煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行故障分析與處理對策

毛龍泉

(淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 安徽淮南 232001)

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行故障分析與處理對策

毛龍泉

(淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 安徽淮南 232001)

介紹了煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)作用,闡述了煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)的傳感器模擬量誤報、通信中斷、開停曲線異常、斷電異常四類常見故障現(xiàn)象,分析了故障產(chǎn)生的原因,制定出針對性的技術(shù)措施,實(shí)踐表明在礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作中起到了顯著的作用。

監(jiān)控系統(tǒng); 常見故障; 分析; 處理對策

1 前言

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是煤礦高產(chǎn)、高效、安全生產(chǎn)的重要保證,它是傳感器技術(shù)、信息傳輸技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和控制技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控領(lǐng)域的綜合應(yīng)用。系統(tǒng)一般由中心站、信息傳輸裝置、傳感器和執(zhí)行裝置組成,可實(shí)現(xiàn)甲烷超限斷電、停風(fēng)斷電、通風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)控、機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)程控制等功能;可提供煤礦井下各類安全參數(shù)的動態(tài)信息,便于及時的發(fā)現(xiàn)和處理事故隱患;即便在煤礦井下發(fā)生事故時,還可指示最佳救災(zāi)和避災(zāi)路線,為救災(zāi)搶險工作提供決策信息。可見,煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的信息準(zhǔn)確性必須有保證,“視線”不能有障礙,“出手”要及時。若井下某處一旦發(fā)生瓦斯超限時,系統(tǒng)應(yīng)做出報警、斷電、電氣閉鎖等的正確、及時反映,對于系統(tǒng)所監(jiān)控制的各類機(jī)電設(shè)備要求停電、送電做到絕對的靈敏可靠。然而,煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中往往會有一些故障發(fā)生,因此,分析和探討常見故障現(xiàn)象發(fā)生的原因,制定有針對性的技術(shù)措施,為確保礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行具有重要意義。

2 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行故障分析

2.1 傳感器模擬量誤報

傳感器模擬量誤報主要表現(xiàn)有二種現(xiàn)象,一是現(xiàn)場環(huán)境參數(shù),如瓦斯?jié)舛取⒁谎趸紳舛炔桓?但傳感器監(jiān)測顯示高值,地面中心站顯示高值。造成此現(xiàn)象的原因:傳感器故障內(nèi)部元件接觸不良,如可插撥的集成塊插腳與插座的接觸、黑白元件引線與主板的接觸;黑白元件老化,造成電橋輸出值偏大;對零和精度調(diào)校操作不規(guī)范;傳感器及通信線路接線盒因工作環(huán)境影響,如進(jìn)水、受傷等造成通信線路短路;傳感器至分站之間通信線路受到強(qiáng)磁場干擾;二是現(xiàn)場傳感器監(jiān)測顯示值與實(shí)際值一致,但傳輸?shù)降孛嬷行恼撅@示高值,造成此現(xiàn)象的原因:分站編碼與解碼出錯;分站至地面中心站之間通信線路受到干擾形成誤碼;中心站定義測點(diǎn)傳感器名稱錯誤,如瓦斯傳感器定義成一氧化碳傳感器或風(fēng)速傳感器。

2.2 通信中斷

通信中斷表現(xiàn)現(xiàn)象,地面中心站數(shù)據(jù)采集提示某分站通信中斷,中斷分站號在每一巡檢周期下完全一樣,呈現(xiàn)時斷時通現(xiàn)象。造成此現(xiàn)象的原因:一是通信線路接線盒受潮,線路阻抗發(fā)生改變,如夏季井下濕度大,接線盒進(jìn)水;二是當(dāng)井下新增或拆除分站時,引起整個通信線路的阻抗發(fā)生較大變化,以上兩種情況,均可引起全網(wǎng)通信阻抗的不匹配,從而造成通信中斷現(xiàn)象。此外,通信線路受到強(qiáng)磁場的干擾,產(chǎn)生誤碼也會導(dǎo)致通信中斷現(xiàn)象的出現(xiàn)。

2.3 開停曲線異常

設(shè)備開停曲線異常表現(xiàn)現(xiàn)象,地面中心站發(fā)現(xiàn),曲線顯示的設(shè)備開停記錄和現(xiàn)場該設(shè)備開停狀態(tài)不一致,曲線記錄該設(shè)備頻繁開停,但現(xiàn)場實(shí)際該設(shè)備斷電后,就一直沒有送上電。造成此現(xiàn)象的原因:經(jīng)檢查,開停傳感器安裝位置正常、接觸牢固、開停信號指示燈顯示正常,設(shè)備無故障,由于現(xiàn)場人員頻繁手動送電,開關(guān)頻繁啟動,形成強(qiáng)干擾磁場,被開停傳感器接收,導(dǎo)致中心站設(shè)備開停曲線異常現(xiàn)象。

