湖南茶山岭煤矿无人值守爆破监控系统方案设计Word格式.docx

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2.6.系统组成与主要设备技术参数8

2.7.矿用连锁发爆器系统（V1.0）8

2.8.无线接收器系统（无线接收器）V1.09

2.9.传输分站系统V1.010

2.10.安全起爆距离标识器系统V1.O11

2.11.人员识别卡系统V1.011

3.系统简述12

3.1.技术特点12

3.2.运行环境12

3.3.功能简介13

3.4.使用说明13

4.系统配置单20

概述

1.1.总体设计思想

根据茶山岭煤矿目前的放炮管理的状况，为了达到放炮管理的“本质安全”，杜绝放炮过程出现的人员误入放炮不安全区域、瓦斯超限、哑炮等不安全因素，采取对放炮过程中的不安全因素的监测，达到对放炮参数的实时监控管理。

为了实现“无人值守爆破”，以及对整个放炮过程的实施闭锁管理，特制定本方案。

1.2.概况

项目名称

茶山岭煤矿“无人值守爆破监控系统（V1.0）”

项目承建单位

本项目由北京龙德时代技术服务有限公司承建，协作单位包括清华大学、北京科技大学。

1.3.项目内容

1.3.1设计原则

无人爆破系统”是湖南煤监局首次提出的爆破安全的全新的技术理念。

该项理念的提出，包含了如下含义：

1.“无人爆破系统”就是实现远程智能控制爆破，使人员远离危险区域，远离爆破可能引起的瓦斯爆炸的危害，远离爆破可能引起的煤尘爆炸的危害，远离爆破可能引起的突水危害，远离爆破可能引起的煤与瓦斯突出的危害，远离爆破直接造成的爆炸伤害，等等一切危害。

实现完全意义上的“爆破本质安全，不安全就不能爆破”。

2.“无人爆破系统”是将爆破监控系统技术与“定点定时区域撤人”管理技术相结合，而形成的一项智能化爆破技术。

在湖南部分煤矿、江西煤监局赣中分局煤矿等推行了一种称为“定点定时区域撤人”的管理技术，爆破时，人员撤离到很远的，能够避免一切事故的区域，然后，进行爆破，确保了爆破的安全。

同时，在山东招远金矿，也采取了类似的技术方案，保证了爆破安全。

采用智能技术的爆破监控系统技术与上述技术的结合，催生了“无人爆破系统”技术。

3.“无人爆破系统”使人们远离危险，确保安全，是一项本质安全技术。

同时，实现爆破的无人化，也降低了工人劳动强度，提高了工作效率。

“无人爆破系统”是爆破技术的未来。

她的推广应用，将使爆破安全进入一个崭新的时代，将使煤矿安全跨上一个崭新的台阶。

通过对茶山岭煤矿现场现场了解需求，准备实现“十个不能，一个监控”来实现现场的实时监控，具体如下：

通过“六个个不能，一个监控”来实现现场的实时监控，具体如下：

十个不能：

1、危险区域有人，就不能爆破。

2、不进行三人连锁，就不能爆破。

3、网络电阻不合格，可能有瞎跑，就不能爆破。

4、瓦斯超限，就不能爆破。

5、没有停电，就不能爆破。

6、自动控制平台不发爆破指令，就不能爆破

一个监控：

矿山各级领导能够通过网络对爆破全过程进行实时监控。

爆破数据自动上传监控主机，并生成日报表、周报表、月报表。

1.3.2建设原则

1．与现场紧密结合，充分利用目前矿人员定位、安全监控系统的设施，做到费用最省，效益最好。

2．前瞻性和实用性：

系统体现世界前沿的本质安全型矿井的理念和技术，为矿山企业提供的无人爆破监控系统，不仅考虑到行业的普遍性和业界顶尖技术与实践结果，而且符合煤炭企业的实际情况。

3．先进性：

提供国内最好、最先进的产品。

2.2应用需求分析

我们提出的无人爆破监控系统，有如下目的和主要特点：

1、以本质安全型为基本的理念、为基本的出发点，以本质安全型的控制为根本。

对于生产系统来讲，就是不安全就不能生产；

对于安全设施、安全系统来讲，就是不安全就不能放行、不安全就提示、报警、闭锁；

对于管理指挥系统来讲，不安全的命令就发不出去，不安全的信息得到及时的处理、报警、提示、闭锁；

对于职工来讲，不安全行为、不安全的操作不能执行，不安全的人员不能上岗；

2、以自动化为实现手段，将本质安全的理念贯穿到矿山安全、生产、管理的各个方面：

在生产方面：

通过现本安设备的推广或者通过对已有设备的、信息化改造，实现自动控制，通过监控系统和设备的一体化或者数据的共享，实现在不安全生产条件下，设备和系统自动停止运行，从而实现生产系统的本质安全。

