罗州煤矿矿井监控系统设计.docx

1、罗州煤矿矿井监控系统设计罗州煤矿矿井监控系统设计矿井监控系统设计第一节 矿井平安监控系统1、依据矿井平安消费条件，选定具有煤矿矿用产品平安标志的平安监控系统，并按规则配置相应设备。1开采技术条件矿区内含煤地层为二叠系上统宣威组P3X总厚度151.98m。含煤约79层，煤层总厚6.87m，含煤系数4.52，可采煤层2层，可采总厚度约2.26m，可采煤层含煤率为1.49。其它为零星或不可采煤层。矿区可采煤层为M9、M18煤层，煤层特征如下：M9煤层：黑色，碎块状，为半暗及半亮型煤及镜煤条带，结构单一，普通不含夹矸，煤层厚0.800.88m，平均厚0.82m，顶板为灰色泥质粉砂岩，底板为深灰色泥岩，

2、位于宣威组第四段中部，区内由3个小矿井工程(Jl、J2、J3)及原贵州省地矿局113地质大队施工的KTCll探槽停止控制。为矿区主采煤层，属动摇可采煤层。M18煤层：黑色，条带状结构，由昏暗一半亮型煤及半暗型煤窄条带相间组成，煤层结构较复杂，局部含1层夹矸，煤层厚1.161.65m，平均厚1.44m。项板为灰色粉砂质泥岩，底板为灰色粘土岩。上距M9煤层1528m，区内由3个小矿井(Jl、J2、J3)及原贵州省地矿局113地质大队施工的KTCll探槽工程停止控制。为矿区主采煤层，属动摇可采煤层。M9、M18煤层的顶底板，抗压强度低，水稳性差，遇水极易硬化收缩，能够发作底鼓及支柱下陷。区内结构复杂

3、水平为中等，本矿床属以大气降水为主要补给来源的顶板裂隙充水矿床，水文地质条件复杂水平为中等。即矿井水文类型为二类二型。矿井按煤与瓦斯突出矿井、容易自燃煤层，煤尘有爆炸风险性设计。应用原罗州煤矿主平硐做回风井，新建主皮带斜井、轨道副斜井，采用平硐斜井综合开拓方案。依据井田范围和现有工业场地实践状况，将井田以拐点1-2联线延伸线为界划为两翼开采，分为东翼井田和西翼井田，首先开采东翼井田。主皮带斜井在X：3000225.9，Y：35451679.5，Z：+1813.4，：206，：20，斜穿煤层底板向下掘进至+1600m标高进入M9煤层，与回风上山联通构成通风系统。轨道副斜井在X：3000254.1

4、，Y：35451621.7，Z：+1813.4，：206，：20，斜穿煤层底板向下掘进至+1600m标高进入M9煤层，与回风上山联通构成通风系统。同时掘进车场和大街与主斜井联通。在+1600布置水仓、泵房。变电所。回风井在X：3000267.0，Y：35451663.8，Z：1801.8，：206，：3，维修加固原有巷道92m后，在煤层顶板岩石中以倾角28向下掘进回风上山至+1600m标高后于主、副井联通，构成通风系统。在上述消费系统构成后，从轨道副斜井掘进一区段10901运输石门和资料石门，进入到M9煤层掘进10901运输巷和回风巷至边界后，用开切联通，构成采煤任务面。从主皮带斜井向上掘进一

5、区段煤仓与10901运输巷联通，构成煤炭运输系统。从回风上山掘进回风石门与10901回风巷联通，构成回风系统。在10901任务面对面布置10902运输巷和回风巷二个掘进任务面，掘进任务面均为独立通风系统。2主要设备1提升、运输设备矿井设计消费才干15万t/a，主斜井采用DP-150/800S钢丝绳强力皮带机，B800mm，V=1.6m/s，长度550m,=1225,电动机功率N=75KW2，厂家供应电控设备。 副斜井为辅佐提升，设置一套选用JTPB1.61.5型单滚筒提升绞车，绳速2.5m/s,最大静拉力45KN，配套电机110kw，380/660V，厂家配套供应电控设备。2排水设备 MD46

