煤矿安全监控系统实习报告.docx
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煤矿安全监控系统实习报告
1实习概况
1.1实习目的
了解煤矿监控方面各方面的知识，强化理论与实际结合，到各矿上安装、调试、巡检、售后服务，为煤矿安全生产作下铺垫，为以后工作奠定基础。
1.2实习时间
2014年02月24日-2014年05月09日
1.3实习地点
重庆梅安森科技股份有限公司
2实习内容
梅安森各产品的认识、操作、安装、调试、维修和各监控系统操作及各项目组织。
3项目概述
3.1行业现状
随着国家煤炭行业体制改革的不断深化、现代信息技术的飞速发展，煤炭管理信息化将为煤炭工业的可持续发展提供良好的条件。
煤炭行业的管理信息形式标准化、信息传递规范化以及信息内容系统化、安全生产监测监控自动化、是煤炭行业应用系统的必然趋势。
利用计算机技术、通讯技术和网络技术，开发煤炭安全生产综合信息系统并在实际中应用是很有必要的、而且是及时的，更是煤炭管理部门管理创新和技术进步的要求，从而进一步提高煤炭安全生产的整体管理水平。
3.2煤矿安全生产需求
根据煤矿企业的要求，为建设现代化的高新煤矿企业，实现煤矿企业监测管理的一体化，完善煤矿企业自动化监控系统，提高煤矿企业的安全生产管理水平，整体提升煤矿企业的自动化水平。
通过建立煤矿安全监控系统，能完成对煤矿矿井的环境监控和数据采集等功能；安全监控中心站软件要求具有综合性强、功能先进、富有人性化、易操作等特点，可对监测信息进行快速分析处理并自动执行监控操作。
系统软件设计先进、模块化程度高、集成方式灵活，可根据不同用户对功能的不同需求，对系统进行模块设计、嵌入模块，保障系统的扩展性。
同时，通过监控系统的联网功能，可方便的实现向集团公司的数据上传，实现公司对各矿的集中监管功能。
4方案设计
4.1设计依据
本方案在设计过程中始终遵循系统应具备高可靠性、先进性、实用性、可扩展性及开放性原则，以满足国家关于煤矿安全生产监控系统的要求和煤矿实际需要。
4.2系统结构
KJ73N型安全监控系统支持多种组网结构：
如果煤矿井下建设有矿井工业以太环网，则安全监控系统分站通过环网接入器接入工业以太环网上传监测数据值监控中心站。
如果矿井没有建设环网，则本安全监控系统可以单独通过电缆组网或者通过电缆+光缆方式组网实现监控数据的传输。
本方案组网按照矿用阻燃光缆+矿用通讯电缆形成总线式传输网络建设，系统结构图如下4.21所示：
图4.21
图4.21KJ73N监控示意图
说明：
1）监控系统中心站监控主机采用双机热备配置，井下监控分站上传的监控数据同时写入监控主机、备机数据库。
监控主备机之间通过网线连接进行“心跳”监测，当主监控机发生故障时，备监控机自动启动，切换时间小于30秒。
监测数据不丢失。
2）监控主机接入局域网，局域网上的终端可以通过WEB浏览进入实时监控画面进行相关的查询、打印图表等操作。
3）主传输线路采用光传输，地面数据接口选择带光口传输接口，与井下矿用数据传输光端机通过矿用阻燃光缆连接。
4）井下安全监控分站之间、监控分站与光端机之间采用矿用阻燃电缆通过总线方式连接。
5）各类监测传感器和断电执行器与分站之间采用矿用阻燃电缆连接。
6）系统传输制式为485传输。
特点：
1）监控主机双机热备份，保证数据不丢失。
2）KJ73N型安全监控中心站软件支持Web浏览查询功能，局域网上终端均可通过IE浏览查询实时监控状态和历史信息，并进行相关的操作。
3）监控中心站软件支持联网功能，对外提供标准接口，准确上传监测监控数据。
4）井上下主干采用光传输，传输速率高、距离远、损耗低，且由于光缆不导电，具有良好的防雷效果。
5）井下光端机之间可以串接，在现场需求的情况下，可以方便增加光端机的数量，系统的后期拓展更加方便，且节省投资。
6）系统最大支持256台监控分站。
4.3设计思路
4.31系统结构
