李小箭

(河北能源职业技术学院，河北唐山063004)

摘要：对开滦范各庄矿业公司所使用的KJ95煤矿监测系统进行了分析。介绍了该系统的技术优势和特点以及存在的问题，提出了改进措施。  

关键词：KJ95监测系统；特点；存在问题；措施

中图分类号：TD94；TD712+．7    文献标识码：B

 

l  概述

    KJ95煤矿监测系统是综合运用通信技术、传感器技术和计算机技术，对煤矿环境与生产工艺中各种参数实施自动监测，并对监测到的信息进行处理、分析、决策的自动化系统。该系统的功能包括：环境安全监测、生产过程监测和生产工艺控制。目前，该系统的主要功能是对环境与生产工艺中的各种参数进行搜集与处理，控制功能很少，仅具备断电功能。

    所谓环境安全监测即对井下环境的监测。KJ95煤矿监测系统能针对井下环境进行集中、自动和连续的监测。通过各种传感器(CH4、CO、风速、温度、负压、风门状况)采集数据，再经传输线路传到地面中心站进行显示、记录和打印。该系统具备自动报警功能，并能就地切断电源。由于煤矿环境恶劣，五大灾害突出，故KJ95煤矿监测系统的首要任务是实施环境安全监测。

    生产过程监测内容较多，主要包括：①工作面监测。如采煤机、刮板输送机、转载机、顺槽胶带、泵站电力负荷等均属于工作面监测内容。控制中心站除能显示设备的启停状况外，还可以显示采煤机的位置方向等信息；②胶带输送机监测。监测内容包括皮带称量、速度、温度、撕裂、烟雾等，出现故障可以停车；③煤仓料位监测；④水位监测。通过监测水仓液位，自动启停水泵；⑤提升机监测。提升机监控一般自成一个小系统，也可向全矿监控系统提供运行状态信息；⑥车辆监测。简单的监测包括车辆计数和位置显示。复杂的则构成运输的信号集闭系统。对车辆的编码识别系统则在研究中。

2  系统分析

    目前国内煤矿装备的监控系统有数十种，比较成熟的有下列几类：

    (1)传统系统。传统煤矿监控系统，如重庆安仪厂的AYJ-l瓦斯遥测系统、上海电表厂的ABD-2l瓦斯遥测系统和西安煤矿仪表厂生产的MJC-100煤矿集中检测系统等，技术成熟，适于中、小煤矿使用，但功能简单，容量小，不易扩展。

    (2)国外引进系统。“六五”期间我国引进了多种国外煤矿监控系统，如英国的MINOS系统、美国的FEMCO系统、法国的CTT系统、德国的TF200系统、加拿大的SENTURION系统等。上述系统技术先进，容量大，能适应现代化矿井的要求，但价格昂贵，有些方面与我国煤矿现场条件不适应。

    (3)新开发系统。“六五”期间，在借鉴与消化引进的国外煤矿监控系统的基础上，我国开发了一系列煤矿监控系统，其中包括：航天航空部634所开发的KJ4煤矿安全生产监测系统和天地科技有限责任公司常州分公司开发的KFl、KJ2、AI、 A2、KJ95系统等。这些监控系统较好地解决了先进技术与煤矿落后生产条件的矛盾，比较适合中国国情，但尚需进一步完善。目前，范各庄矿业公司所使用的就是天地科技有限公司常州分公司开发的 KJ95煤矿监测系统。

3 KJ95监测系统特点

    系统涵盖环境安全监测、生产过程监测、生产工艺监测三个方面的需要，可实现井下和地面多方位、多点同时监测。

3．1  功能齐全

3．1．1显示功能

    采用彩色大屏幕取代传统的模拟盘，显示清晰醒目。

3．1．2  监测功能

    (1)胶带输送机监测系统用于监视井下胶带输送机的运行、故障(超速、打滑、跑偏、堵塞、撕裂、电机过热、减速箱油温过高、机头烟雾等)和顺序起动，借助皮带称还可监视煤仓煤位，形成一整套胶带输送系统的监视与控制系统。在控制中心站，通过屏幕可以直观了解胶带系统的连接，通过不同颜色可以识别胶带机的运行状态，如红色表示胶带停止，绿色表示运行，兰色表示准备起动等，并于相应部位用数字显示出其运煤量，兼有声光报警功能，还可显示程序及指令内容等。另一屏幕显示事故时间及其他管理事故。上述内容均可借助打印机打印。屏幕可以显示传输系统故障。

