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瓦斯抽放監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦中的應用研究

作時間:2019-10-09  來源:  作者:
   
摘 要:煤礦井下使用瓦斯抽放監(jiān)控系統(tǒng),這一系統(tǒng)可以實時監(jiān)控瓦斯的抽放參數(shù),并將信息及時、準確的傳遞到井上,然后通過計算機對這一系統(tǒng)進行控制,目的是實驗自動控制及檢測設備的工作狀態(tài),保證其穩(wěn)定工作,這一系統(tǒng)的應用使得煤礦的成本以及人員的勞動強度都得到了極大的降低,具有很大的應用價值。
近幾年來,我國煤礦工業(yè)的現(xiàn)代化水平不斷提高,機械化和自動化程度不斷發(fā)展,井下越來越多地使用監(jiān)控系統(tǒng)進行監(jiān)測和控制,利用通信系統(tǒng)進行信息的傳遞,這兩方面的進步使得礦井朝著現(xiàn)代化發(fā)展的步伐加快,并且極大地促進了煤礦的安全生產(chǎn)。通訊設備需要依靠電纜的鋪設才能運行,所以井下一般會鋪設較多數(shù)量的電纜,因此信號傳輸過程或造成信號之間的干擾,對于一些監(jiān)控系統(tǒng),需要輸出高精度的結果,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)測監(jiān)控系統(tǒng)通訊方式有兩種,分別為 FSK 和 485,前者使用時成本較高,容易受到其他信號的干擾,后者對于信號有極性要求,對總線的連接方式也有要求,該通訊方式總線必須采用鏈式的連接方式,同樣沒有抗信號干擾的能力,較難進行長距離的通訊,并且通信的速率低。因此,必須進行瓦斯抽放系統(tǒng)的進一步開發(fā),對瓦斯抽放過程中的參數(shù)進行監(jiān)測,并根據(jù)參數(shù)進行自動判斷,計算機可以實現(xiàn)網(wǎng)絡條件下的數(shù)據(jù)傳輸,也可以對設備進行控制,從而實現(xiàn)自動檢測和控制設備當前所處的工作狀態(tài),這一過程可以實現(xiàn)成本的節(jié)約,并降低員工的勞動強度。
1 研究內容
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)可以對抽放瓦斯過程中的管道、環(huán)境參數(shù)進行監(jiān)測,同時還可以監(jiān)測機電設備的運行狀況。另外,這一系統(tǒng)進行組合的方式比較靈活,而且操作比較方便,發(fā)生雷擊時具有自我保護的特點,當感應到雷擊時將設備的電壓控制在安全電壓的范圍內,不易受到各種雷擊和過電壓沖擊,從而使該系統(tǒng)相關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,起到較好的保護作用。井下進行瓦斯抽放時,該系統(tǒng)該可以對管道內的瓦斯的相關參數(shù)等進行監(jiān)控,同時還可以計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)測監(jiān)控的實際需要。
2 系統(tǒng)的優(yōu)點
①工作方式以及數(shù)據(jù)傳輸方式多樣化,各個節(jié)點都可以進行測試和控制,并將節(jié)點數(shù)據(jù)經(jīng)以太網(wǎng)傳到總線; ②可以判別節(jié)點是暫時出現(xiàn)錯誤還是永久故障,并將故障節(jié)點排除在系統(tǒng)功能外,使得其他節(jié)點正常工作,不受故障節(jié)點的干擾; ③具有較為靈活的通信方式,工作方式多樣化,可以對數(shù)據(jù)進行廣播式的發(fā)送以及接收,節(jié)點之間不會互相影響,使得該系統(tǒng)更加靈活,并且可以進行一定程度的擴展; ④具有統(tǒng)一標準以及較強的通用性,設備之間具有互換性和操作性; ⑤通信和傳輸時使用電纜或光纖,使用簡單; ⑥可以進行同平臺的運行; ⑦分站的適應力強; ⑧具有聲光、語言等完善的報警功能,還可以進行遠程維護; ⑨進行網(wǎng)絡通信使總站與各終端之間的數(shù)據(jù)能被查詢并且實現(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)測瓦斯抽放的過程及相關參數(shù),該系統(tǒng)的連接方式為樹形、單層和多層,該系統(tǒng)主要由中心站、計算機軟件以及打印機、信息傳輸接口、UPS 電源、通信信號避雷器、屏幕、服務器、礦用本安型分站、礦用隔爆兼本質安全型多路電源、傳感器、工作站、變送器、傳輸電纜、執(zhí)行器、網(wǎng)絡設備等。
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)測室內放置有KJ635 - J 礦用信息傳輸接口,作用是將安全場所中的 UDP 信號變?yōu)?5kb/s 的 RS485 總線信號,然后傳送到分站,并將接收到的信號再變?yōu)?UDP 信號傳送到監(jiān)控主機。
4 發(fā)創(chuàng)新點
①該系統(tǒng)的網(wǎng)絡為光纖網(wǎng)絡,礦山的管理向數(shù)字化方面發(fā)展,井下傳輸實現(xiàn)信道合一,監(jiān)控系統(tǒng)的各部分能夠組網(wǎng)進行管理; 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、適應性強; ③在控制方面可以進行中心站、異地及手動控制,分站斷電時有兩種形式的功能,可以實現(xiàn)某個區(qū)域的斷電以及分站的就地斷電; ④系統(tǒng)可以通過遠程回傳斷電,對設備的供電狀態(tài)進行控制; ⑤該系統(tǒng)使用紅外線遙控進行傳感器參數(shù)的調校與設置,不需要人員進行操作; ⑥系統(tǒng)具有較強的實時通訊技術; ⑦對于得到的數(shù)據(jù),能夠保留 7 天。另外運轉記錄可以保留 90 天,數(shù)據(jù)整理系統(tǒng)的專業(yè)性強。
5 經(jīng)濟與社會效益分析
一直以來煤礦企業(yè)都對安全生產(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)帶來的損失難以估計,所以針對這一現(xiàn)狀,研究瓦斯抽放監(jiān)測系統(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)。對于以及瓦斯是否泄露以及瓦斯抽放管路中的瓦斯?jié)舛、壓力、溫度等參?shù)可以通對瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)進行監(jiān)測,將瓦斯的相關情況繪制在報表中,形成瓦斯情況表。對于監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測到的數(shù)據(jù),可以進行分析,分析出不合理的數(shù)據(jù)或者錯誤的數(shù)據(jù),系統(tǒng)可以報警提示同時使設備以及程序停止運行能。我國煤礦對于這一系統(tǒng)的應用比國外晚,因此在技術方面,水平低于其他guojia,而且還存在一定的技術缺陷,操作規(guī)范上也有欠缺,另外,系統(tǒng)功能可以進一步進行開發(fā),設計出更多的功能,提過這一系統(tǒng)的技術水平,從而使該系統(tǒng)的功能得到更好的實現(xiàn)。
KJ635 瓦斯抽放監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦被廣泛應用,該系統(tǒng)本身具有很多優(yōu)點,分析得出該系統(tǒng)可以穩(wěn)定可靠運行,并且運行的成本低,綜合能力較強,該系統(tǒng)的應用保障了安全生產(chǎn),實現(xiàn)了對瓦斯抽放的自動化管理,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)濟和社會效益的高峰。促進煤礦向現(xiàn)代化發(fā)展。
 
 
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