本设计采用光纤入井，光纤接入传输接口进行数据传输，光纤不具导电能力，有效防雷。
作为系统的传输网络，为实现高速、稳定、防雷等特点，我们选用光纤独立组网方式。
井下设备使用KJ73-G型数据传输光端机各分站的连接节点，将分站RS485信号转换为光网络信号进行上传。
并可代替上位机对过连接分站进行巡检，减少上位机电脑的负荷，有效提高了巡检速率和传输的高效及稳定。
传输介质采用光纤维，不具导电性，有效的实现了防雷功能，减少了信号避雷器等设备。
地面设备使用KJJ55N型带光口的数据传输接口，接收井下KJ73-G数据传输光端机传送来的数据，将数据转换后传送给上位机进行分析处理、储存、显示、打印等。
矿用数据传输光端机安装位置设置在主传输光缆进线井底。
4.32中心站设计
要求：
一般选用工控微型计算机或普通微型计算机、双机或多机设备份。
主机主要用来接收监测信号、校正、报警判别、数据统计、磁盘存储、显示、声光报警、人机对话、输出控制、控制打印输出、与管理网络联接等。
设备配置：
整个矿井安全监控系统主要由监控主机、UPS电源、打印机、机房电源、避雷器等部分组成。
在地面监控中心设置2台监控主机（双机热备）、1台打印机、UPS电源。
负责整个监控系统的实时数据处理、显示、存储功能。
在地面监控中心设置2台数据通讯接口，地面的监控设备等也接入该接口。
每个煤矿监控中心配置：
监控主机2台，打印机1台，数据通讯接口1台，UPS在线式，备用电源1套，电源避雷器1台。
中心站安装示意图4.32所示
图4.32中心站示意图
4.33传感器及断电执行器设计
根据《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范AQ1029-2007》中第6.3.1的要求：
长壁采煤工作面甲烷传感器必须按图4.331设置。
U型通风方式在上隅角设置甲烷传感器T0或便携式瓦斯检测报警仪，工作面设置甲烷传感器T1,工作面回风巷设置甲烷传感器T2；若煤与瓦斯突出矿井的甲烷传感器T1不能控制采煤工作面进风巷内全部非本质安全型电气设备，则在进风巷设置甲烷传感器T3；低瓦斯和高瓦斯矿井采煤工作面采用串联通风时,被串工作面的进风巷设置甲烷传感器T4，如图4.33所示。
图4.331
图4.33传感器位置
第7.2风速传感器的设置的要求：
采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷的测风站应设置风速传感器。
风速传感器应设置在巷道前后10m内无分支风流、无拐弯、无障碍、断面无变化、能准确计算风量的地点。
当风速低于或超过《煤矿安全规程》的规定值时，应发出声、光报警信号。
根据《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范AQ1029-2007》中第6.4.1的要求：
煤巷、半煤岩巷的有瓦斯涌出岩巷的掘进工作面甲烷传感器必须按图设置，并实现瓦斯风电闭锁。
在工作面混合风流处设置甲烷传感器T1，在工作面回风流中设置甲烷传感器T2；采用串联通风的掘进工作面，必须在被串工作面局部通风机前设置掘进工作面进风流甲烷传感器T3。
4.34掘进工作面甲烷传感器的设置
第7.7.1的要求：
主要通风机、局部通风机必须设置开停传感器。
第7.7.3的要求：
掘进工作面局部通风机的风筒末端宜设置风筒传感器。
图4.341甲烷传感器设置
根据《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范AQ1029-2007》中
第6.6的要求：
设在回风流中的机电硐室进风侧必须设置甲烷传感器，如图4.342所示。
图4.341
图4.342在回风流中的机电硐室甲烷传感器的设置
第7.6.3的要求：
机电硐室内应设置温度传感器，报警值为34℃。
根据《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范AQ1029-2007》中第7.2风速传感器的设置要求：
