太原市煤氣化集團東河煤礦監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)及井下人員作業(yè)系統(tǒng)調(diào)研匯報一、礦井概況東河煤礦是由太原煤炭氣化(集團)有限責任企業(yè)購并蒲縣匯鑫、東河、辛莊、東山4個小煤礦構成的，設計生產(chǎn)能力450kt/a，其中東河煤礦東山井(由原東河、匯鑫、東山小煤礦構成)設計生產(chǎn)能力為300kt/a，辛莊井為150kt/a。后來又通過和深入的技術改造，生產(chǎn)能力不停提高，現(xiàn)生產(chǎn)能力為810kt/a，其中東河煤礦東山井生產(chǎn)能力為660kt/a，辛莊井為150kt/a。東河煤礦東山井位于蒲縣縣城東北方向直線距離25km處。地理坐標為：東經(jīng)111°17′05″~111°21′47″，北緯36°29′06″~36°33′10″。井田西部有羅南柏油公路(縣級)通過，為礦井重要交通公路，沿此公路礦井至蒲縣縣城32km，到臨汾市70km。此外，井田北部的克城鎮(zhèn)有柏油公路通往隰縣黃土鎮(zhèn)和洪洞縣趙城鎮(zhèn)，形成了與鄰縣的交通網(wǎng)絡，交通比較便利。井田處在呂梁山脈南段，蒲縣東部山地區(qū)域，海拔標高一般在+1350m～+1500m左右，相對高差100m～200m之間，井田內(nèi)地形較為復雜，但大的沖溝不發(fā)育，屬褶皺侵蝕中山地貌，山峰頂部較平坦，山坡多為緩坡類型，大部分溝谷呈“U”型，展現(xiàn)成熟期地貌特性。井田南段為蒲縣重要河流昕水河的源頭地帶，北部有一小部分跨過度水嶺進入昕水河另一支流的源頭地帶區(qū)。二、井田內(nèi)重要含煤地層井田處在霍西煤田喬家灣勘探區(qū)北部，重要含煤層為石炭系本溪組、太原組及二疊系山西組，煤系地層總厚度95～185m，平均厚度160m，含煤層14層，總厚度3.01～20.26m，平均9.05m，含煤系數(shù)6.65%。這些煤層中山西組2號煤層最穩(wěn)定，全井田范圍內(nèi)可采，也是礦井目前同意開采的煤層。2號煤層厚度1.39～2.00m，平均1.69m，傾角一般為3°～10°，東部邊界傾角在15°以上，煤層較穩(wěn)定,構造簡樸，煤層偽頂為一層灰色、淺灰色砂質(zhì)泥巖、砂巖等。偽頂之上為一層中粒砂巖。底板為灰?guī)r、淺灰色粘土巖、泥巖。三、礦井瓦斯、煤塵爆炸及煤層自燃狀況(1)瓦斯根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局晉煤安發(fā)【】86號文獻批復，太原煤炭氣化(集團)有限責任企業(yè)東河煤礦東山井為低瓦斯礦井，絕對瓦斯涌出量3.89m3/min，相對瓦斯涌出量1.59m3/t。(2)煤塵爆炸危險和煤的自燃根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局晉煤安發(fā)【】86號文獻批復，太原煤炭氣化(集團)有限責任企業(yè)東河煤礦東山井2號煤煤塵具有爆炸性，煤層自燃等級為Ⅱ級，屬自燃煤層。四、瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)簡介瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)采用重慶煤科院KJ90NB瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)重要有監(jiān)控主機、監(jiān)控分站、傳感器、控制器、環(huán)網(wǎng)互換機、傳播光纜、通信電纜等構成。