6、-506型矿用多级卧式离心泵，其流量为46m3/h，扬程为300m；电机型号为YB2280S-2防爆型，功率55KW。 上述水泵选择三台(其中一台任务、一台备用、一台检修)作为主排水用，用1台水泵扫除矿井正常涌水量，用2台水泵可满足矿井最大涌水量。3紧缩空气设备 矿井在空中工业场地设压风机房，装备LGFD-17.5/7-X型固定式空气紧缩机2台，1台任务，1台备用。 该空压机额外排气量为每台17.5m3/min，额外排气压力为0.7Mpa，配套电动机功率55kw，厂家供应电控设备。此空压机同时兼做压风自救空压机用。4通风设备FBCDZ615A型防爆对旋轴流式风机两台，一台运转，一台备用。风机配

7、套电机型号YBFe250M-6，配套电机功率45kw2，风量范围1640m/s,风压范围981746Pa。选用变频调速器装置，使风机在坚持高效的条件下，随时按矿井需求风量调理。通风机工况点：通风容易时期：风量38.5m3/s，静压596Pa，效率0.59，叶片任务角度30/25。通风困难时期：风量36.1m3/s，静压1320Pa，效率0.79，叶片任务角度36/31。 5瓦斯抽放设备 依据瓦斯抽放要求及原那么，本设计采用上下负压集中抽放系统对矿井瓦斯停止抽放。在风井井口左近设置瓦斯抽放泵站,泵站內装备瓦斯抽放泵，采用布置沿层钻孔对回采任务面、掘进任务面预抽，采用埋管对采空区抽放。依据计算的瓦

8、斯泵的H，高负抽放选用：2BE1253-0型水环式真空泵，其Q35m3/min，H40kpa，电动机功率55kw。 2台，一台运转，一台备用。低负抽放选用：2BE1252-0型水环式真空泵，其Q18m3/min，H20kpa，电动机功率30kw。 2台，一台运转，一台备用。低负压瓦斯抽采系统瓦斯抽采管路选用管径为200mm的无缝钢管；高负压瓦斯抽采系统瓦斯抽采主管路选用管径为200mm的无缝钢管，支管选用管径为100mm的无缝钢管。泵房设在空中回风斜井井口左近50米外的适宜场地。3采煤方法本矿区设计可采煤层为M9、M18煤层，倾角33，煤层为倾斜、薄中厚煤层，采用走向长壁前进式采煤法。4运输方

9、式空中采用汽车运输，井下运输方式为：任务面崩落的煤炭由任务面搪瓷溜槽自滑运至任务面运输巷皮带外运。运输巷采用DTL65/15/40-A型胶带机运输，回风巷资料及设备运输采用JD11.4调度绞车运输。主斜井采用DP-150/800S钢丝绳强力皮带机运输原煤；副斜井采用JTPB1.61.5型单滚筒提升绞车作辅佐提升运输。5瓦斯、煤尘和煤的自燃1瓦斯本矿未作瓦斯鉴定任务，依照矿井瓦斯涌出量预测方法AQ1018-2006规范，对矿井采用分源预测法停止瓦斯涌出量预测，矿井相对瓦斯涌出量为：7.46m3/min，相对瓦斯涌出量为23.64m3/t，为高瓦斯矿井。依据省安监局、省煤监局和省煤炭管理局结合下发

10、的关于增强煤矿树立项目煤与瓦斯突出防治任务的意见黔安监管办字2007345号文件规则，赫章县已划为突出区域。因此，本矿井按煤与瓦斯突出设计和管理。2煤尘爆炸性依据贵州省煤田地质局实验室2007年7月16日所做煤尘爆炸性鉴定报告、M9 M18 煤层煤尘均无爆炸性。本设计按煤层无爆炸性停止设计和管理。3煤炭自燃倾向性依据贵州省煤田地质局实验室2007年7月16日所做煤炭自燃倾向等级鉴定报告，M9煤层煤炭自燃倾向等级为级，是不易自燃煤层；M18煤层煤炭自燃倾向等级为级，是自燃煤层。本设计按煤层属二类自燃矿井停止设计和管理。5矿山环境地质经过实地调查，目前矿区内无崩塌、滑坡、泥石流等地质灾祸发作。但据

