安全监控系统事关每个煤矿和每个井下人员,必须高度重视。《煤矿安全规程2024版》第523条规定“所有矿井必须装备安全监控系统...必须实时上传数据。严禁对数据过滤、篡改或屏蔽。”
然而,很多人(甚至管理人员和技术人员)对煤矿监控系统都不甚了解,今天根据行业标准AQ6201-2019《煤矿安全监控系统通用技术要求》,对大家既熟悉又陌生的煤矿安全监控系统的系统加以探讨。
一、系统组成与分类
系统组成:一般由主机、传输接口、分站、传感器、执行器(含断电器、声光报警器)、电源箱、电缆、接线盒、避雷器和其他必要设备组成。
系统分类 :
按信号复用方式分类:时分制、频分制、码分制、复合复用方式(同时采用两种或两种以上复用方式)。
按网络结构分类:树形、环形、星形、总线形、复合形(同时采用两种或两种以上拓扑)。
按调制方式分类:基带、调幅、调频、调相、其他方式。
按工作方式分类:主从、多主、无主等方式。
二、环境条件要求
地面设备:机房、调度室等地面设备应能在环境温度 15℃~30℃、相对湿度 40%~70%、温度变化率小于 10℃/h 且不得结露、大气压力 80kPa~106kPa 以及符合 GB/T2887 规定的尘埃、照明、噪声、电磁场干扰和接地条件下正常工作。
井下设备:除有关标准另有规定外,用于煤矿井下的设备应能在环境温度 0℃~40℃、平均相对湿度不大于 95%(+25℃)、大气压力 80kPa~106kPa,有爆炸性气体混合物,但无显著振动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀性气体的条件下正常工作。
三、供电电源要求
地面设备交流电源:额定电压为 380V/220V,允许偏差 ±10%;谐波不大于 5%;频率为 50Hz,允许偏差 ±5%。
井下设备交流电源:额定电压有 36V/127V/380V/660V/1140V 等,其中井底车场、主运输巷的设备允许偏差为 + 10-20%,其他井下产品允许偏差为 + 10-25%;谐波不大于 10%;频率为 50Hz,允许偏差 ±5%。
四、传感器技术要求
稳定性:煤矿用低浓度载体催化式甲烷传感器,煤矿用高低浓度甲烷传感器、瓦斯抽放用热导式高浓度甲烷传感器和矿用电化学式一氧化碳传感器等的稳定性应不小于 15 天。
测量范围与精度:不同类型的传感器有各自相应的测量范围和精度要求,如矿用甲烷传感器要能准确测量并显示矿井环境气体中甲烷浓度,且测量精度需符合相关标准规定。
报警功能:当监测到的物理量达到或超过设定的报警值时,传感器应能自动发出声光报警信号,如矿用甲烷传感器在甲烷浓度超限时能及时报警。
五、数据传输要求
传输误码率:应满足在规定的传输距离和环境条件下,数据传输的误码率不超过一定的限值,以确保监测数据的准确性和可靠性。
传输速率:具备足够的数据传输速率,以保证系统能够实时、准确地将各传感器采集到的数据传输至主机和其他相关设备,实现对煤矿井下各种安全参数的及时监测和处理。
最大巡检周期:系统在满容量条件下,传感器输出变化到中心站计算机显示所需要的时间应符合规定,以确保系统对井下安全状况的快速响应。
六、控制功能要求
断电控制:当甲烷浓度超限时,系统应能自动切断被控设备的电源,如甲烷断电仪在井下甲烷浓度超限时,能自动切断被控设备电源。
风电闭锁:掘进工作面局部通风机停止运转或风筒风量低于规定值时,应能自动切断被控设备电源,实现风电闭锁功能。
故障闭锁:当与闭锁控制有关的设备未投入正常运行或出现故障时,必须切断该监控设备所控制区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁,防止因设备故障导致的安全事故。
七、数据处理与显示要求
数据处理:主机应具备对监测数据的校正、报警判别、数据统计、磁盘存储等功能,如对模拟量输入传输处理误差、模拟量输出传输处理误差等进行校正和处理。
显示功能:系统应能实时显示报警、断电、馈电异常等重要信息,并可根据需要选择显示所关心的模拟量或开关量,同时还应具备报警记录查询显示、断电记录查询显示、统计值记录查询显示等功能,以便于煤矿管理人员及时了解井下安全状况和系统运行情况。