在安全设施、安全系统方面，通过装备信息化的建设改造，实现不安全就不能进行进一步的作业。

如，在放炮方面，装备本质安全型的无人爆破监控系统，实现瓦斯超限、煤尘超限、不进行三人连锁、网络电阻不合格等等不安全条件下，不能放炮；

在下井人员管理方面，实现无人爆破，通风系统管理方面，系统超限、故障等

在安全管理方面，对于安全信息实现自动分析处理，实现不安全的人员不能下井作业，不安全的问题得到自动、及时处理，不安全的行为得到自动、及时制止。

2.总体方案

2.1.方案设计规范和标准

《煤矿安全规程》2007年；

《煤矿安全监控系统通用技术要求》AQ6201-2006；

《煤矿井下人员管理系统通用技术要求》AQ6201-2007；

《煤矿安全生产监控系统通用技术条件》MT/T1004-2006；

《煤矿用信息传输装置》MT/T899-2000；

《煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求》MT/T1008-2006；

《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》MT209-90；

《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》GB3836.1-2000；

《爆炸性环境用防爆电气设备隔爆型》GB3836.2-2000；

《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求》GB3836.4-2000；

《矿用一般型电气设备》GB12173-1990；

《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB/T50169

《计算机软件开发规范》GB8566

《计算机软件产品开发文件编制指南》GB8567-88

《计算机软件需求说明编制指南》GB9385-88

《电子设备用图形符号》GB/T5465----1996

《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93

其他相关的规范和标准

2.2.系统基本功能

对放炮过程中的“不安全因素”的实时监控，重点是对瞎炮、哑炮的杜绝；

放炮不安全区域人员的误入控制；

实现无人爆破。

2.3.系统组成

根据茶山岭煤矿井下放炮情况，目前按照现在33采区3个放炮点进行装备。

智能连锁放炮监测监控系统的主要组成如下：

1、井上主系统：

主机1台，数据传输接口系统1台，放炮监控系统软件1套（含网络管理软件），终端管理软件1套，发爆器参数测试仪1台。

2、井下设备：

2、井下设备：

（1）.3382煤巷掘进工作面放炮点：

安全起爆距离标识器系统1台、矿用连锁发爆器系统2台、人员识别卡系统15张、通讯与供电线路等组成。

（2）.3383回风下山掘进工作面放炮点：

（3）.3382-200m回风平巷掘进工作面放炮点：

（4）.采取入口处安装传输分站系统2台、读卡器6台、电源箱两台

设备的布置原则是：

安全起爆距离标识器系统：

每个放炮地点2台。

本安电源箱台：

每个工作面1台，矿下127V/660V电压供电。

供应工作面所以设备电源。

三人连锁卡系统：

掘进工作面15张。

矿用连锁发爆器系统：

每个放炮工作面各2台。

具体数量详见附表。

系统结构如放炮监控系统示意图。

井上井下通信：

无人值守爆破监控系统主机安装在监控中心，从监控室到井下采用电缆进行信号传输

茶山岭煤矿放炮监控系统设计图

2.4.操作方法与步骤及原理

步骤1系统上电

首先用磁性钥匙打开磁性开关，给控制电路供电；

此时液晶屏会显示开机主界面。

步骤2网络电阻测量

将放炮网络的两端分别连接到图中的两个专用测量端子上，如果电阻值超出允许范围，将提示放炮网络连接有问题，应该马上检查，一切合格后再重新进行操作；

如果电阻值在允许范围内，液晶提示进行网络阻值正常，拔掉磁性钥匙，离开放炮区域。

步骤3充电和放炮

在调度指挥中心使用无人值守监控主机，给放炮监控终端机下达放炮指令，发爆器自动启动放炮指令，进行自动爆破作业。

2.5.技术参数

1.系统容量：

单套系统接口最大可接入传输分站系统128台。

2.系统可以监控的安全因素为10种以上，可根据需要增加或者减少监控因素。

3.系统连接方式：

系统连接方式为can,tp/ip,采用信号线缆或者光纤通讯，可直接接入千兆环网

4.系统误码率：

≤10～8。

5.放炮监控终端与系统之间的最大无线通讯距离3-10m。

6.供电：

井下设备采用本安电源供电，远程供电距离不小于2km。

7.系统存储性能：

有关记录在地面中心站保存半年以上。

8.软件画面响应时间：

调出整幅画面85%的响应时间≤2s，其余画面≤5s。

9.地面系统与井下控制器离线控制功能：

即当地面主机与井下控制器中断通讯时，井下控制器具有离线管理功能，以确保井下放炮的正常运行。

10.设备故障处理功能：

当放炮安全环境参数传感器出现设备故障时（数据超限、信号不通），这时，地面主机能够弹出对话窗，并报警，经过井下确认，地面领导批准后，可由操作员设置为故障命令，系统自动进行故障处理。

（就是将故障作为合理数据来实施控制）

11.语音报警功能：

进入放炮程序时，每个环节都由语音警示仪发出命令，以警示周边人此区域正在进行放炮。

2.6.系统组成与主要设备技术参数

主要包括：

井上中心系统主机、系统软件、矿用连锁发爆器系统、三人连锁卡系统、安全起爆距离标识器系统、、本安电源、系统传输线路等部分。

2.7.矿用连锁发爆器系统（V1.0）

1防爆型式:

矿用隔爆兼本质安全型

2防爆标志：

Exd[ib]I

3引爆能力（发）：

200

4脉冲电压峰值（V）:

3000

5允许最大负载电阻：

1220Ω（镍铬桥丝2米铁脚线工业瞬发电雷管）

6电源:

3节3.7V聚合物锂离子电池（型号：

873445M，容量：

1300mAh）

7控制模块额定工作电压：

DC3.7V

8一节电池的最高开路电压：

≤DC4.2V

9一节电池的最大短路电流：

≤3A

10放炮部分额定工作电压：

DC7.4V（两节873445M型，1300mAh电池串联）

11两节电池的最高开路电压：

≤DC8.0V

12两节电池的最大短路电流：

≤6A

13本安参数：

语音口开路电压：

DC≤4.2V；

短路电流≤10Ma

14通讯口开路电压：

DC≤10V；

短路电流≤20Ma

15外接电缆长度:

≤300m;

分布电感:

≤1Mh/km;

分布电容:

≤0.1Μf/km

16引燃冲量（A²

.ms）:

≥8.7且≤12.0

17供电时间（ms）:

≤4

18充电时间（S）:

≤