11、矿区内地形地貌特征及地质特征，在矿区内由于民采煤矿所构成的老窑，能够会发生一定规模的塌陷崩塌。矿区内未见新结构活动与地震活动的迹象，依据贵州省地震烈度区划图，本区地震基本烈度为度，区域上为动摇地块。6平安监测监控和传输设备系统选择依据煤矿平安规程第一百五十八条规则之要求，结合现有国产监测监控系统：KJ75、KJ80、KJ90NA、JK91A、KJ92、KJ95、KJF2000等系统的主要特点，思索技术的先进性、系统技术功用、软件功用、用户运用反应意见、系统开展前景、顺应性以及售后效劳的保证水平等状况， 本矿井采用KJ90NA型煤矿综合监测监控系统，并配套树立KJ90NA型人员定位系统，作为该矿

12、的矿井平安监测监控系统。2、中心站设置。电源由10/0.4kV终端式变电所两回的0.4kV母线段供电。监控机房设有一部直通矿井调度室 。平安监测监控总站是KJ90NA型矿井监控系统的中心，融计算机网络系统、监测监控系统、工业电视系统、人员监测系统及程控调度通讯系统于一体，是整个矿井网络信息管理系统的中心局部，主要监测监控矿井上下各类平安及消费参数及电力参数，汇接收理多个平安与消费环节子系统，该系统具有数据处置、报表、曲线、图形等屏幕显示、打印和绘图、实时数据存储和各种统计数据存储处置、参数超限报警、控制等多种功用，系统能报警和记载并自动切除缺点支路。系统设备具有完善的缺点闭锁功用，当与闭锁有关

13、的设备未投入正常运转或缺点时能切断与之有关设备的电源并闭锁。系统具有牢靠的避雷维护措施。监控系统KJ90NA空中总站中心站装备两台监测主机IPC6102台一台任务，一台备用，数据库效劳器2台图形任务站1台(可选配4屏或2屏多屏形式)、KJJ46数据通讯装置2台、LQl600K或喷墨打印机1台、山特2KVA在线不连续电源1台、DHX90避雷器1套、10/100M自顺应网络集线器1台。另外装备系统软件。监控系统中心站应双回路供电并装备不小于2h在线式不连续电源。监测监控主机的串行接口经过传输接口与空中分站、井下分站、人员定位分站停止通讯平安监控系统空中中心站设在调度室，以便矿指导及有关部门可随时检

14、查全矿的监测、监控实时信息，及时准确地掌握以后的各类消费、工况信息，以便做出正确的决策。1、主机必需24h不连续运转。当任务主机发作缺点时，备份主机应在5min内投入任务；2、监控系统中心站应双回路供电并装备不小于2h在线式不连续电源。3、中心站应运用牢靠的接地装置和防雷装置；4、中心站值班应设置在矿调度室内，实行24h值班制度。3、分站及传输电缆设置。1分站主要设备的功用井下分站应采用实质平安型或隔爆兼实质平安型。要契合爆炸环境电器设备的运用要求，有相应的防爆合格证和产品检验合格证及平安标志。分站既能与监控中心汇接，又可独立任务。系统具有传输缺点、设备缺点、供断电状况和软件运转缺点等的自诊断

15、功用，还具有缺点闭锁、远程维护功用；分站还具有甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功用。监控分站分大、中二种，KJ90-F16大型通用监控分站，16个输入端口，8个控制输入，可直接接入8路模拟量传感器和8路开关量传感器，并有8路开关量输入模拟量和开关量可恣意互换；KJ90-F8中型通用监控分站，有8个输入端口，4个控制输入，可直接接入4路模拟量传感器和4路开关量传感器，并有4路开关量输入模拟量和开关量可恣意互换。主要完成对各类传感器数据采集、实时处置、存储、显示、控制、和与空中监控中心的数据通讯。具有红外遥控初始化功用，可独立运用，完成瓦斯断电仪和瓦斯风电闭锁装置的全部功用；并带有24小时的备用

16、供电电源。选用分站型号和数量详见表10-1-1。2总站和分站主要设备的型号、数量、设置地点、控制区域空中设立一个中心站总站，在中心站内设置KJ90NA一体化机一套，主机两台，一台运用，一台备用，主要监测监控8个分站的详细状况；空中设置三个大型分站KJ90-F16，井下设置三个大型分站KJ90-F16和二个中型分站KJ90-F8。1号分站设置在空中风机房内，电源引自监控中心，主要监控主要监控空压机房、主斜井、副斜井的状况； 7号分站设置在风机房内，电源引自监控中心，主要监控风井状况；8号分站设置在瓦斯泵房内，电源引自监控中心，主要监控瓦斯泵的状况； 2号分站设置在10902采区回风巷，电源引自监

