煤矿瓦斯抽放系统技术方案.docx
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煤矿瓦斯抽放系统技术方案
煤矿瓦斯抽放系统
技
术
方
案
西安煤航信息产业有限公司
2013年2月
1简介
瓦斯治理的基本思想是“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理工作方针。
在《煤矿安全规程》中对瓦斯抽放系统的监测监控做了如下明确的规定：
第一百七十四条，“瓦斯抽放泵站必须设置甲烷传感器，抽放泵输入管路中必须设置甲烷传感器；利用瓦斯时，还应在输出管路中设置甲烷传感器”。
第一百七十五条，“瓦斯抽放泵站的抽放泵吸入管路中应设置流量传感器、温度传感器和压力传感器，利用瓦斯时，还应在输出管路中设置流量传感器、温度传感器和压力传感器”。
根据安全规程规定，煤矿瓦斯抽放系统必须做到抽放泵站环境瓦斯监测、抽放流量监测、抽放瓦斯浓度监测、温度监测、管道压力监测，同时也突出说明了建设煤矿瓦斯抽放监控系统的重要性和必要性。
瓦斯抽放自动控制装置是根据煤矿实际情况，在原来的抽放设施基础上进行自动化改造，以使设备在无人职守的情况下自动运行和自我诊断的一套系统。
通过工业计算机的决策控制，对设备的运行状态、运行过程进行自动检测、自动控制，使设备达到最佳工作状态，从而达到有效地节约能源、降低劳动强度、降低运行成本和延长设备使用寿命等目的。
此控制系统实现井下危险环境的无人看守，保证系统值守人员的安全。
系统的建设本着“实用、可靠、先进、经济”的指导思想，根据煤矿安全监控及瓦斯抽放监测监控的技术要求，建立完善的瓦斯抽放自动控制系统及瓦斯管路参数监测系统，为煤矿生产节约成本、强化生产安全管理、提高工作效率。
2采用的标准及规范
煤矿瓦斯抽放系统，在设计过程中始终遵循最新的国家行业标准及相关的性能要求，具备高可靠性、先进性、实用性、可扩展性及开放性原则，以满足高产、高效的现代化矿井对监控信息有效获得的需要。
设计依据为：
《煤矿安全规程》
《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》
《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》
《煤矿安全监控系统产品企业标准》
《煤矿安全监控系统通用技术要求》（AQ6201-2006）
《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》（AQ1029-2007）
《煤矿安全监控系统软件通用技术要求》（MT/T1008-2006）规定。
《煤矿瓦斯抽放规范》
《矿井抽放瓦斯工程设计规范》
术语和定义
瓦斯抽放 gasdrainage
专用设备和管路把煤层、岩层和采空区中的瓦斯抽出或排出的措施。
瓦斯储量 gasreserves
煤田开采过程中，能够向开采空间排放瓦斯的煤层和岩层中赋存瓦斯的总量。
瓦斯抽放率 gasdrainageeffeciency
矿井、采区或工作面等的抽放瓦斯量占其抽排瓦斯总量的百分比。
3系统技术方案
3.1技术方案
本方案适用于煤矿瓦斯抽放泵站集中控制系统，它提出设备的功能设计、结构、性能、等方面的技术要求。
根据煤矿瓦斯抽放泵站集中控制系统的工艺要求设计制造的，我方将提供一套满足要求的高质量产品及其相应服务。
符合国家相应的标准并满足有关安全、环保等强制性标准。
我方对整套煤矿瓦斯抽放泵站集中控制系统负有全责任、调试及培训。
在交货时提供设备出厂试验报告和相关的技术资料。
本系统由可编程控制器（PLC）、监测数字显示仪表、操作台、就地防爆控制箱等组成，对煤矿瓦斯抽放泵站系统进行集中控制。
主要功能如下：
对抽放泵、循环泵、冷却塔水泵、电动蝶阀等进行启停控制及运行状态显示。
