煤矿采空区测温平安监测系统设计方案.docx

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煤矿采空区测温平安监测系统设计方案

XXX煤矿采空区测温

平安监测系统

设

计

方

案

设计单位XXX省科学院

2010年12月

一、项目背景分析

依据《中华人民共和国矿山平安法》、《中华人民共和国平安生产法》、《煤矿平安规程》、《煤矿平安监察治理体制改革实施方案》等文件，咱们利用先进的运算机技术、网络技术、光纤传感测控技术、光纤通信技术等实现整个的联网治理，其中应用到了多种传输和治理方式，尤以光纤传输应用最为普遍、先进、靠得住、稳固，同时依据煤矿的环境，分站点的信息汇总后向总控中心进行传输。

从初期的电子监测进展到此刻光纤传感，不中断的光纤传输，及在光纤技术基础上开发的灾害应急监测系统。

使光纤技术在矿山行业中的地位愈来愈重要。

针对XXX矿井的现场实地勘探情形，也为了提高对矿井内采空区温度的掌控。

对此咱们成立灵活高效、反映快速、运行靠得住的煤矿网络自动平安监控系统。

结合实际情形，依照矿方要求，咱们对该矿的采空区的温度进行实时在线监测。

二、系统建设的原那么

系统的整体设计思想是要表现技术的先进性和决策的前瞻性，着力于“科学合理性、经济有效性、高起点、前瞻性、扩展性”。

使中新上深涧的在尔后10年内维持必然的先进性，具体的咱们遵循了以下原那么：

（1）贯彻执行《煤矿平安规程》，《煤矿平安监控系统通用技术要求》。

（2）认真贯彻国家《煤矿作业规程编制指南》。

（4）达到资源开发与环境爱惜的良性循环，实现社会效益、经济效益、资源效益和生态环境效益的和谐统一。

（5）设计中结合现场情形，力求符合实际，设计方案选择合理，在确保企业生产平安前提下，知足工艺和生产要求；在达到平安生产的条件下，因地制宜，施工简捷，治理方便，经济合理。

（6）设计中尽可能选择符合实情，技术先进、高效节能、平安靠得住的设备。

（7）设计中踊跃采纳先进而有效的新技术和材料。

平安性原那么

在系统运行的各个环节中，都应该严格注意平安的问题，避免其中的任一进程存在着平安的漏洞，从而阻碍整个公司系统运作的大局。

随着网络技术的提高，网络的平安性也愈来愈值得人们注意和防范，在该方案中，咱们公司时刻强调高度的平安性。

咱们在进行系统设计时将提供多种手腕保障系统的平安、数据的保密、数据传输的稳固、数据传输的实时，对相关的网络设备、主机系统、应用数据库提供周密的爱惜。

同时，采纳国际上最新的主流光感技术，确保用户能充分利用网络的互通性和易用性，同时能够为用户尽可能地降低系统投入本钱，实现高效益。

网络数据传输的平安需要依托综合手腕才能够实现。

一方面需要好的技术产品，好的平安策略；另一方面，更为重要的是要有完善的平安治理制度。

从技术角度来看，一个完善的网络平安系统应该包括以下三个方面：

1.平安防护

2.主动平安评估

3.平安实时监控

我们公司坚持以高度平安性为大体原那么，有效地避免网络的不稳固性，爱惜关键的数据不被非法窃取、窜改或泄漏，使数据具有极高的可信性。

有效性原那么

系统在设计上一方面将知足双向的数据传送、实时处置的要求；另一方面，又采纳国际上最先进的技术，使系统完成后，维持一按时期的领先地位。

有效性原那么既要做到先进技术与现有成熟技术相兼顾，又要使系统的高性能与有效性相结合。

靠得住性原那么

这套煤矿采空区散布式测温系统，它的稳固靠得住性好。

随着利用的普及，信息平台的运行不稳固乃至瘫痪将严峻阻碍企业的形象，也将给为企业带来不便和不可低估的损失。

因此靠得住性是平台运行的首要保证。

可扩展性原那么

咱们对测温系统本着统一计划、分步实施、慢慢完善的的进程。

我们公司在该方案的设计中充分考虑它的可扩展性，其基础传输采纳防爆光纤环网在实现大体的平安监测项目和监控系统，信息传输加密的前提下，为以后进一步实现联网的监测系统，提供建兼容的各类接口。