17、控中心，主要监控110902任务面的状况；3号分站设置在10902运输巷，电源引自监控中心，主要监控10902回运输掘进任务面的状况；4号分站设置在水泵房内，电源引自监控中心，主要监控水泵房、变电所及车场与回风井的联络风门的状况； 5号分站设置在10901运输巷内，主要10901运输巷及10901任务面的状况；6号分站设置在10901回风巷内，主要10901回风巷的状况；见总站、分站设备装备表表10-1-1。监控总站和各分站的设备装备表 表1012；罗州煤矿传感器装备见表10-1-3；矿井平安监测监控系统设备表见表1014。井下分站装置在便于人员观察、调试、检验及支护良好、无滴水、无杂物的进风

18、巷道或硐室中，装置时加垫支架，使其距巷道底板不小于300mm或吊挂在巷道中。声光报警器设置在相邻分站左近。监控分站为矿用实质平安型，防爆型式为Exib矿用本安型，契合爆炸环境电器设备的运用要求，有相应的防爆合格证和产品合格证及平安标志,输入电源电压为AC36V、AC127V、AC220V、AC380V用户选定，频率50Hz。分站在接传感器时，不用区别开关量、模拟量，最后完全由空中计算机作一致定义。分站主要完成对各类传感器数据采集、实时处置、存储、显示、控制和与空中监控中心的数据通讯，具有红外遥控初始化设置功用。分站可独自运用于井上井下各种场所，完成瓦斯断电仪和瓦斯风电闭锁装置的全部功用。分站运

19、用带备用电池电源独立供电2h，当系统因井下发作事故而使系统瘫痪时，仍可从分站调出事故前后有关参数的变化状况供事故剖析用。煤矿编制采区设计、采掘作业规程和平安技术措施时，必需对平安监控设备的种类、数量和位置，信号电缆和电源电缆的敷设，断电区域等做出明白规则，并绘制布置图和断电控制图；采区设计、采掘作业规程及平安措施须对以上内容做出规则，并依据实践布置及时停止修正。本矿井下在10901运输巷、10901回风巷、10902运输巷、10902回风巷设置四台断电仪，10901运输巷断电仪断电范围是10901采煤任务面及其运输巷内全部非实质平安型电气设备，10901回风巷断电仪断电范围是10901回风巷内

20、全部非实质平安型电气设备，10902运输巷断电仪断电范围是10902运输巷内全部非实质平安型电气设备，10902回风巷断电仪断电范围是10902回风巷内全部非实质平安型电气设备。见断电控制图插图10-0。表1011 分站型号一览表序号分站编号分站型号备 注11#分站KJ90-F16空中分站22#分站KJ90-F16井下分站33#分站KJ90-F16井下分站44#分站KJ90-F16井下分站55#分站KJ90-F8井下分站66#分站KJ90-F8井下分站77#分站KJ90-F16空中分站88#分站KJ90-F16空中分站表10-1-2 总站、分站设备装备表 序号分站型号监测范围安设地点1总站KJ

21、90NA空中、井下一切分站调度室2分站1空中KJ90-F16空压机房、主斜井、副斜井空中风机房3分站7空中KJ90-F16风井风机房3分站8空中KJ90-F16瓦斯抽放站瓦斯泵房4分站2井下KJ90-F1610902采区回风巷10902回风巷口5分站3井下KJ90-F1610902运输巷10902运输巷口6分站4井下KJ90-F16水泵房、变电所及车场与回风井的联络风门水泵房7分站5井下KJ90-F810901运输巷及10901任务面10901运输巷口8分站6井下KJ90-F810901回风巷10901回风巷口3传输设备及器材选型1传输设备器材的选型原那么传输设备应契合中华人民共和国煤炭行业规