对抽放泵、循环泵、的电压、电流、功率及瓦斯监测仪浓度、负压、温度、流量等参数进行实时显示。
按现场工艺要求设置参数上、下报警值、并进行声光报警。
本系统可进行就地/远控转换，具有自动/手动两种控制方式，并具有监控模拟和显示故障诊断、自检报警功能、完善的数据库、RS485接口并可上传至矿区域网。
操作台结构为高低斜台式，内装可编程控制器（PLC）、两侧布置模拟信号各类仪表报警指示灯，低台平面板嵌装各类操作按钮、电话机等设备。
我方提供整个系统控制原理图及接线图。
我方负责该系统的调试及运行人员的培训
网络结构图
3.1.1系统完成的主要功能如下：
Ø数据采集和处理；
Ø工艺流程的动态显示；
Ø报警显示、报警管理以及事件的查询、打印；
Ø实时数据的采集、归档、管理以及趋势图显示；
Ø历史数据的采集、归档、管理以及趋势图显示；
Ø生产统计报表的生成和打印；
Ø标准组态应用软件和用户生成的应用软件的执行；
Ø系统诊断；
Ø通信通道监视及管理；
Ø为经营管理系统提供数据。
本系统的架构是由一台工程师工作站和一套PLC组成的系统。
我们保证系统的完整性。
3.2人机交互界面
1、基本窗口设计
所有的HMI窗口基本分成三块（图4-1）：
固定区域、画面区域
固定区域即是页眉区域，包括系统时间、操作员登录状态及菜单区域。
画面区域即是操作员了解系统各项设备的状态与参数的区域，并可通过点击各种按钮对设备进行操作。
2、画面设置
①主画面
主画面中包含了整个系统的被控设备及被控设备的状态参数以及系统的环境参数。
被控设备包含五台抽放泵、三十三个阀门，对它们的操作都非常的简单。
操作阀门：
在登录系统之后，将鼠标移动到画面中的阀门上，此时阀门上会出现一个方框，鼠标左键点击此方框后，画面中会弹出一个对该阀门进行控制的对话框（如下图），操作员就可在此对话框中对该阀门进行控制。
若操作员没有登录，无法进行以上操作。
当阀门完全关闭时为红色，完全打开时为绿色，没有完全打开或完全关闭时为白色。
操作抽放泵：
在登录系统之后，将鼠标移动到画面中抽放泵电机下面的白色方框上，用鼠标左键点击此方框后，画面中会弹出一个对该抽放泵电机进行控制的对话框（如下图），操作员就可在此对话框中对该抽放泵进行控制。
若操作员没有登录，无法进行以上操作。
当抽放泵处于运行状态时，在抽放泵上会出现一个旋转的小风扇，表示该抽放泵正在运行；若抽放泵处于停止状态，小风扇会消失。
系统参数包括管道参数、电机参数、环境瓦斯参数等等，都在主画面中显示。
②实时报警画面
实时报警画面显示当前的报警信息，若报警状态消除，报警信息也会消失。
报警信息包括报警产生的日期、时间、报警参数及当前操作员等。
实时报警画面如下图所示：
③历史报警画面
历史报警窗口显示报警信息与操作信息。
报警信息显示所有发生过的报警信息，包括报警产生的日期、时间及报警消除的日期、时间等等。
操作信息是指某某操作员的登录信息、注销信息以及监控系统的启动信息等等。
历史报警画面如下图所示：
④传感器监测参数画面
传感器检测参数画面显示了传感器所有的数据，包括管道瓦斯浓度、流量、管道压力、电机温度、环境瓦斯浓度等等，操作员可以非常方便的浏览系统的所有参数。
传感器监测参数画面如下图所示：
⑤电机电量参数画面
电机电量参数画面显示了抽放泵电机综合保护器的所有的数据，包括A相电流、C相电流、AB相线电压、BC相线电压、CA相线电压、有功功率、无功功率等等，操作员可以非常方便的浏览抽放泵电机综合保护器的所有参数。
电机电量参数画面如下图所示：
⑥报警参数设置窗口
在报警参数设置画面里，操作员可以自行设置需要报警提示的参数界限值，比如设置电机温度的上限报警值为40℃。
但在进行操作前必须登录。
报警参数设置窗口画面如下图所示：
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