1、1,煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)目標,2,目 錄,一 前言 二 如何確保監(jiān)控有效 三 傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀 四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù) 五 總結(jié),3,定義 標準 發(fā)展歷程 作用,4,一 前言,1、定義 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是指對煤礦環(huán)境參數(shù)和生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)測控制的成套設(shè)備,它是涉及到計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、檢測技術(shù)、電源技術(shù)、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)等多領(lǐng)域的高技術(shù)產(chǎn)品。,5,2、發(fā)展歷程,20 多 年 發(fā) 展 歷 程,引進,消化吸收,自主研發(fā),一 前言,6,、標準 在07年以前，國內(nèi)煤礦監(jiān)控系統(tǒng)廠家數(shù)量達60多家，存在產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊、軟件不規(guī)范、傳感器質(zhì)量差、斷電不可靠、動作時間長、安裝維護不規(guī)

2、范等問題。為此，國家組織制定了AQ 6201 AQ 6206和AQ 1029等安全監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)行業(yè)標準。,一 前言,7,、國務(wù)院安全生產(chǎn)委員會辦公室文件 安委辦200621號 關(guān)于加強煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)裝備聯(lián)網(wǎng)和維護使用工作的指導意見 所有瓦斯礦井必須裝備安全監(jiān)控系統(tǒng)； （目前只有87.5%的低瓦斯礦井裝備了監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)） 新安裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)必須符合煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求（AQ6201-2006）；,一 前言,8,逐步改造煤礦在用安全監(jiān)控系統(tǒng)。 改造的重點： 一是采用統(tǒng)一顯示格式的系統(tǒng)軟件； 二是配置穩(wěn)定性為15天以上的傳感元件或傳 感器等關(guān)聯(lián)設(shè)備，嚴禁使用未經(jīng)國家授權(quán)的安全 生產(chǎn)檢測檢

3、驗機構(gòu)進行安全聯(lián)檢的關(guān)聯(lián)設(shè)備。,一 前言,9,二 如何確保監(jiān)控有效,1、必須有安全標志 新安裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)必須符合煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求（AQ6201- 2006），并取得新的煤礦礦用產(chǎn)品安全標志（簡稱MA標志）。 安標辦網(wǎng)址(/) 目前，共有47個廠家的安全監(jiān)控系統(tǒng)符合要求。,10,2、裝備齊全、安裝到位,二 如何確保監(jiān)控有效,中心站應(yīng)雙回路供電 雙機或多機備份 有錄音電話 聯(lián)網(wǎng)主機有防火墻等網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備,中心站的裝備,甲烷傳感器的設(shè)置,按AQ1029要求安裝到位 高、突礦井長于1000m的采煤工作面 回風巷中部和長于1000m的掘進工作面 中部應(yīng)

4、設(shè)置甲烷傳感器；, 按AQ1029要求安裝風速、溫度、一氧化碳、 煙霧等傳感器。,其他傳感器的設(shè)置,11,3、數(shù)據(jù)準確,二 如何確保監(jiān)控有效,12,3、數(shù)據(jù)準確,二 如何確保監(jiān)控有效,13,甲烷風電閉鎖功能,如無該功能，風機停時，瓦斯積聚；風機啟動，大量高濃度瓦斯排出，出現(xiàn)重大安全隱患。,局部通風機停止運轉(zhuǎn)，掘進工作面或回風流中CH43.0% 時啟動該功能,通過密碼操作軟件或使用專用工具方可人工解鎖；,CH43.0%,危險,二 如何確保監(jiān)控有效,14,二 如何確保監(jiān)控有效,饋電傳感器,15,二 如何確保監(jiān)控有效,16,系統(tǒng)實時性差，擴容困難 可靠性及穩(wěn)定性有待提高 信息孤島嚴重 傳感器穩(wěn)定性和

5、使用壽命不足,17,三.傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀,近十年來，隨著國家對煤礦安全生產(chǎn)的高度重視, 各種煤礦監(jiān)控系統(tǒng)得到了大量推廣應(yīng)用，但其技術(shù)瓶頸也日益顯現(xiàn),主要表現(xiàn)在如下方面：,1） 系統(tǒng)實時性差、擴容困難；,監(jiān)控分站,應(yīng)答,呼叫,1#,2#,3#,4#,64#,主機依次巡檢、周期約30s,監(jiān)控主機,18,2）系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性有待提高；,總線短路、 斷線等故障,地面監(jiān)控中心,總線短路、 斷線等故障,三 傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀,19,3）各種監(jiān)控系統(tǒng)分屬不同部門，信息孤島現(xiàn)象嚴重，不能有效綜合利用，難以實現(xiàn)綜合監(jiān)控、災(zāi)害預警及聯(lián)動控制;,4）傳感器穩(wěn)定性和使用壽命存在不足。,各自孤立，需要一體化,安全