总回风巷的测风站应设置风速传感器。
第7.3风压传感器的设置要求：
主要通风机的风硐内应设置风压传感器。
第7.7.1的要求：
主要通风机、局部通风机必须设置开停传感器。
第7.7.2的要求：
矿井和采区主要进回风巷道中的主要风门必须设置风门开关传感器。
当两道风门同时打开时，发出声光报警信号。
采区容易自然、自然煤层的采煤工作面必须设置一个一氧化碳传感器；采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷应设置一氧化碳传感器；带式输送机滚筒下风侧10~15米处应设置一氧化碳和烟雾传感器；自然发火观测点、封闭火区防火墙栅栏外应设置一氧化碳传感器；
根据《煤矿安全监控系统通用技术要求AQ6201-2006》中第4.5.2要求：
系统必须实现瓦斯超限报警断电，甲烷风电闭锁控制，系统远程断电控制，系统异地断电控制。
4.35设备配置表
根据国家关于煤矿安全监控系统的相关标准和煤矿通风设计图纸，本方案设计的设备配置如下图4.351所示：
序号
设备类型
数量
安装位置
1
甲烷传感器
（KGJ28A）
3
采煤工作面上隅角、采煤工作面、
采煤工作面回风巷
1
采煤工作面回风巷大于1000米增设
2
掘进工作面混合风流处、
掘金工作面回风流
1
采用串联通风的掘进工作面中被串工作面局部通风机前
1
掘进工作面大于1000米增设
3
采区回风巷、一翼回风巷、
总回风巷测风站
1
回风流中的机电硐室进风侧
1
架线电机车的主要运输巷道装煤点
2
井下煤仓、地面选煤厂
1
封闭的带式输送机地面走廊上方
2
一氧化碳传感器（GT500A）
1
采煤工作面回风巷
1
带式输送机滚筒下风侧10-15m处
1
自然发火观测点、封闭火区防火墙栅栏外
3
采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷
3
风速传感器（GFW15）
3
采区回风巷、一翼回风巷、
总回风巷的测风站
4
负压传感器（GP5000）
1
通风机风硐
5
温度传感器（GW50）
2
采煤工作面、机电硐室
6
设备开停传感器（KGT30）
2
主要通风机、局部通风机
7
风门开闭传感器（KGE42）
1
各主要风门
9
风筒风量开关（GFT6）
1
局部通风机的风筒末端
10
断电仪
（D1，带馈电功能）
1
被控开关
11
液位传感器（KGU13）
1
井下水仓
12
烟雾传感器（CQL0.1）
1
带式输送机滚筒下风侧10-15m处
图4.35通风设计图纸
5KJ73N型安全监控系统特点
5.1自主产权
KJ73N系统自配套能力强，监控系统的大多数设备均是我公司生产，产品性价比高，售后服务有保障，能很好的控制监控系统总体质量和性能，控制产品的生产加工周期，对日后产品的升级换代也有可靠保证。
公司也是国内最大的矿用传感器配套厂之一，为KJ2000、KJ95、KJ66、KJF2000等众多系统厂家配套及售后服务。
5.2多系统兼容
KJ73N型安全监控系统是集井下安全监控系统、生产监控系统、人员管理系统、瓦斯抽放监测监控系统、瓦斯突出预测预报系统、工业电视、电力自动化系统为一体的综合监控系统平台。
系统与人员管理系统能完全兼容，在系统中可直接添加人员读卡分站和动态目标识别器，即可实现安全监控与人员管理系统的共网运行，避免设备的重复投入。
5.3系统维护和测试功能
系统地面中心站主机采用双机热备，数据可保存二年以上，当系统发生故障时，数据不丢失。
6系统主要设备介绍
6.1KJJ55N型数据传输接口
KJJ55N型数据传输接口是KJ73N型煤矿安全监控系统井上部分的关键组成设备用于地面中心站接受井下监控分站发来的监测数据，并把它们送往中心站主机进行分析处理，同时把地面中心站下发的命令传送到指定的分站，从而实现控制井下设备的启停、设置工作参数、查询显示传感器的监测数据等功能。