監(jiān)控主機采用研祥工控機為系統(tǒng)主機，監(jiān)控主機采用雙機熱備方式以保證系統(tǒng)全天候正常運行。主機電源接入調(diào)度機房供電系統(tǒng)，雙回路供電，大功率UPS不間斷電源保證停電后系統(tǒng)運行時間不不不小于6小時。本系統(tǒng)共安裝F—16分站５臺，其中地面風機房1臺，用于監(jiān)測主扇風機負壓及2臺風機開停。副井底監(jiān)控設備硐室1臺，用于監(jiān)測總回風巷、主皮帶巷、軌道巷的瓦斯、風速、CO及風門開關等。1301綜采工作面1臺，用于監(jiān)測1301工作面進、回風巷道、1303掘進工作面的瓦斯，以及采煤機的開停、遠程饋電斷電控制等。西軌道巷、西主皮帶巷各安裝分站1臺，用于監(jiān)測兩巷掘進工作面的瓦斯含量，局部通風機的開停監(jiān)測以及綜掘機的遠程饋電斷電控制。分站電源自帶UPS電池續(xù)航能力不低于6小時（26日續(xù)航7小時）。該系統(tǒng)共安裝傳感器35臺，其中瓦斯傳感器13臺，風機開停傳感器6臺，風門傳感器3套，負壓傳感器2臺，風速傳感器4臺，溫度傳感器3臺，遠程饋電斷電控制器3臺。本系統(tǒng)運用井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳播，井下安裝100M環(huán)網(wǎng)互換機2臺，地面安裝環(huán)網(wǎng)互換機1臺，通過主副井筒光纜將瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)傳播到地面監(jiān)控主機。在大巷中所安裝的監(jiān)控設備包括瓦斯監(jiān)控分站、人員定位基站、環(huán)網(wǎng)互換機等所有有監(jiān)控設備硐室中專用綜保開關供電。在1301工作面中安裝的監(jiān)控分站和人員定位基站采用就近取電方式供電。五、KJ251A型煤礦人員管理系統(tǒng)本系統(tǒng)是加強入井人員管理、提高生命保障、增進煤礦安全生產(chǎn)的理想產(chǎn)品。結(jié)合煤礦井下特殊的作業(yè)環(huán)境，采用先進的冗余技術、數(shù)據(jù)存儲技術、雙機熱備技術、防碰撞技術、校驗機制、低功耗技術及后備電源技術、防作弊機制等保障了系統(tǒng)精確可靠識別及傳播，徹底處理了井下人員分布實時記錄及考勤不精確的難題。實現(xiàn)對入井人員的身份核查、實時監(jiān)測、跟蹤定位、軌跡回放、重點區(qū)域數(shù)量記錄、電子巡更、考勤管理、報表查詢、信息網(wǎng)絡公布、雙向通訊、爆破閉鎖、緊急搜救、生產(chǎn)調(diào)度、工資核算等功能，為煤礦安全生產(chǎn)以及緊急救援提供第一手可靠的決策實時信息。該系統(tǒng)可以便接入綜合自動化網(wǎng)絡平臺，不必反復布線，減少投資。(1)、重要功能特點a.跟蹤定位功能：系統(tǒng)對井下人員進行實時地跟蹤監(jiān)測，自動顯示其位置。b.考勤管理功能：系統(tǒng)可以實時地記錄作業(yè)人員出入井時刻；自動生成井下作業(yè)時間；可對全礦井、部門、干部或員工進行月考勤及報表打印，考勤精確率高，無漏卡現(xiàn)象。c.雙向通訊功能：系統(tǒng)不僅可以接受識別卡發(fā)送信息，還可以對全礦井或部分區(qū)域內(nèi)目的進行群發(fā)“撤離”命令、對單個目的下發(fā)“撤離升井”或“回電話”命令。中心站終端顯示命令下發(fā)確認；地面可自由對命令進行撤銷。d.自動識別功能：乘車出入的工作人員無需下車，在車輛進入監(jiān)測區(qū)域后，就可自動完畢人員定位及考勤功能。