易治理性原那么

煤矿平安的治理和保护工作也是相当重要的。

平安自动监测系统系统设计时既要充分考虑平台的易治理性，为平台保护者提供方便的治理工具；同时又要设计标准但不失灵活的工作流程。

系统同时能够为矿上提供各类报表。

三、系统设计依据

3．1法律、法规及有关规定

（1）《中华人民共和国平安生产法》（）；

（2）《煤矿平安规程》；

（3）《煤矿平安监察条例》；

（4）《煤矿平安监察治理体制改革实施方案》（国办发[1999]104号文；

（5）《煤矿作业规程编制指南》；

（6）《煤矿平安监控系统通用技术要求》；

（7）《煤矿和非煤矿山平安评判导那么》；

（8）《煤矿平安质量标准》；

（9）《信息技术软件包质量要求》；

（10）《平安生产许可证条例》（国务院令第397号，）。

（11）《中华人民共和国矿山平安法》（）

（12）最新的软件与平安监测技术。

3．2技术标准

（1）《中华人民共和国通信行业标准远程通信干线光缆传输系统线路工程验收标准》；

（2）《煤矿平安质量标准》

（3）《重大危险源辨识》（GB18218－2000）

（4）《中华人民共和国矿山平安法实施案例》（实施）

（5）《通信管道施工标准》。

（6）〈〈煤矿平安监控系统通用技术要求〉〉

四、系统设计概述

4．1概述

矿井火灾是煤矿要紧灾害之一，其中采空区自然发火占很高比例，通过监测发火区域的标志气体进行分析预警是避免灾害的有效手腕，该手腕欠缺实时性、直观性，通过矿井散布式光纤测温系统，实时在线监测采空区及回风港温度，弥补了标志气体分析预警的不足，从而及时准确的对采空区隐患进行及时的预警，以达到防火的目的

4．2系统介绍

4．2．1系统介绍

煤矿采空区散布式测温系统由XXX微感光电子自主研发、生产、组装的散布式光纤温度监测系统，采纳全新的设计，具有良好的性能指标和系统稳固性。

该系统依据后向拉曼（Raman）散射原理和光时域反射（OTDR）定位原理研发而成，具有光信号的发生、光谱分析、光电转换、信号放大和处置的等功能。

系统采纳专用感温光缆作为温度传感器，集运算机、光纤通信、光纤传感、光电操纵等技术于一体，具有本质平安，耐侵蚀，不受电磁干扰等优势，持续监测长距离大范围环境温度信息，为电力、石油、煤矿、交通等领域提供优质的温度监测方案。