6、監(jiān)控,信息系統(tǒng),皮帶、水泵等自動化系統(tǒng),其它 子系統(tǒng),調(diào)度系統(tǒng),三 傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀,調(diào)度系統(tǒng),20,煤礦安全生產(chǎn)快速反應(yīng)聯(lián)動監(jiān)控及 重大災(zāi)害預警技術(shù) 關(guān)鍵傳感器檢測技術(shù),21,（一）煤礦安全生產(chǎn)快速反應(yīng)聯(lián)動監(jiān)控及重大災(zāi)害預警 1.體系結(jié)構(gòu),四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),22,（一）煤礦安全生產(chǎn)快速反應(yīng)聯(lián)動監(jiān)控及重大災(zāi)害預警 1.體系結(jié)構(gòu),采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場總線技術(shù)構(gòu)建煤礦井下信息綜合傳輸平臺,四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),傳統(tǒng)系統(tǒng) 新型系統(tǒng) 容量：小于64 大于255 速率：2400K 最大100/1000M 時間：30s 小于10S 恢復：持續(xù)中斷 小于0.03S,23,2.工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)

7、平臺無線通訊及人員定位系統(tǒng),四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),24,2.工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺無線通訊及人員定位系統(tǒng),四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),功能概述,以Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，以礦井工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)為主干傳輸平臺，由上位機、基站、讀卡器、人員標識卡、手機等組成，采用有線網(wǎng)絡(luò)與無線終端相結(jié)合的方式，具有語音、視頻傳輸、定位、實時讀取監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)、一鍵呼救等功能。,25,2.工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺無線通訊及人員定位系統(tǒng),四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),主要功能特點1,26,2.工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺無線通訊及人員定位系統(tǒng),四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),主要功能特點2,27,2.工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺無線通訊及人員定位系統(tǒng),四

8、 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),主要功能特點3,28,2.工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺無線通訊及人員定位系統(tǒng),四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),主要功能特點4,29,2.工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺無線通訊及人員定位系統(tǒng),四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),主要功能特點5,30,基站 最大射頻發(fā)射功率：20 dBm； 射頻發(fā)射頻率范圍：2.4 GHz2.4835 GHz； 無線傳輸速率：54 M； 基站之間有線傳輸距離距離： 1 km； 基站正向到手機之間無線通訊距離：500 m （無遮擋、無近頻干擾的條件下）；,四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),2.工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺無線通訊及人員定位系統(tǒng),31,手機 防爆形式：Exib 工作電壓范圍：3.7

9、 VDC4.2 VDC； 最大工作電流：350 mA； 電池類型：1250 mAH錳酸鋰充電電池； 工作頻率：2.412 GHz2.472 GHz； 最大射頻發(fā)射功率：10 dBm； 最高接收靈敏度：-80 dBm； 通話時間3 h，待機時間80 h； 手機到基站正向的最大有效距離為500 m。,四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),2.工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺無線通訊及人員定位系統(tǒng),32,3.工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺瓦斯抽放監(jiān)控系統(tǒng),四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),33,3.工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺瓦斯抽放監(jiān)控系統(tǒng),四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),（1）實現(xiàn)對瓦斯抽放系統(tǒng)中管道、工況、環(huán)境、供水、供電、供氣等參數(shù)進行實時監(jiān)測， （2

10、）根據(jù)以上參數(shù)對抽放系統(tǒng)中瓦斯泵、水泵、冷卻塔、管道閥門等設(shè)備進行自動控制，實現(xiàn)瓦斯泵站的無人值守。,34,孔板,均速管,渦街,V型錐,流量傳感器發(fā)展歷程：,四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),35,瓦斯傳感器在V錐流量傳感器上的實際安裝效果圖,四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),36,四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),V型錐流量傳感器功能特點：,測量精度高、壓損小,適用于大管徑、低流速的測量,管內(nèi)無電子器件，穩(wěn)定性好,與管道紅外甲烷傳感器配套使用，可滿足 CDM（國際清潔能源機制）項目對氣體 流量和濃度檢測精度的要求,37,V錐流量傳感器與傳統(tǒng)流量傳感器的性能比較表,四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),38,4.工業(yè)以太