e.數(shù)據(jù)存儲功能：礦用讀卡器和分站具有實時存儲多條數(shù)據(jù)信息功能；雖然在通訊中斷的狀況下，讀卡器可以存儲不少于3000條的數(shù)據(jù)信息，分站可以存儲不少于4000條的數(shù)據(jù)信息。f.查詢記錄功能：可以對井下人數(shù)、重點區(qū)域人數(shù)、超時員工、上下井人數(shù)、系統(tǒng)運行信息等進行記錄；對井下員工信息、分布狀況進行查詢。g.一鍵求救報警功能：識別卡可發(fā)送遇險求救信息，中心站進行報警提醒，提供地址、時間等營救信息。h.班中餐及津貼記錄發(fā)放功能：通過當班出勤記錄數(shù)據(jù)，對的發(fā)放實際下井人員的班中餐及下井津貼，防止人工記錄也許導致的違規(guī)現(xiàn)象。i.危險場所門禁功能：根據(jù)需要在煤礦井下限制員工進入特殊區(qū)域。假如有未經(jīng)許可人員靠近該區(qū)域可發(fā)出聲光報警信號，地面監(jiān)控主機也會發(fā)出報警信號。j.特殊工種人員電子巡更功能：可對瓦檢員、安檢員等特殊工種人員進行實時監(jiān)控、巡更管理。k.井下搜救功能：運用中心站提供的井下人員的大體地點，借助手持式讀卡器可對井下人員進行精確搜尋。l.干部跟班管理功能：可對跟班干部井下跟班狀況、工作時間、指定區(qū)域到位信息、加班狀況等進行跟蹤管理。m.區(qū)域爆破(放炮)閉鎖功能：實時記錄爆破區(qū)域內(nèi)人員數(shù)量，區(qū)域內(nèi)有人員時，實現(xiàn)爆破作業(yè)可靠閉鎖；無人員時方可解鎖進行爆破作業(yè)，保證井下人員生命安全。n.工資核算功能：自動導出人員月考勤信息，核算出工資報表，供財務部門參照。o.防作弊機制：實時監(jiān)測分析入井人員攜帶標識卡性能及數(shù)量，發(fā)現(xiàn)替代卡則進行報警提醒，保證入井人員攜帶標識卡的完好性和唯一性。p.安全環(huán)境保護：標識卡發(fā)射功率不不小于1mw，符合國家有關規(guī)定。（2）、重要技術指標a.系統(tǒng)容量：可接分站64臺以上，每臺分站可接8臺目的識別器，可監(jiān)測目的數(shù)量65535個。b.數(shù)據(jù)傳播速率工業(yè)以太網(wǎng)方式：100Mbps/1000Mbps；RS485通訊方式：2400bps/4800bps；c.系統(tǒng)通訊距離井下礦用互換機至地面中心站：≤45Km；分站至中心站或環(huán)網(wǎng)節(jié)點（互換機）：≤15Km；礦用讀卡器至分站：≥3Km；礦用讀卡器與識別標識卡間通訊距離：0～100m可調(diào)；d.系統(tǒng)巡檢時間工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)通訊方式：≤4s；RS485通訊方式：≤30s；e.最大并發(fā)識別數(shù)量：200張；f.標識卡電池工作時間:2年以上，雙向識別卡可更換電池。（3）、系列人員定位分站KJ251-F8/F2、KJ90-F16(B)礦用本安型分站是KJ251A煤礦人員管理系統(tǒng)的關鍵設備，實現(xiàn)定位信息的實時搜集、處理、存儲、記錄、顯示及通訊等功能。KJ90-F16(B)礦用本安型分站不僅可以接入礦用讀卡器，還可以接入甲烷、開停等傳感器，實現(xiàn)安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)和人員定位管理系統(tǒng)的二合一功能。