1）电力行业电缆沟、电缆隧道中的高压电缆和高压架空电缆在线温度监测；

2）石油行业和油井的在线温度监测及管道或储罐温度和泄露监测；

3）煤矿系统采空区测温、皮带机传输等温度和故障监测；

4）交通运输领域高速公路、过江隧道、地铁等温度监测及火灾报警；

5）各类仓库油库、军火库、粮库等危险区域的温度报警系统。

4．2．2系统原理

光纤测温的原理是依据后向拉曼（Raman）散射效应。

激光脉冲从光纤中的一端进入，在向前传播中光纤分子彼此作用，发生多种类型的散射。

其中拉曼散射是由于光纤分子的热振动产生一个比光源波长长的光，称斯托克斯（Stokes）光，和一个比光源波长短的光，称为反斯托克斯（Anti-Stokes）光。

反斯托克斯光信号的强度对温度阻碍比较灵敏。

从光波导内任何一点的反斯托克斯光信号和斯托克斯光信号强度的比例中，能够得到该点的温度信息。

利用光时域反射（OTDR）原理即通过光纤中光波的传输速度和背向光回波的时刻对这些热点进行定位。

利用以上技术原理即可实现对沿光纤温度场的散布式测量。

4．2．3系统组成及特点

产品名称

数量

单位

性能特点

测温分站

1

台

多通道光转换功能，插损小，易扩展；

具有更高的温度精度和空间分辨率；

提供各种报警指示灯，方便了解运行状态；

提供网口、串口、USB等多种接口方式；

工控机、显示器

1

套

实时采集数据，分析数据；

高配置、高稳定性，满足用户各种需求；

WINDOWS2000/XP操作系统；

温度传感器

N

km

光缆集信息传输和温度采集于一体，采用低烟无卤阻燃型非金属光缆结构便于施工布放，并且具有更高的安全性；

光缆外径结构简单，热渗透快，测温响应快；

光纤衰减小，提高了系统的测量精度和测量范围；

（N表示光缆的长度，详见技术参数表）

报警模块

1

套

声光报警便于现场人员及时发现报警信息；

短信报警及时为无人值守现场的工作人员提供监测报警信息；

监测软件

1

套

提供监测现场线路全程分区图及其温度分布曲线，有利于报警及时定位；

具有6种报警类型，为监测环境温度变化提供报警分析；

至少可以分为128个分区，分区可独立报警，方便定位；

全中文友好界面，操作便捷，易于升级；

4．2．4系统要紧技术参数

项目

单位

参数值

备注

测温距离

km

4

2/4/6/8/10km可选

测温范围

℃

-20～130

根据应用领域可选

通道数

-

1～16

2,4,6,8…可扩展

测温精度

℃

±1

可根据距离取精确值

测温响应时间

s

<5

单通道/km/10000次

空间分辨率

m

2

定位精度

m

±1

数据通讯接口

-

以太网口

系统工作温度

℃

-20～+45

电源输入

AC

180～220V/50±5Hz

表1ISS-DTS-X-N技术参数

五、方案实施介绍

5．1XXX煤矿现状简介

目前要做的XXX煤矿下的一个采煤区还未开采，提早实施对采煤区温度的在线监测。

5．2安装方案

系统示用意

5．3安装方式

1、采空区的大体信息：

巷道的长度约为360m，宽度约为180m；

2、第一，从采煤区的入口沿巷道内侧敷设感温光缆360m，然后沿着巷道的另一端敷设180m，最后，沿巷道另一内侧敷设感温光缆360m，整个敷设进程为环形敷设，共计光缆约为900米，即为第一通道；

3、随着采煤层的掘进，以后没距离50米敷设感温光缆一次，以获取采空区的温度信息；（2380m）

4、在监控室内，需要提供220V的交流电源，该电源连接到APC不中断的电源.

五、用于对互换机及运算机供电，假设需要将监测数据传输到远方，还要有宽带网络或无线通信设备。

六、需备用一张桌子用于主机和显示器的安放，互换机需要连接上配置的光缆跳线头，通过网线传输到电脑上，进行软件及整机的调试。

7、八根感温光缆通过跳线连接到分站上，通过网线口连接到光端机上；光端机输出的信号通过光缆传输至监控室，再通过光端机传输到主机上；

八、八根光缆都采纳爱惜管爱惜，以防矿方施工造成损坏；

5．4安装前的预备工作

1）查看现场，确信现场感温光缆的敷设线路，确信放置分站的位置，由于矿上有通向调度室的光缆，可供咱们利用，确信分站到主光缆的距离；

2）抵达现场安装的物品检查一便，看是不是齐全。

（包括仪器，工具等）

3）测温光缆的铺设：

光缆敷设应注意事项：

一、光缆怕压，怕拉。

因此敷设进程中应确保光缆不受到过大的拉力和压力

二、保证光缆的干净

3、保证光缆不进水

4、保证光缆护套不受伤

五、保证光缆不串相，不缠绕，应与电缆贴紧禁止光缆与电缆离开。

六、保证光缆不被盗

六、方案实施成效

光纤平安监测系统能够为XXX煤矿采空区温度的平安运行提供直观、有效、真实的数据保障，实现煤矿动态在线监测，保证矿井实现整体全面观测。

XXX微感光电子为XXX煤矿设计光纤平安监测系统，其具有以下优势：

能够实现实时在线监测，工作效率高；

不带电，不受雷击等电磁干扰；

测量精度高，利用寿命长；

智能化程度高，可实现险情三级报警；

智能软件，可实现历史数据查询，对坝体稳固趋势进行预判，防患于未然；

人性化人机界面，监测结果直观、方便。

“煤矿综合平安监测系统”不仅具有实时显示、信号检测和系统设置等功能，其壮大的数据查询、报表和数据库等功能，集数据搜集、信息治理、数据分析、报表输出于一身，为用户能够快速便利的了解现场信息提供了有效的途径。

