质中，按颗粒密度的差异进行选煤，叫重介质选煤或重介选煤。

选煤所用的重介质有重液和重选浮液两类。

重介选煤的主要优点是分选效率高于其他选煤方法；入选粒度范围宽，分选机的入料粒限为1000-6mm，旋流器为80-0.15mm；生产控制易于自动化。

重介选煤的缺点是工艺复杂，生产费用高，设备磨损快，维修量大。

重介选煤一般都分级入选。

分选块煤在重力作用下用重介质分选机进行；分选末煤在离心力作用下用重介质旋流器进行。

存储储煤仓：为调节产、运、销之间产生的不平衡，保证矿井和运输部门正常均衡生产而设置的有一定容量的煤仓,接受生产成品煤炭，保证其能够顺利出厂，进入最后的装车阶段。

装车包括装车(船)、调车和计量。

矿井地下生产系统(Production system of mine underground)采煤是利用多种机械设备和设施从煤层中采挖以得到原煤的过程。

井下运煤系统(Underground coal haulage system)为将井下采掘工作面生产的煤炭运送到井底集运站所需的巷道及其运输设备的总称。

按运输方式不同，井下运煤系统一般分为由输送机组成的连续运输方式、由轨道运输组成的间断运输系统以及由上述两种组成的混合方式。

·带式输送机用铺设在大巷中的带式输送机将煤炭从采区运输到井底卸载点的一种运输方式。

它具有连续运输、生产能力大、操作简单、容易实现自动化、装卸载设备少、受巷道起伏影响小等优点，适用于生产集中、运量较大的大中型矿井。

带式输送机连续运输的特性与采煤工艺相适应，增产潜力大，将是机械化、自动化大型矿井运输的主要发展趋势。

井下辅助运输系统井下煤炭运输以外的材料、设备、矸石、人员等运输所需的巷道及其运输设备的总称。

但一般都构成相对独立的工艺系统。

矿井提升系统(Mine hoisting system)沿立斜井提升煤炭、矸石、升降设备、材料和人员的设施及设备的整体。

它是连接井下与地面、保证矿井生产的重要环节，分为钢丝绳提升、带式输送机提升、水力提升、气力提升四类。

·钢丝绳提升由提升机带动钢丝绳牵引提升容器在井筒内升降完成提升任务。

由提升机、提升容器、提升钢丝绳、电气传动设备、过卷保护装置、防坠或防跑车装置、装卸载设备和设置等组成，能满足不同井深和提升能力的要求，是目前使用最多的提升方式。

·竖井(Vertical shaft)在地层中开凿的直通地面的竖直通道,按功能分为主井、副井、混合井、风井、和矸石井。

·斜井(Inclined shaft)服务于地下开采，在地层中开凿的直通地面的倾斜通道。

·主井提升煤炭矿产为主的井，装备一对箕斗的又称箕斗井，井内一般设通信及信号电缆；·副井升降人员、材料、设备、提升矸石的井，装备一对罐笼的立井又称罐笼井，一般设梯子间及铺设管线。

·风井(Ventilating shaf)主要用于通风的井筒。

包括进风(或回风)、平硐、斜风井及立风井。

矿井通风(Mine ventilation)向矿井连续输送新鲜空气、供人员呼吸，稀释并排出有害气体和浮尘，改善井下气候条件的作业。

矿井通风是创造矿井正常生产环境和安全条件的基础。

矿井通风系统(Mine ventilation system)是矿井通风方式、主要通风机的工作方式和矿井通风网络三者的总和。

一个通风系统至少有一个进风井和一个回风井，示意图如下：矿井变电所(Mine substation)设在地面向全矿井供电的变、配电中心。

由电力系统或矿区变电所引来电源，直接或经变压器降压后向全矿各生产环节和生活设施供电，是全矿井电能分配的总枢纽。

矿井排水系统(Mine drainage system)将矿井水由井下排至地面的全套设备和设施的整体。

矿井在开采过程中涌出大量的矿井水，沿水沟自流或用水泵排至大巷水沟并汇集井底车场水仓，由水泵经管道排至地面。

排水设备和设施主要包括水泵、动力设备、管路及水沟、水仓、水泵房等。

矿井通信系统(Mine information system)矿井通信系统以电话交换为主要通信方式，也可以在电话交换通道上使用电视电话、传真机和计算机等进行图像和数据传输和交换。

矿井地面给排水系统(Water supply and drainage system of mine surface)向矿井生产和生活供水的水源取水、输配水供给、废水排放、水质处理的设备、设施及管网布置体系的总称。

矿井瓦斯利用(Mine gas utilization)煤矿井下开发出来的瓦斯，通过输配系统送至用户使用的工程技术。

瓦斯利用领域包括民用和工业应用。

煤矿井下目前有30多种监测监控及自动化系统为生产、安全服务，具有代表性的系统有下面几种：·综采工作面自动化控制系统·煤巷掘进自动化控制系统·主煤流运输胶带机自动化控制系统·矿井供电自动化监控系统·井下涌水量及水泵监控系统·主副井提升自动化控制系统·通风、压风、排风监控系统·洗选煤厂集散控制系统·束管监测系统·核子称计量系统·井下辅助运输信集闭系统·井下人员跟踪定位系统·煤与瓦斯突出电磁辐射监测系统·火灾报警系统矿井监控网络系统的电气防爆基本要求煤矿井下是一个特殊的工作环境，有易燃、易爆可燃性气体和腐蚀性气体，潮湿、淋水、矿尘大、电网电压波动大,空间狭小，会发生冒顶和片帮事故，机电设备启动频繁、无线传输衰耗大等，这对矿井监控网络系统的应用提出了新的课题。

矿井监控网络系统与一般地面监控网络系统相比，具有电气防爆、设备体积重量受限，抗干扰强、服务半径大(巷道长达10余千米)、信道容量大等特点。

电气防爆是矿井监控网络系统区别于地面类似系统根本区别之一，是用于煤矿井下电气设备首先要解决的问题。

解决矿井监控网络系统井下设备电气防爆问题的办法是:主干传输介质采用本质安全的矿用阻燃光缆，井下网络采用电缆传输部分的网络端口采用光电隔离，并将传输电源与节点设备电源隔离，以保证本质安全防爆性能。

井下设备供电采用隔爆兼本安型电源单元，供电单元由本安电源、电气隔离器(如脉冲变压器)或安全栅构成，满足设备本安供电的要求。