KJJ55N型数据传输接口支持双机热备功能，可通过串口、网口与主、备监控机连接，当主机出现死机、故障时，数据接口直接控制备机启动工作。
数据接口还可连接声光报警装置，实现调度中心的声光报警功能，从而使得监控系统的事故能及时处理。
图6.1KJJ55N
6.2KJF86N型安全监控分站
6.21产品用途
KJ86N系列型监控分站是KJ73N型煤矿安全监控系统井下部分的关键组成设备，以美国德州半导体公司MSP430系列16位单片机为核心，配置多个模拟量入口和开关量入口，连续采集传感器信号，经单片机处理后按设定参数执行控制操作。
该分站能与地面中心站计算机通讯，将采集信号传送到地面中心站，也可执行中心站发出的各种远程控制指令，还具有智能通讯口，可连接各种智能设备。
6.22产品特点
KJF86N（08）型/KJF86N（16）型：
1）具有8路/16路本质安全传感器接口，每路接口能兼容模拟量及开关量传感器，并为传感器提供本质安全电源。
2）6/8路断电控制输出，其中近程断电路2/2路，远程4/6，能实现就地断电和远程断电控制。
3）巡回显示各路传感器的值，显示控制输出状态、通讯状态等，具备实时时钟显示功能。
4）能与地面中心通讯，传送采集数据和接收控制命令。
5）具有RS485智能接口，可扩展连接各种智能设备。
6）具有风电瓦斯闭锁工作模式。
7）全功能遥控设置，一键查询分站编号。
板上自带恒流源校准电路，方便维修调试。
图6.221煤矿监控系统界面
6.23KJ73-G型矿用数据传输光端机
KJ73-G型矿用数据传输光端机是为满足我国煤矿监控系统大容量信息传输的需要而研制的。
由于它具有传输速率高、误码率小，且具有非电、非磁的信息传输特点，所以特别适用于存在有瓦斯、煤尘爆炸危险的煤矿井下环境之中。
该产品经国家防爆检验机关进行联机检验后,可作为KJ73N型煤矿安全监控系统的主要配套设备使用。
6.24KDW0.3/660A（B）型隔爆兼本质安全型电源箱
KDW0.3/660A（B）型隔爆兼本质安全型电源箱是为煤矿井下本质安全型设备提供本质安全电源,且具有备用电源功能的稳压电源箱。
适合各种需要本质安全型电源供电的仪器、仪表或设备配套使用。
KDW0.3/660A（B）型电源箱是矿用隔爆兼本质安全型产品，防爆标志：
ExdibI，适用于煤矿有瓦斯和粉尘爆炸危险的场所中。
7软件功能介绍
本系统主要包含主界面显示、系统参数定义、数据和曲线查询显示、各种报表打印等功能。
7.1主界面显示
主界面主要显示如图7.11所示用户指定的系统监测实时数据，系统设备运行情况及记录、系统报警、断电、馈电异常等信息。
图7.1主界面图
页面显示编辑图7.12所示提供用户选择指定显示的测点。
页面显示编辑图7.12
7.2系统参数定义
系统参数定义包含设备类型定义和监控测点定义，设备类型定义提供用户可以自定义系统的接入设备类型，提高了系统的通用性和兼容性，简化了监控测点定义操作。
本系统还包括网络设备在线管理、人员定位接入、交叉断电逻辑控制和手动断电控制等如下图所示。
图7.21系统参数定义
图7.22设备定义类型
图7.23设备定义之模拟量定义一
图7.24设备定义之模拟量定义二
图7.25设备定义之开关量定义一
图7.26设备定义之开关量定义二
监控测点定义包含分站定义、模拟量定义、开关量定义、控制量定义、智能量、累计量、导出量等定义。
图7.27系统测点定义主界面一
图7.28系统测点定义主界面二
图7.29测点定义之分站定义
图7.30测点定义之模
图7.31测点定义之开关量定义
本系统支持光纤工业以太换网，提供网络设备的在线管理维护；
图7.32网络设备管理之一
图7.33网络设备管理之二
本系统支持人员定位系统接入，提供人员识别器、人员工作区域设置等功能
图7.34人员识别器设置
图7.35人员区域（工作面）设置
本系统还提供交叉断电逻辑控制和手动断电复电等控制功能；
图7.36交叉断电逻辑控制
图7.37交叉断电控制设置