22、范煤矿用信息传输装置(8992000)。用于监测监控系统的误码率应不大于10-8，最大巡检周期不应大于30s。平安监测监控设备之间的输入输入信号必需为实质平安型信号，设备之间必需运用公用的阻燃电缆衔接，严禁与调度 线和动力电缆等共用。10-1-3 罗州煤矿传感器装备表表1014 平安监测监控系统设备表2传输设备及器材型号、数量依据煤矿平安规程规则，井下电缆必需选用经检验台格的并取得煤矿矿用产品平安标志的阻燃电缆。KJ90NA型平安监测监控系统采用三种电缆，依据本矿平安监测监控系统设备布置选用以下两种电缆：、主传输线路采用MHYV32 l41.0型矿用阻燃信号电缆，1550米；分站到模拟量传感器

23、电缆选择MHYVRP l40.52停止传输信号电缆7630米。、分站到开关量传感器电缆选MHYVRP l27/0.28停止传输，25504、甲烷传感器的设置。110901回采任务面回风顺槽设置有瓦斯传感器3台上隅角一台，10901回风顺槽近10901任务面10米范围内一台、距回风巷1015米范围内一台，采煤任务面运输巷设置瓦斯传感器1台、任务面瓦斯传感器T1设在回风顺槽距采面10m处，监测采面瓦斯。瓦斯传感器T3设在运输顺槽距采面10m处；距离巷道顶部250mm。采煤任务面长度大于1000m时，必需在回风巷中部增设甲烷传感器。任务面运输顺槽设粉尘传感器一台。回采任务面瓦斯传感器布置详见图101

24、。T1-回采任务面风流中的瓦斯传感器T2-回采任务面回风流中的瓦斯传感器T3-回采任务面进风流中的瓦斯传感器图101 回采任务面瓦斯传感器布置图2掘进任务面1092运输巷掘进任务面设置瓦斯传感器1台，回风流内设置瓦斯传感器1台；10902回风巷掘进任务面设置瓦斯传感器1台、粉尘传感器1台，回风流内设置瓦斯传感器。掘进任务面长度大于1000m时，必需在掘进巷道中部增设甲烷传感器。图101掘进任务面瓦斯传感器布置图图102 掘进任务面瓦斯传感器布置图3其它地点瓦斯传感器的设置水泵房及变电所各设一台瓦斯传感器；在瓦斯抽放站内设低浓度瓦斯传感器，瓦斯传感器设置在距房子顶部300mm处，当空气中瓦斯浓度

25、超越0.5%时，收回声光报警；在回风井内安设一台瓦斯传感器。 见表1015矿井各处瓦斯传感器其报警浓度、断电浓度、来电浓度、断电范围。表1015矿井各处瓦斯传感器其报警浓度、断电浓度、来电浓度、断电范围甲烷传感器设置地点报警浓度断电浓度来电浓度断电范围采面任务面回风顺槽1.0%CH41.0%CH41.0%CH4任务面及其回风顺槽内全部非实质平安型电气设备采面任务面上隅角1.0%CH41.0%CH4100mm信号输入：NPN晶体管共地导通照应速度：2s防爆型式：实质平安型ibI(150)运用环境：环境温度0-50相对湿度：95%仪器重量：0.3公斤传感器接线距离：二线制2Km、三线制1.5Km6

26、风门开闭传感器装置在井下各风门设置处，用以监测各风门的开、关形状，保证井下风路疏通。适用于延续检测煤矿井下通风系统风门的开闭形状，输入多种信号制，具有现场风门开、闭形状的指示。可与各类监控系统配套运用。测量原理：磁场感应输入信号制：二线制15mA DC、四线制-55mA DC触 点 式：常开或常闭传输距离：2km任务电压电流：1224V DC防爆型式：Exib矿用本安型7机电设备开停传感器装置在井下各机电设备设置处，用以监测各机电设备的开、停形状，保证机电设备的正常运转。开停传感器适于煤矿等具有瓦斯煤尘爆炸风险场所的各种机电设备(如采煤机、运输机、局部通风机、水泵等)开、停形状的延续实时监测。具有体积小、重量轻、结构新颖、感应灵敏度高、抗搅扰才干强、装置维修方便、任务动摇牢靠等特点，可输入多种信号制供选择。其中1/5mA DC信号，可以电源与信号线共用，二芯线无极性(恣意)四线并轨衔接。可与KJ90NA等各种监控系统的配套运用。测量原理：电磁感应电源电压：924V DC任务电流：1/5mA DC、5/-5mA DC、无电位(继电器)触点、信号制时30mA DC、其它信号制时15mA DC任