2.4 斷電異常

設(shè)備斷電異常表現(xiàn)現(xiàn)象,地面中心站對井下某一分站下的某路設(shè)備發(fā)出“手控?cái)嚯姟泵?提示“程控?cái)嚯姟?現(xiàn)場設(shè)備確實(shí)斷電,但一段時間后,在沒有人為送電的情況下,偶爾發(fā)生提示“程控正常”,現(xiàn)場設(shè)備自動送電。造成此現(xiàn)象的原因:經(jīng)檢查斷電器本身無故障,根據(jù)故障現(xiàn)象發(fā)生的分站號相對穩(wěn)定,對該分站進(jìn)行檢查,結(jié)合分站其它模擬量、開關(guān)量測點(diǎn)工作正常進(jìn)行判斷,排除了通信故障,最終查明為分站控制程序出錯,導(dǎo)致設(shè)備斷電異常現(xiàn)象。

3 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)故障處理對策

3.1 傳感器模擬量誤報

為防止傳感器模擬量誤報,在管理與維護(hù)工作中應(yīng)注意以下幾個方面:

下井使用的傳感器質(zhì)量必須有保證,維修人員要認(rèn)真做好儀器檢修與標(biāo)校工作,確保檢修過的儀器技術(shù)參數(shù)符合要求,完好率、合格率達(dá)到100%;

井下監(jiān)測維修工要嚴(yán)格執(zhí)行崗位職責(zé),加強(qiáng)對線路的巡查,現(xiàn)場管理與監(jiān)管到位,要教育現(xiàn)場各類施工人員正確使用與保護(hù)好監(jiān)控設(shè)備;

采煤工作面設(shè)置的瓦斯傳感器,為確保工作穩(wěn)定性,將使用期7 d縮短為4 d更換一次;

采煤工作面設(shè)置的瓦斯傳感器T0、T1和綜掘工作面設(shè)置的T1以及鉆機(jī)瓦斯傳感器均安裝保護(hù)罩,防止受潮和撞擊;

綜掘工作面、開拓工作面、巷修處的線路用膠皮進(jìn)行包裹,防止耙矸機(jī)和架棚時損壞監(jiān)控線路;

瓦斯傳感器插頭線進(jìn)行改造,把原插頭用尼龍螺絲代替,將電纜直接引入傳感器內(nèi)部進(jìn)行壓緊,減少插頭接觸不好或氧化引起故障;

通信線路鋪設(shè)應(yīng)避開大型機(jī)電設(shè)備和變頻設(shè)備,防止磁場干擾。

3.2 通信中斷

防止通信中斷現(xiàn)象的發(fā)生,在管理與維護(hù)工作中應(yīng)注意以下幾個方面:

監(jiān)控系統(tǒng)通信接口必須使用系統(tǒng)防雷裝置,在每年雷雨季節(jié)前,要對所有防雷裝置和接線盒進(jìn)行1次檢查維護(hù),嚴(yán)防接頭松動和進(jìn)水;

嚴(yán)格按規(guī)定連接通信電纜的屏蔽層,并定期對接地電阻值進(jìn)行測試,保證其接地電阻小于0.5Ω;

每兩個月必須進(jìn)行1次通信電纜性能測試,在維護(hù)和測試時要分段檢測,檢測過程中要防止電纜芯線短路或芯線與屏蔽層相連,防止出現(xiàn)整個系統(tǒng)通信中斷;

通信線纜鋪設(shè)應(yīng)與動力電纜分幫布置,吊掛線纜應(yīng)留有一定的馳度,防止巷道來壓變形,使接頭拉斷,接線盒處要避開有淋水的地方。井下監(jiān)測維修工每天應(yīng)對線路巡查,對不符合線纜敷設(shè)要求的要立即整改;

做好通信電纜接線處防水工作。其一分站的模入口插口防水,如果聯(lián)接的電纜高于分站箱,可將模入口附近的電纜懸掛成“U形”狀,以防電纜上凝結(jié)水順著電纜淋進(jìn)分站上的模入口插口。其二接線盒的防水,通信線路接頭處采用“倒U形”吊掛法,使接線盒或接頭點(diǎn)高于其兩側(cè)的電纜,此外,還可采用塑料袋包扎法、“O形接頭+塑料袋”吊掛法、接線盒或包扎接線盒的塑料袋中放置干燥劑,并定期更換,以增加防水效果;

合理各采區(qū)的分站設(shè)計(jì),優(yōu)化分站布局,達(dá)到各采區(qū)系統(tǒng)線路感抗匹配,根據(jù)需要還可人為改變感抗,如采用增加濾波電容器法等。

3.3 開停曲線異常

開停傳感器記錄著井下重要設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),為確保開停記錄的準(zhǔn)確性,在管理與維護(hù)工作工作中必須注意以下幾個方面:

開停傳感器安裝時做到位置合理、接合牢固、狀態(tài)翻轉(zhuǎn)正常,并與地面中心站進(jìn)行校對,保證靈活可靠;

使用中防止卡固位置的變換或松動;

井下監(jiān)測維修工應(yīng)定期檢查傳感器的位置有無變動、固定時否牢固、工作是否正常、走線是否合理;