图7.38手动控制断电复电
7.3查询及报表打印
主要功能包括：
模拟量曲线图：
模拟量5分钟曲线，模拟量柱状，模拟量多点曲线，模拟量开关量同屏曲线，模拟量密采曲线。
开关量柱状图及其状态图：
开关量状态图，开关量柱状图。
查询：
模拟量、开关量的报警，断电，馈电查询,设备故障查询，设备运行报告,开关量状态变动查询，模拟量统计值查询及其模拟量调用查询。
报表打印：
模拟量、开关量的报警，断电，馈电报表,设备故障报表,开关量状态变动报表，模拟量统计值报表，模拟量调用报表以及开关量、模拟量的月（周）报表。
图7.31查询主界面
7.4图形编辑及显示
本系统支持矢量图和GIS系统，提供自定义图元，支持组态图显示和图形交互控制；
7.41图形编辑器主界面
功能描述：
系统主要由四部分组成，分别是菜单栏、工具栏、图库栏和工作区。
其中菜单栏包含系统的基本绘图操作如：
文件、编辑等功能。
工具栏主要是为方便绘图操作所设的操作。
图元库即系统左边，是与绘图相关的基本图形和与煤矿相关的图元。
工作区是用户绘图的编辑区。
7.411抽放图
功能描述：
在图元库中包含一项"抽放图元"，通过图库中提供的图元来绘制与抽放相关的图。
7.412图元与点号关联
功能描述：
在图元库中其中的"监控图元","抽放图元"中的部分图元需要与点号关联,用户可通过双击托放在工作区的图元来关联,如果该图元需要关联,则会弹出一个对话框来设置关联的点号。
7.413绘制表格
功能描述：
选择菜单栏中的"表格"下的"新建表格"绘制任意行任意列的表格。
与表格相关的操作有：
删除一列、增加一列、合并表格等。
7.414巷道图
功能描述：
在图元库栏中包含一项"巷道图元"，通过图元库中提供的图元来绘制与巷道相关的图。
7.415监控图
功能描述：
在图元库中包含一项"监控图元"，通过图库中提供的图元来绘制与监控相关的图7.47所示。
图7.416图元绘制
8实习总结
这次到公司实习是很繁忙、很苦、很累同时也是很欣慰、很成功的一次实习。
到矿上去处理各问题的时候，矿上的领导及矿工对我的责备、辱骂、抱怨和到最后一一解决问题时矿上领导对我的态度转变及我的领导和师兄对我的鼓励、支持、帮助给我留下了深深的印象，我浓浓地感受到在我柔弱的背后有公司这样一个大家庭，有这个大家庭的家人给我的支持和帮助，所以，我坚持下来了！
并顺利完成了任务。
这几个月受益匪浅，有被骂时的失落，有后来成功后的欣慰，算是真正迈出了人生的第一步。
这次实习，让我学到了不少有关煤矿安全方面的知识，让我对煤矿安全生产的几大系统有了更全方面的了解。
与平时在教室上课相比，本次实习着重于锻炼我们的实际操作能力，去观察解决问题的能力，人际交往能力以及突发问题分析能力等。
这次实习，使我对矿井中的各工作作业和工作流程布置的知识有了系统的了解，并能参与井下监控系统的安装与维护、人员定位的安装与维护和对抽放系统的安装和调戏进行操作。
经过动手调试，对硬件系统的安装与调试掌握得更加熟练。
这次实习，收获颇多，在实际工作中验证了“事情小，问题大”，看似很简单的一些“小”问题，然后解决起来却很麻烦，有时候却找不到方向，导致走了许多弯路，这更让我明白了在工作中不可缺少的几种心理状态：
沉着、冷静、细心、耐心、专心。
沉着面对问题，冷静对待问题，细心发现问题，耐心处理问题，专心解决问题是作为一个合格MAS员工不可缺少的，我相信通过我自己的努力和同事的合作以及领导们的指导，我会成为一名优秀员工。
本次学习，使我对煤矿各监控有了系统的了解，对各安全监控的硬、软件安装、调试、巡检、维护有了熟练的掌握。
在实习过程中我主动寻求了领导和同事的帮助，在领导和同事的指导下顺利的完成了本次实习，学到了很多知识，为今后的工作奠定了良好的基础。
也非常感谢学校给我们这次实习的大好机会，感谢领导对我的照顾，感谢师兄们给我的帮助，谢谢你们！
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