    (2)井下环境监测系统对井下环境进行集中、自动和连续监视。通过各种传感器(包括沼气浓度、沼气管路的负压和浓度、一氧化碳、风速、烟雾等)采集相关参数，或采用微机控制的集束管系统监视井下环境。出现险情时可自动报警。若需了解采区环境参数，借助键盘上的相应按键，即可在屏幕上显示全部所需数据，并可打印出每班各采区有关沼气、风量、负压以及事故警告等报告。

    (3)应用采掘工作面监测系统可通过屏幕显示综采工作面的设备，诸如采煤机、链板输送机、转载机、顺槽胶带机的运行状态以及泵站电力负载等。此外，通过屏幕还可了解采煤机的位置、方向等信息。显示器可显示工作面信息的细节、工作面设备的状态和设备所在工作面的特性曲线图以及工作面效能报告。可以迅速、准确地向管理者提供客观的、有关工作面效能的信息，以便对工作面生产采取更为科学的管理措施。此外，还能为计算机信息管理系统的后继工序提供数据。

    (4)主水泵监测系统可根据水仓内水位传感器，控制水泵的启动和停止。另外，还能规避供电系统的尖峰负荷。同一水泵房可设置多达5个有联系的分站。这些分站可用来监测水位以及发生故障的的自动停泵。该系统可根据水仓内的浮标开关所提供的水位信息，控制各泵的起动或停止。水泵电机装有保护传感器，泵房内装有沼气和烟雾检测装置，提供允许或禁止水泵运行的数据。接触式监测装置提供有关开关装置状态方面的信息。该系统可实现由计算机控制泵的启停，不需操作人员干预。在计算机或传输系统发生故障的情况下，控制权返归分站。

    (5)除上述功能外，该系统还可实现煤仓管理监测、开关装置监测和选煤厂运行监测等。

3．1．3控制管理功能

    对监测到的信息进行实时处理，避免和减少各种事故的发生。掌握各种生产与安全数据，为有效管理和决策提供依据。目前，由于技术的原因，这方面的功能还不十分突出。

3．2  系统的技术性能

    (1)地面中心站的核心为计算机，在进行系统配置时，应根据实际需要确定其所应具备的技术性能，包括：系统容量、主机类型、外设配置(彩显、打印)、数据容量、数据采集周期、声光报警和显示字符(中/英)等。

    (2)信号传输的技术性能需要包括：芯线(2/4/6或多芯)、信息量(模拟量/开关量)、一对芯线或传递信息量、传输速率(bps)、时分频分(时/频/时加频)、调制方式(脉码/移频键 FSK/调幅编码ASK/移位码/等)、可靠性手段(奇偶校验/重复码/校正码)、传输距离(10/20km)和电缆类型(电话线/专用线)等。

    (3)井下分站技术性能包括：容量(模拟量、开关量、控制量)、重量、防爆形式(本安/隔爆)、传感器距离(1km/2km)、独立工作能力和供电方式。

3．3  系统的安全性

    目前，煤矿井下使用的电气设备分隔爆、安全火花和特殊防爆型三种，从KJ95煤矿监控系统的传输线、分站和探头线的设备来看，其安全性是有保证的。

3．4  系统的适用性与成熟性

    不同矿井对监控系统有不同的要求。KJ95煤矿监控系统以其先进的系统设计，可靠的元器件配置和完备的功能，完全可以适应范各庄矿这样的大型矿井测点多、信息传送距离远、需要处理的信息量大的要求。该系统的成熟性体现在两个方面：一是在许多矿井中的成功应用；二是系统的先进性毋庸置疑。

4  结束

     KJ95煤矿监控系统存在的主要问题是仍然沿用以电信号传输方式为主的传感器。因此，应在认真总结KJ95煤矿监控系统使用经验的基础上，针对系统存在的主要问题，提高一次传感元件的可靠性和稳定性，应用比较先进的光纤传感器，尤其是以分布式光纤温度传感器代替传输电信号的传感器，使之更适应井下恶劣的环境。此外，系统的控制功能还有待完善和提高。