6．1监控软件配置环境

1）软件运行的硬件配置：

Pentium及以上PC处置器

256MB及以上主存储器

10GB以上硬盘空间

32MB及以上显示卡

2）软件运行的系统平台：

Windows2000/XP/2003Linux等一系列主流操作系统

MicrosoftSQLServer软件

6．2监控软件系统功能结构

监控软件组成

监控软件由数据监测模块、数据分析模块、数据治理模块、数据输出模块组成，要紧包括以下内容：

监控数据搜集---监控数据解析---监控数据计算---监控数据输出

现场模拟平面图显示---实时数据显示----报警状态提示

历史数据查询---报警数据查询---传感器参数设置

日报表数据输出---月报表数据输出---年报表数据输出

监控软件功能介绍

a数据监测模块

b数据分析模块

c数据治理模块

d数据输出模块

监控软件功能框图如以下图

图为软件功能简图

●中文操作软件

温度监测软件具有友好的中文操作界面，壮大的数据处置和治理功能，具有以下特点：

＊显示功能：

可显示全程分区图及其温度散布曲线；可显示系统监测曲线、系统参数；可显示重点监测点的温度随时刻转变曲线；

＊报警功能：

具有定温报警（设定最大温度/最低温度值）、差温报警（实时温度与平均温度不同过大，用于判别局部过热点）、温升过快报警、光纤破坏报警、装置异样等报警功能；

＊报警形式：

声光报警和电话短消息报警，报警分工作级和治理级两

＊分区测量：

能对测量区域在长度上进行分区，至少可分为128个区，对某些区域进行局部重点监测和分区报警；

＊查询功能：

能够查询历史数据并显示或打印历史曲线；能够在系统图上直接查询设备信息、运行参数、统计信息等；

＊分析功能：

历史趋势显示，对以后趋势进行评估，提供检修参考信息；

＊报表功能：

提供壮大的数据库保留功能，能够依照用户需要定制年报表、月报表、日报表等；用户也可定制各类表格：

实时数据表、历史数据及统计报表、报警一览表等；

＊TCP/IP接入：

几个操纵器的信号能够在一台PC机上分析处置，系统功能强而高效。

＊多系统组网功能：

系统采纳网络接口进行数据通信，具有良好的兼容性，可轻松扩展最多台主机同时监控。

快速开发的主监控程序能够统一访问、查询各分站的运行数据等操作，有利于多个现场数据的比较和分析，方便的扩展测温系统的规模，有利于整个散布式测温数据统一治理和查询。

八、公司介绍

XXX微感光电子位于XXX省省会济南市高新技术开发区，是一家专业研究、开发、生产各类新型工业用光纤传感器、智能仪表和综合监控系统的中外合伙高科技企业。

公司的产品系列成立在多项自主知识产权的光纤传感器发明专利基础上。

目前的要紧产品有：

针对工业用的光纤温度、应变、压力、瓦斯气体、超声等传感器；

光纤电力温度在线监测系统；

光纤煤矿平安综合监测预警系统；

光纤煤矿采空区火灾预警系统；

光纤非煤矿山综合监测系统；

光纤油井温度、压力在线监测系统。

公司依托XXX省科学院和XXX省科学院激光研究所，于2005年被XXX省科技厅授予“XXX省光纤传感技术中心”，2006年被XXX省人民政府授予XXX省“光纤传感工程技术研究泰山学者特聘教授”职位。

公司研发实力雄厚，在国内同行业中处于领先地位。

技术团队知识结构合理，聚集了一批有在西方国家光纤传感器、光纤器件、光纤通信、智能结构等专业高科技公司连年工作体会的资深专家和仪器仪表高级工程师。

公司承担了多项国家支撑打算、863和省部级重大光纤传感器工程技术研究项目，荣获多项研究功效专利，为维持公司在行业内的技术领先地位奠定了坚实的基础。

九、业绩表

公司部份业绩表

序号

项目名称

签订日期

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15