重要技術指標：輸入電壓：AC660V/AC380V/AC220V/AC127V，(50±2)Hz(可選)；額定工作電壓：12VDC/18VDC；分站與數(shù)據(jù)通訊接口的傳播口：1路；通訊傳播方式：RS485、半雙工、主從式、雙極性；分站與數(shù)據(jù)通訊接口的最大傳播距離：≥10km；分站與讀卡器的傳播口：4路；接入讀卡器數(shù)量：8臺（F8）/2臺(F2)；遠程本安供電距離：≥2km；備用電源工作時間：≥2h；分站存儲數(shù)據(jù)時間：≥2h；分站在主通訊中斷后，可存儲4000條數(shù)據(jù)信息。（4）、系列讀卡器作為KJ251A煤礦人員管理系統(tǒng)的關鍵設備，負責與標識卡間的無線通訊，實現(xiàn)信息的采集、處理、存儲、顯示及發(fā)送等功能。KTW118型礦用無線通信基站可以接受礦用本安手機和定位識別卡的信息，實現(xiàn)礦井無線通訊系統(tǒng)和人員定位系統(tǒng)的二合一功能。重要包括KJF210A/B型礦用讀卡器、KTW118型礦用無線通信基站。重要技術指標：額定工作電壓：DC9V～DC24.5V；；工作電流：≤150mA；工作頻率：2.4GHz±0.08GHz；并發(fā)識別數(shù)量：≥200個識別卡；識別移動目的的最大位移速度：不不不小于10m/s；漏卡率：不不小于10-4；接受敏捷度：-65dBm；接受容量：1～65535；無線傳播距離：≥80m；發(fā)射功率：≤1mW；防護等級：IP54；中斷存儲容量：≥3000條。（5）、系列定位識別卡KGE116C/D定位識別卡是KJ251A煤礦人員管理系統(tǒng)的關鍵設備，能將加密的編碼信息發(fā)送給礦用讀卡器，接受來自地面監(jiān)控中心的調(diào)度命令。KGE116C單向識別卡用于標識人員或小型設備，體積小、重量輕、固定方式多樣化、密封性能好；KGE116D雙向識別卡用于標識人員或流動生產(chǎn)資料，識別距離遠、發(fā)送求救信息、接受命令及聲光提醒等。重要技術及功能指標：1）帶欠壓報警提醒；2）供電方式：KGE116C型標識卡：DC3V（紐扣型非充電鋰電池，不可更換）；KGE116D型標識卡：DC3V（紐扣型非充電鋰電池組，可更換）；3）使用壽命：KGE116B/C型標識卡：≥2年；KGE116D型標識卡：≥1年；4）發(fā)射功率：≤1mW；5）編碼范圍：1～65535；6）無線接受距離：≥100m(KGE116D)；7）防護等級：KGE116C型標識卡：完全密封；KGE116D型標識卡：IP54；8）KGE116D型標識卡接受命令，進行聲光提醒；9）攜帶方式：體積小，可配置為帽卡、腰卡、礦燈卡。（6）、FDY50礦用移動式讀卡器本設備用于檢查攜帶標識卡的唯一性，也可對井下目的動態(tài)搜尋及精確定位。重要技術指標：最大并發(fā)識別數(shù)量：≥200個識別卡；識別移動目的的最大位移速度：不不不小于10m/s；漏卡率：不不小于10-4；發(fā)射功率：≤0dBm；接受容量：1～65535；無線接受距離：無線最大接受距離：≥50m（搜尋狀態(tài)）；近距離接受距離：≤50cm(檢身及驗卡狀態(tài)）；工作時間：≥10h；存儲容量：8000條信息；外觀尺寸：65mm×116mm×41mm；防護等級：IP54。（7）、PH24礦用本安型電子顯示屏既能與近距離讀卡器連接，實現(xiàn)對標識卡工作狀態(tài)進行檢測判斷，也可安裝在井下對規(guī)定區(qū)域內(nèi)的人員信息進行顯示，可同步顯示6條信息。重要技術指標：1）同步顯示窗口：6個；2）顯示刷新周期：2s；3）輸入電壓：AC220V(地面)；DC12V(井下)；4）主、從通訊傳播方式：RS485；5）到下級設備的最大傳播距離：2km；6）可實時顯示CH4