摘 要:煤礦井下使用瓦斯抽放監(jiān)控系統(tǒng)，這一系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控瓦斯的抽放參數(shù)，并將信息及時(shí)、準(zhǔn)確的傳遞到井上，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)這一系統(tǒng)進(jìn)行控制，目的是實(shí)驗(yàn)自動(dòng)控制及檢測(cè)設(shè)備的工作狀態(tài)，保證其穩(wěn)定工作，這一系統(tǒng)的應(yīng)用使得煤礦的成本以及人員的勞動(dòng)強(qiáng)度都得到了極大的降低，具有很大的應(yīng)用價(jià)值。
近幾年來(lái)，我國(guó)煤礦工業(yè)的現(xiàn)代化水平不斷提高，機(jī)械化和自動(dòng)化程度不斷發(fā)展，井下越來(lái)越多地使用監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，利用通信系統(tǒng)進(jìn)行信息的傳遞，這兩方面的進(jìn)步使得礦井朝著現(xiàn)代化發(fā)展的步伐加快，并且極大地促進(jìn)了煤礦的安全生產(chǎn)。通訊設(shè)備需要依靠電纜的鋪設(shè)才能運(yùn)行，所以井下一般會(huì)鋪設(shè)較多數(shù)量的電纜，因此信號(hào)傳輸過(guò)程或造成信號(hào)之間的干擾，對(duì)于一些監(jiān)控系統(tǒng)，需要輸出高精度的結(jié)果，必須保證其不受干擾或者收到#小程度的干擾。
煤礦以前使用的監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)通訊方式有兩種，分別為 FSK 和 485，前者使用時(shí)成本較高，容易受到其他信號(hào)的干擾，后者對(duì)于信號(hào)有極性要求，對(duì)總線的連接方式也有要求，該通訊方式總線必須采用鏈?zhǔn)降倪B接方式，同樣沒(méi)有抗信號(hào)干擾的能力，較難進(jìn)行長(zhǎng)距離的通訊，并且通信的速率低。因此，必須進(jìn)行瓦斯抽放系統(tǒng)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，對(duì)瓦斯抽放過(guò)程中的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并根據(jù)參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)判斷，計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)條件下的數(shù)據(jù)傳輸，也可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和控制設(shè)備當(dāng)前所處的工作狀態(tài)，這一過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)成本的節(jié)約，并降低員工的勞動(dòng)強(qiáng)度。
1 研究?jī)?nèi)容
礦井常用的瓦斯抽放系統(tǒng)為 KJ635 瓦斯抽放監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對(duì)抽放瓦斯過(guò)程中的管道、環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)還可以監(jiān)測(cè)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀況。另外，這一系統(tǒng)進(jìn)行組合的方式比較靈活，而且操作比較方便，發(fā)生雷擊時(shí)具有自我保護(hù)的特點(diǎn)，當(dāng)感應(yīng)到雷擊時(shí)將設(shè)備的電壓控制在安全電壓的范圍內(nèi)，不易受到各種雷擊和過(guò)電壓沖擊，從而使該系統(tǒng)相關(guān)的地面中心站及抽放泵房、井下監(jiān)控分站能夠有效避免雷擊造成的破壞，起到較好的保護(hù)作用。井下進(jìn)行瓦斯抽放時(shí)，該系統(tǒng)該可以對(duì)管道內(nèi)的瓦斯的相關(guān)參數(shù)等進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)還可以計(jì)算氣體的流量以及抽放氣體總量等參數(shù)，該系統(tǒng)可以符合礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控的實(shí)際需要。
2 系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
①工作方式以及數(shù)據(jù)傳輸方式多樣化，各個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以進(jìn)行測(cè)試和控制，并將節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)經(jīng)以太網(wǎng)傳到總線; ②可以判別節(jié)點(diǎn)是暫時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤還是永久故障，并將故障節(jié)點(diǎn)排除在系統(tǒng)功能外，使得其他節(jié)點(diǎn)正常工作，不受故障節(jié)點(diǎn)的干擾; ③具有較為靈活的通信方式，工作方式多樣化，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行廣播式的發(fā)送以及接收，節(jié)點(diǎn)之間不會(huì)互相影響，使得該系統(tǒng)更加靈活，并且可以進(jìn)行一定程度的擴(kuò)展; ④具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)以及較強(qiáng)的通用性，設(shè)備之間具有互換性和操作性; ⑤通信和傳輸時(shí)使用電纜或光纖，使用簡(jiǎn)單; ⑥可以進(jìn)行同平臺(tái)的運(yùn)行; ⑦分站的適應(yīng)力強(qiáng); ⑧具有聲光、語(yǔ)言等完善的報(bào)警功能，還可以進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù); ⑨進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信使總站與各終端之間的數(shù)據(jù)能被查詢并且實(shí)現(xiàn)信息共享。
