安全监控系统设计

11 安全监控系统

11.1监控系统功能要求

11.1.1 功能要求

11.1.1.1安全监测监控系统设置要求

1、从矿井灾害种类和程度论述设置安全监测系统的重要性

本矿井属低瓦斯矿井，各煤层均有煤尘爆炸危险性。根据煤尘实验结果资料分析，为容易自燃煤层。

本矿井井下配置1个3

107综放工作面、1个综掘工作面，3个普掘工作面，运

下

输、通风、供配电等系统交叉作业，不论是哪一个环节出了问题都会酿成事故，甚至造成重大事故。因此矿井设置安全监测监控系统，对矿井安全实施全方位的监测监控是十分必要的。

2、安全监测监控系统设置的条件和要求

根据《煤矿安全规程》2006年版158条，160条，170条，171条、175条等之规定，本矿井设计能力45万t/a，管理要求相对较高，故设计拟在综放工作面、掘进工作面、主运输巷道测风站、总回风巷等地点设置甲烷传感器。

监测系统对矿井井下火灾、瓦斯浓度、一氧化碳、矿井环境温度、风速、负压等影响矿井安全的环境参数、矿井主要机电设备的运行状况、变电所电压、电流、功率、电度等电力参数进行监测。

11.1.1.2安全监测、监控系统的选择

1、监测、监控设备选型的原则

（1）设备必须符合有关国家标准和行业标准，通过煤炭行业标准化归口审查，通过国家技术监督局认证的检测机构的型式检验。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“防爆合格证”。

（2）优先选用本质安全型设备。

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（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。

2、矿井安全监控系统的选择

本矿井选择KJ90NA环境安全监控系统，由地面中心站，现场分站、安全生产参数传感器、断电仪、报警器以及信息传输介质、网络通讯接口等组成。对矿井生产环境中影响安全生产的参数和设备进行自动检测和闭锁控制，并在地面中心站计算机上进行集中显示、报警、记录和自动报表等，并进行危险分析与预测，以提高矿井生产的安全性和自动化水平。

主要检测的井下环境参数有瓦斯浓度、风速、负压、温度、一氧化炭浓度、风门开关状态、风筒开关状态、煤仓煤位、井下水仓水位等。

监控系统具有强大的组网和联网功能，它可以将安全与生产监测信息、电力参数的监测等各种信息综合在一起，在更高的层次上实现了信息的综合利用，同时系统还可以方便汇接多个监测子系统，实现了信息共享和局部环节的自动化控制。系统可汇接管理矿井胶带输送机、电力、水泵监控、瓦斯抽放监测、束管监测等子系统等，还可与矿、局级计算机网络联网组网。该系统留有足够的容量并配备有接收其它子系统的接口以满足矿井发展的需要。系统各部分也可自成体系，分步实施以节省初期投资。

监测、监控总站和各分站等主要设备的功能应满足《煤矿安全规程》2006年版第160条及执行说明第160条要求。

11.1.2 中心站设置

监测监控中心站设置在工业场地采区办公楼二层监测监控室内。监测监控中心站机房为二级负荷供电，并应良好接地。机房应防尘、防火，并应原离电磁辐射干扰的场所设置。井下分站设在环境相对好的硐室、巷道中。

11.1.2.1监控中心站由以下设备组成：

1、监测监控主机2台，1用1备；

2、配置5kVA交流稳压电源和3kVA/2h的UPS电源，确保系统的可靠运行；

3、网络安全服务器1台，12口交换机1台，录音电话2台，用作矿领导、通风

安全、调度等工作站的信息共享。

4、设置大屏幕背投影显示、工业电视图象及计算机网络传输系统。通过大屏幕投影拼接系统，可以实时观测矿井综合自动化系统的各种信息。

系统中采用多CPU、高智能化的KJ90－F16分站，该分站本身具有显示功能，可配接并遥控设定各类开关量和模拟量传感器，并可作为主站，继续挂接小分站。

系统具有强大的网络功能，监控计算机之间或监控计算机与服务器之间可以通过网络交换数据，管理终端可以通过局域网或拨号网络远程访问，浏览机不需要任何投入。网络安全服务器，主要用于保证网络的安全性，防止非法侵入，该服务器为身份认证服务器，通过对用户建立数据库，设置权限等，达到安全访问的目的。同时，该服务器还可充当网络与Internet之间的防火墙。同时联网主机也应装备防火墙等网络安全设备，保证网络的安全性，防止非法侵入。

系统传输速率2400bps，传输方式为同步差分四相码，无极性,抗干扰能力较强。系统提供多种诊断功能，包括系统的传输校验、误码率测试、传感器故障统计、分站故障统计等监测系统的自身诊断，保证了系统传输安全、可靠。主传输采用光缆，无中继传输距离长，接续方便。井上、下设备之间实现光耦隔离并有防雷设施。电网停电后，在线式备用电源可以连续供电2小时。

11.1.2.2中心站的技术要求

1、环境要求；

中心站墙体采用防火隔断墙，周围均要进行防潮、保温处理。

墙壁表面宜采用防潮、不起尘、易清洁且性能好的环保材料进行饰面。

中心站设单独出入口，并在入口处设换鞋柜。

温度：18℃--28℃

相对湿度：55%±10%

尘埃：中心站在静态条件下，粒度≥0.5μm,个数<1800/dm3。

静电：计算机工作区域<1KV。

照度：计算机工作区域≥400Lx，应急照明≥50Lx。

2、电源要求；

按一级负荷配电，不仅有来自变电所不同母线的两路电源供电，而且，必须配备

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性能卓越的UPS电源，正常情况下，由机房综合配电柜提供的电源经UPS稳频稳压、调整电压波形后为计算机设备供电，同时为UPS后备电池充电；一旦市电停电后，计算机设备经UPS逆变后供电，保证对计算机设备的不间断供电，确保供电的可靠性和质量，保证设备足够的停电过度期。

3、防雷、接地及防电磁辐射要求

中心站设置在地面采区办公楼内，按三类防雷建筑物设防，设置相应的防直击雷、感应雷和雷击电磁脉冲的防雷措施。中心站防雷设计所考虑到的防护对象有机房配电柜、中心站网络设备。它所对付的自然灾害分两方面，即闪电直击建筑物和闪电的电磁脉冲对建筑物、人和设备的袭击。前者（即室外防雷）主要靠建筑物的避雷装置，后者（即室内防雷）就是LEMP（雷击电磁脉冲）。

本系统设计主要依据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94，《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004。

11.1.3 分站设置

11.1.3.1监测、监控分站主要设备的功能、型号和数量

1、监测监控分站设备型号：KJ90－F16型分站22台。

2、监测监控分站设置地点

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。此次矿井改扩建井下分站主要设置在新增的综采工作面、掘进工作面、回风巷、胶带运输巷、井下主要机电设备硐室、井下变电所、水泵房、煤仓、地面通风机房及主要运输巷道等。详见矿井安全监测监控系统图及井下分站、传感器布置图CA1078G -274-1、2。

3、隔爆兼本安电源的设置地点

隔爆兼本质安全型防爆电源宜设置在采区变电所，严禁设置在下列区域：（1）断电范围内；（2）掘进工作面内。

4、具体断电方法：

（1）甲烷浓度达到或超过报警浓度时，声光报警；切断被控设备电源并闭锁。

（2）与闭锁控制有关的设备未投入运行或故障时，切断被控设备电源并闭锁；