11、環(huán)網(wǎng)平臺礦井電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng),四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),39,4.工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺礦井電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng),四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),40,5.工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺皮帶運輸控制系統(tǒng),四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),41,主要由地面自動控制軟件、監(jiān)控上位機、PLC控制主站、分站、操作臺、就地控制箱以及拉線閉鎖、跑偏、速度、溫度、打滑、撕裂、堆煤、煙霧、灑水、電機開停狀態(tài)、通訊、電流等保護傳感器和設(shè)備組成?？刂浦髡就ㄟ^以太網(wǎng)與環(huán)網(wǎng)就地連接，主站與分站間通過控制總線通信。,5.工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺皮帶運輸控制系統(tǒng),四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),42,6.工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺通風機在線監(jiān)測系統(tǒng),四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),43

12、,6.工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺通風機在線監(jiān)測系統(tǒng),系統(tǒng)由監(jiān)控上位機、監(jiān)控站、風機運行參數(shù)傳感器等組成。輔助以工控組態(tài)監(jiān)控軟件，可以實現(xiàn)風機在線監(jiān)測，實時顯示、繪制曲線，并提供歷史數(shù)據(jù)查詢。,四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),44,7.工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺排水控制系統(tǒng),四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),45,7.工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺排水控制系統(tǒng),系統(tǒng)由集控臺、主控制器、就地操作箱、各種傳感器（真空壓力、流量計、水位）等組成?？杀O(jiān)測水倉水位、流量、壓力、真空度、溫度、閘閥開度等一系列參數(shù)，并合理運用電網(wǎng)信息調(diào)度水泵運行。,四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),46,現(xiàn)有系統(tǒng)只實現(xiàn)了事后的瓦斯超限報警，沒有充分利用監(jiān)控信息資源，進行瓦斯

13、等災(zāi)害的超前預測預報。,8.工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺重大災(zāi)害預警技術(shù),瓦斯突出危險？,爆炸危險？,火災(zāi)、水災(zāi)？,超限報警、斷電,監(jiān)測監(jiān)控數(shù)據(jù),四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),47,充分利用煤礦監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)，進行深度挖掘處理、自動計算，結(jié)合瓦斯預警規(guī)則實現(xiàn)多因素、多指標的瓦斯涌出災(zāi)害實時超前預警，并自動發(fā)出斷電和人員撤離指令。流程圖：,四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),48,9.聯(lián)動控制技術(shù)觸發(fā)邏輯,主要由瓦斯災(zāi)害預警系統(tǒng)觸發(fā)聯(lián)動事件，當預測到有危險時，將通過異常聯(lián)動功能實現(xiàn)各系統(tǒng)間的聯(lián)動控制。,四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),49,綜合監(jiān)控及災(zāi)害預警平臺,電網(wǎng)監(jiān)控,皮帶監(jiān)控,視頻監(jiān)控,電力分站,PLC控制箱,嵌入式

14、視頻服務(wù)器,工業(yè)以太環(huán)網(wǎng),虛線為聯(lián)動觸發(fā)路徑：,聯(lián)動控制技術(shù)聯(lián)動的執(zhí)行過程,皮帶機,異常發(fā)生,電力開關(guān),視頻.等等,.等等,四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),50,聯(lián)動控制 綜合分析執(zhí)行 生產(chǎn)效能評估 設(shè)備使用安全及管理 瓦斯涌出分析與預警 應(yīng)急預案管理,10.達到的效果,四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),減員人員數(shù)：70人 節(jié)約工資：245萬元/年 采掘工作面事故率：降低10左右 生產(chǎn)效率提高：5左右 全年增加產(chǎn)量：3.75萬噸 全年增加收入：1500萬元,51,（二）關(guān)鍵傳感器檢測技術(shù),根據(jù)郎伯-比爾定律，由甲烷特征吸收光譜選擇特征波長3.3m的濾光片來選擇出甲烷的特征吸收波長。為了提高精度，要求濾光

15、片的波長精確到0.05m 。,1. 紅外甲烷傳感器,四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),52,甲烷傳感器的性能對比表,四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),53,激光檢測技術(shù)是一種新興檢測技術(shù)，不僅可用于煤礦井下CH4、CO、CO2、O2、N2、C2H4等氣體的檢測，還能用于粉塵濃度、頂板位移、煤巖動力異常、沖擊地壓、設(shè)備溫升等檢測，因此，該技術(shù)在煤礦安全監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用范圍非常廣闊，技術(shù)先進性非常明顯，是煤礦井下傳感技術(shù)的最新研究方向。,2. 激光檢測技術(shù),四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),54,主要技術(shù)指標： 測量范圍：0100%CH4 精度：0.001.00%CH4 0.06%CH4； 1.00100% CH4 真值3% CH4 響應(yīng)時間：15s 穩(wěn)定性：6個月,激光甲烷傳感器,四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技術(shù),55,膠帶輸送機溫度監(jiān)測裝置,四 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控新技