電氣設(shè)備必需由專人管理,設(shè)備需手動開停時,應(yīng)有專人進(jìn)行操作,嚴(yán)禁頻繁手動送電。

3.4 斷電異常

斷電異常現(xiàn)象,使地面中心站對井下設(shè)備產(chǎn)生“失控”現(xiàn)象,從造成現(xiàn)象的原因分析,主要與斷電器、分站、通信線路、系統(tǒng)控制程序等多方面因素有關(guān),為確保系統(tǒng)程控?cái)嚯姷目煽啃?在管理與維護(hù)工作中必須注意以下幾個方面:

斷電器在入井使用前要進(jìn)行功能試驗(yàn),測試指標(biāo)達(dá)到技術(shù)規(guī)范要求,整機(jī)設(shè)備符合完好標(biāo)準(zhǔn);

斷電器使用過程中,要定期進(jìn)行斷電器執(zhí)行控制的可靠性、饋電信號的準(zhǔn)確性試驗(yàn);

監(jiān)控分站在人井使用前要進(jìn)行通電調(diào)試,分站的每個開出口要進(jìn)行開、閉功能試驗(yàn),分站的邏輯控制進(jìn)行測試,測試指標(biāo)達(dá)到技術(shù)規(guī)范要求,整機(jī)設(shè)備符合完好標(biāo)準(zhǔn)方可入井使用;

井下監(jiān)控分站安裝場所,要盡量避開或遠(yuǎn)離其它有強(qiáng)電磁場的設(shè)備,在斷電控制信號在選用時,應(yīng)優(yōu)先選擇電壓、電流型,如選擇觸點(diǎn)型應(yīng)優(yōu)先選擇常閉觸點(diǎn);

井下監(jiān)測維修工,要嚴(yán)格執(zhí)行崗位職責(zé),每天應(yīng)對瓦斯電閉鎖功能進(jìn)行一次試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)問題立即處理;

中心站值班人員在進(jìn)行斷電試驗(yàn)過程中要做好記錄,對功能失靈的設(shè)備,要立即通知監(jiān)控值班人員進(jìn)行處理,處理結(jié)果在有詳細(xì)記錄;

中心站計(jì)算機(jī)必須安裝正版殺毒軟件和防火墻,并及時進(jìn)行軟件升級,不得運(yùn)行與監(jiān)控?zé)o關(guān)的軟件,每三月應(yīng)對中心站計(jì)算機(jī)進(jìn)行一次全面檢測與維護(hù),每月對調(diào)制解調(diào)器的接收發(fā)送信號進(jìn)行測試;

在處理斷電異常故障事故時,應(yīng)本著先易后難的排除原則,其一逐步對斷電器、分站、通信線路進(jìn)行檢查和故障排除,其二對中心站服務(wù)器軟件進(jìn)行更新、更改分站號測試,最后可進(jìn)行分站中EPROM程序芯片進(jìn)行重寫,直至斷電異常故障排除,在此過程中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)操作規(guī)程,做到認(rèn)真細(xì)致。

4 結(jié)束語

隨著煤礦企業(yè)安全治理力度的不斷加大,礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、靈敏性、可靠性尤為重要,針對礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析,制定系統(tǒng)運(yùn)行管理與維護(hù)工作技術(shù)措施,實(shí)踐表明,在礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作中起到了顯著的作用,大大的減少了礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行故障的發(fā)生,在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,對快速地排除故障和消除事故隱患也有著重要指導(dǎo)作用。

[1] 余婷婷.芻議煤礦安全管理[M].淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2010,(4):51-53.

[2] 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.煤礦安全規(guī)程[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2009.

[3] 中國煤礦安全網(wǎng).防止安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)中斷措施[EB/OL](2010-12-30)[2011-02-25]http://www.mkaq.org.

[4] 張安福.礦安全監(jiān)測系統(tǒng)維護(hù)技巧[J].煤礦安全, 2006,37(5):54-55

AbstractThe article describes the roles of the coal-mine safety monitoring system.It also expounds some common operation malfunctions of the coal-mine safety monitoring system,such as misstatement of sensor analog quality,communication interruption,abnormal curves of switching on-off,abnormal power interruption and so on.The article also analyzes the causes of malfunction,and formulates some pertinent technical measures.Practice shows that they have played a significant role in the operation and maintenance of coal-mine safety monitoring system.

Key wordssupervisory system;common breakdown;analysis;processing countermeasure

Analysis and Countermeasures of Malfunction of Coal-Mine Safety Monitoring System

MAO Long-quan

(Huainan Vocational&Technical College,Huainan A nhui232001)

TD76

B

1671-4733(2011)01-0014-03

10.3969/j.issn.1671-4733.2011.01.005

2011-02-25

毛龍泉(1967-),男,安徽淮南人,一級實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師,從事煤礦通風(fēng)安全與監(jiān)控技術(shù)教學(xué)工作,電話:0554-2215502。