1、設置的重要性

煤礦生產的主要特點之一是井工生產，井下環(huán)境差，瓦斯易于集聚，容易引起瓦斯和煤塵爆炸而釀成事故，另一特點是大型機電設備多，如提升機（絞車）、膠帶運輸機、通風機、壓風機等電氣設備，這些設備的正常運轉與否，對礦井安全生產影響極大，管理人員及時了解和掌握井下環(huán)境各有關參數不清和設備運轉的狀態(tài)，具有極其重要的意義。礦井安全監(jiān)控是保障煤礦安全生產的重要措施之一。隨著礦井監(jiān)測、監(jiān)控技術的發(fā)展，礦井監(jiān)測、監(jiān)控設備在煤礦安全生產中發(fā)揮著越來越重要的作用。近20年來，我國主要國有、地方煤礦都安裝了各種礦用環(huán)境、生產監(jiān)控系統(tǒng)，這些技術和裝備極大地改變了我國煤礦安全生產的面貌，已成為主要的安全生產設備之一。

2、設置的條件和要求

礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是指對煤礦井上、下的環(huán)境參數及有關生產環(huán)節(jié)的機電設備運行狀況進行檢測，用計算機對采集的數據進行分析處理，對設備、局部生產環(huán)節(jié)或過程進行控制的一種系統(tǒng)。

根據國務院安全生產委員會文件安委辦[2006]21號《關于加強煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)裝備聯網和維護使用工作的指導意見》、國家煤礦安全監(jiān)察局關于貫徹落實《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范》的通知、中華人民共和國安全生產行業(yè)標準AQ6201—2006《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術要求》和《煤礦安全規(guī)程》（2009年版）的要求，礦井必須裝備安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，本設計按照《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范》（AQ1029-2007）的規(guī)定，將監(jiān)控設備甲烷、饋電、設備開停、風壓、風速、一氧化碳、煙霧、溫度、風門、風筒等傳感器安裝到位。安裝數量、地點和位置符合要求。中心站要裝備2套主機，1套使用，1套備用，確保系統(tǒng)24小時不間斷運行,以便及時準確地反映井下各監(jiān)控點的環(huán)境參數和生產設備運行狀況。

1、開采技術條件和安全條件

2、安全監(jiān)測監(jiān)控設備系統(tǒng)選擇

安全監(jiān)測、監(jiān)控的選型，應充分體現系統(tǒng)的可靠性、先進性、開放性、可擴展性、經濟性，滿足礦井生產能力，及時有效獲得監(jiān)測監(jiān)控等管理信息的需要，同時還要考慮礦井近、遠期的發(fā)展、產品的更新與升級換代、售后服務、傳輸接口等多方面的因素，根據礦井的災害種類及程度，確定設置集中固定式連續(xù)安全監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)。

礦井現已有KJ91N煤礦安全生產綜合監(jiān)控系統(tǒng)。

KJ91N煤礦安全生產綜合監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)測主機及其外設傳輸接口、傳輸電纜、分站和各種傳感器組成。系統(tǒng)融計算機網絡技術、監(jiān)測監(jiān)控技術、程控調度通信技術于一體，監(jiān)控礦井上、下各類安全生產參數及電量參數，匯接管理多個安全與生產環(huán)節(jié)子系統(tǒng)。該系統(tǒng)可對瓦斯、風速、負壓、一氧化碳、氧氣濃度、溫度、風門開關等環(huán)境參數及水位、壓風機風壓和機電設備開停等相關參數和運行情況進行連續(xù)監(jiān)測。

1、監(jiān)測、監(jiān)控設備選型原則

（1）設備必須符合有關國家標準和行業(yè)標準如AQ 6201—2006《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術要求》、《GB3836~爆炸性環(huán)境用防爆電氣產品》、MT209《煤礦通信、檢測、控制用電工電子產品通用技術條件》、MT210《煤礦通信、檢測、控制用電工電子產品本試驗方法》、《煤礦安全生產監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)總體設計規(guī)范》、《煤礦安全生產監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計規(guī)范》，通過煤炭行業(yè)標準化歸口審查和國家技術監(jiān)督局認證的檢測機構的型式檢驗。用于爆炸環(huán)境的煤礦安全監(jiān)控設備，還必須通過國家技術監(jiān)督局認證的檢測機構防爆檢驗，并取得“防爆合格證”，同時還應取得原煤炭工業(yè)部“煤礦安全儀器裝備定點生產許可證”。