3 系統(tǒng)組成
煤礦使用的是 KJ635 監(jiān)控系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)瓦斯抽放的過(guò)程及相關(guān)參數(shù)，該系統(tǒng)的連接方式為樹(shù)形、單層和多層，該系統(tǒng)主要由中心站、計(jì)算機(jī)軟件以及打印機(jī)、信息傳輸接口、UPS 電源、通信信號(hào)避雷器、屏幕、服務(wù)器、礦用本安型分站、礦用隔爆兼本質(zhì)安全型多路電源、傳感器、工作站、變送器、傳輸電纜、執(zhí)行器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。
瓦斯抽放監(jiān)控系統(tǒng)的地面中心站安裝在地面控制室，是系統(tǒng)的控制中心。地面監(jiān)測(cè)室內(nèi)放置有KJ635 － J 礦用信息傳輸接口，作用是將安全場(chǎng)所中的 UDP 信號(hào)變?yōu)?5kb/s 的 ＲS485 總線信號(hào)，然后傳送到分站，并將接收到的信號(hào)再變?yōu)?UDP 信號(hào)傳送到監(jiān)控主機(jī)。
4 發(fā)創(chuàng)新點(diǎn)
①該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)為光纖網(wǎng)絡(luò)，礦山的管理向數(shù)字化方面發(fā)展，井下傳輸實(shí)現(xiàn)信道合一，監(jiān)控系統(tǒng)的各部分能夠組網(wǎng)進(jìn)行管理; ②由分站、傳感器及執(zhí)行器組成的工作單元可好立工作，分站自主性、適應(yīng)性強(qiáng); ③在控制方面可以進(jìn)行中心站、異地及手動(dòng)控制，分站斷電時(shí)有兩種形式的功能，可以實(shí)現(xiàn)某個(gè)區(qū)域的斷電以及分站的就地?cái)嚯? ④系統(tǒng)可以通過(guò)遠(yuǎn)程回傳斷電，對(duì)設(shè)備的供電狀態(tài)進(jìn)行控制; ⑤該系統(tǒng)使用紅外線遙控進(jìn)行傳感器參數(shù)的調(diào)校與設(shè)置，不需要人員進(jìn)行操作; ⑥系統(tǒng)具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)通訊技術(shù); ⑦對(duì)于得到的數(shù)據(jù)，能夠保留 7 天。另外運(yùn)轉(zhuǎn)記錄可以保留 90 天，數(shù)據(jù)整理系統(tǒng)的專業(yè)性強(qiáng)。
5 經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益分析
一直以來(lái)煤礦企業(yè)都對(duì)安全生產(chǎn)格外重視，但也在這一方面承受著較大的壓力，尤其是瓦斯事故的發(fā)生，給煤礦企業(yè)帶來(lái)的損失難以估計(jì)，所以針對(duì)這一現(xiàn)狀，研究瓦斯抽放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以從根本上阻止瓦斯事故的發(fā)生，保證了煤礦的安全生產(chǎn)。對(duì)于以及瓦斯是否泄露以及瓦斯抽放管路中的瓦斯?jié)舛取毫Α囟鹊葏?shù)可以通對(duì)瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將瓦斯的相關(guān)情況繪制在報(bào)表中，形成瓦斯情況表。對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行分析，分析出不合理的數(shù)據(jù)或者錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以報(bào)警提示同時(shí)使設(shè)備以及程序停止運(yùn)行能。我國(guó)煤礦對(duì)于這一系統(tǒng)的應(yīng)用比國(guó)外晚，因此在技術(shù)方面，水平低于其他guojia，而且還存在一定的技術(shù)缺陷，操作規(guī)范上也有欠缺，另外，系統(tǒng)功能可以進(jìn)一步進(jìn)行開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)出更多的功能，提過(guò)這一系統(tǒng)的技術(shù)水平，從而使該系統(tǒng)的功能得到更好的實(shí)現(xiàn)。
KJ635 瓦斯抽放監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦被廣泛應(yīng)用，該系統(tǒng)本身具有很多優(yōu)點(diǎn)，分析得出該系統(tǒng)可以穩(wěn)定可靠運(yùn)行，并且運(yùn)行的成本低，綜合能力較強(qiáng)，該系統(tǒng)的應(yīng)用保障了安全生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)瓦斯抽放的自動(dòng)化管理，從而減少了事故發(fā)生的可能性，提高了煤炭的產(chǎn)量，得以創(chuàng)造出經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的高峰。促進(jìn)煤礦向現(xiàn)代化發(fā)展。
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