（2）優(yōu)先選用本質安全型設備。

（3）安全監(jiān)測、監(jiān)控設備必須具有故障閉鎖功能。

（4）安全監(jiān)測、監(jiān)控設備必須具備瓦斯斷電儀和瓦斯風電閉鎖裝置的全部功能。當主機和系統(tǒng)發(fā)生故障時，必須保證瓦斯斷電儀和甲烷風電閉鎖裝置的全部功能。當電網停電后，安全監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)必須保證正常工作時間不小于2h。

（5）為防止雷電通過礦井安全監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)引起井下瓦斯爆炸，系統(tǒng)設備必須具有防雷保護。

（6）為防止人為取消斷電功能，保障煤炭安全生產，系統(tǒng)設備必須具有斷電狀態(tài)和饋電狀態(tài)監(jiān)測、報警、顯示、存儲和打印報表功能。

（7）所有監(jiān)測設備的外殼防護等級不低于IP54。

（8）所有監(jiān)測監(jiān)控設備必須工作穩(wěn)定、性能可靠、反應靈敏、抗干擾能力強。

2、監(jiān)測監(jiān)控設備設置地點和布置

KJ91N煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)由地面中心站、地面分站、井下分站、本安電源、各種參數傳感器、傳輸電纜、系統(tǒng)軟件等組成。

（1）地面中心站

地面中心站設在該礦辦公房內，其監(jiān)測主機采用兩臺高性能、高穩(wěn)定性的主控機，互為備用，主機通過傳輸接口與礦井地面井下各分站通信，監(jiān)測主機配置一臺打印機，同時兩臺主機都插有網卡，監(jiān)測主機的信息可以全部上網，同時還有傳輸接口、交流穩(wěn)壓電源、UPS、中心站軟件等，系統(tǒng)容量64臺分站級設備。

?? （2）地面分站

地面設一號分站，主要對主通風機房、絞車房、風硐等處的瓦斯、風速、溫度、一氧化碳、壓差等進行監(jiān)測，采用KJ91A-F-12型為礦用隔爆兼本安型。

?? （3）井下分站

在井下設3個分站，采用KJ91A-F-12型為礦用隔爆兼本安型。二號分站設在-180m水泵房，主要對水泵房內設備開停、設備饋電狀態(tài)、溫度等進行監(jiān)測，并對-100m、-130m回風石門內的瓦斯、風速等進行監(jiān)測；三號分站和四號分站均設在-150m運輸石門內，主要對采煤工作面和備用工作面、-130m回風石門、-130m平巷、掘進工作面等處的瓦斯、風速、設備饋電狀態(tài)、風機開停、風筒狀態(tài)、風門開啟等進行監(jiān)測。具體布置見礦井安全監(jiān)測監(jiān)控接線圖8-1。

井下分站采用的KJ91A-F-12型，該分站以美國德州半導體公司usp430系列16位單片機為核心，可實現信號系集、處理、控制和通訊功能。具有16路輸入口，可配接16路模擬量或開關量傳感器（模擬量、開關、可任意互換）。具有8路斷電控制輸出，其中近程2路，遠和6路，能實現就地斷電和遠程斷電控制。

（4）傳感器

傳感器為本質安全型，瓦斯等傳感器具有超限就地報警顯示功能（聲光報警）傳感器能輸出標準信號，可根據需要選擇電流、電壓、頻率、開關或通訊信號。

系統(tǒng)傳輸方式RS-232C移頻鍵控(FSK)信號，傳輸速率1200bps，采用2芯無極性電纜，主站到分站最大傳輸距離不大于15km，分站到傳感器距離不大于1.5km。

下井傳輸電纜沿混合井敷設PUYV39—l型礦用信號鎧裝電纜，分站到傳感器采用PUYVR型礦用信號軟電纜。所有電纜均為阻燃型，電纜及其連接器件均能滿足其相應使用環(huán)境的要求。

該礦井為低瓦斯礦井，工作面實行“U”形通風，在采煤工作面上隅角、采面上部平巷距回采面≤10m處、工作面回風巷距風流匯合10～15m處，設置高低濃度組合式瓦斯傳感器各一個。采煤工作面上隅角和采面上部平巷距回采面≤10m處瓦斯傳感器報警濃度值為≥1%，斷電濃度值為≥1.5%，斷電范圍為工作面及回風巷內全部非本質安全型電氣設備，復電值為＜1%。工作面回風巷距風流匯合10～15m處瓦斯傳感器報警濃度值為≥1%，斷電濃度值為≥1.0%，斷電范圍為工作面及回風巷內全部非本質安全型電氣設備，復電值為＜1%。