鶴煤公司安全監控系統優化研究與應用

1.鶴煤公司礦井監控系統的組成：

礦井監控系統具有模擬量、開關量、累計量采集、傳輸、存儲、處理、顯示、打印、聲光報警、控制等功能，用于監測甲烷濃度、一氧化碳濃度、風速、風壓、溫度、煙霧、饋電狀態、風門狀態、風筒狀態、通風機開停，并實現甲烷超限聲光報警、斷電和甲烷風電閉鎖控制，由地面監控主機、備機、傳輸接口、分站、傳感器、斷電控制器、聲光報警器、電源箱、線路避雷器等組成的系統。

監控系統網絡傳輸結構按照樹形結構組成，監控系統網絡傳輸連接均采用樹狀網絡連接，在瓦斯信息采集中，均將礦井不同地區的信號按照傳感器----監控分站---信號傳輸總線。信息收集在井底通訊避雷器處，通過井底避雷器和井筒通訊電纜連接傳輸到地面，通過地面信息傳輸接口和避雷器傳輸至地面監控主機。

2.樹狀網絡結構運行的優缺點

鶴煤公司監控系統按照網絡結構采用樹形網絡結構，樹狀網絡傳輸的方式優點就是信息傳輸穩定可靠。可靠通信速率為1200波特左右，可以連接樹狀總線，對線路性能要求低，通信距離遠，一般可達30公里，線路絕緣電阻大于30歐姆，串聯電阻高達數百歐姆都可以工作，適合用于大型礦井監控系統，主要缺點：通信線路要求使用屏蔽電纜，抗干擾性能一般。樹狀網絡傳輸的方式缺點是當礦井井下信號出現短路、信號受到強信號干擾，通訊板壞及線路接頭連接不良等現象，都可能出現監控系統監測失靈，嚴重導致監控系統癱瘓，給安全生產造成很大隱患。

3.將單樹形網絡改為多樹形網絡傳輸的研究

上述樹形網絡結構的缺點是顯而易見的，我們將單樹形網絡傳輸經過研究，決定改造為多樹形網絡傳輸。

礦井井下分為南北兩翼，我們將南翼的瓦斯信息采集作為一路采集，傳輸采用樹形網絡，同樣礦井北翼的瓦斯信息采集作為一路，傳輸同樣采用樹形網絡，這樣在結構上形成了并聯樹形的結構。通過地面傳輸結口，將信號匯在監控主機上。這樣南北兩翼的瓦斯信息各自通過自己的樹總線將信息傳至地面。

當然，對于礦井井下工作環境多頭多面，可以采取多

樹形結構傳輸的結構進行運作。

4.改造后優點

4.1.改造投資簡單，費用少，利用原來的礦井電纜就可以實現，勿需增加設備投資。

4.2.監控系統巡檢時間加快，規程規定監控系統巡檢周期不得大于30秒，原來的監控系統網絡傳輸時間都在25-30秒，經過監控系統網絡優化后，監控系統巡檢周期均能不同程度的縮短5-10秒，提高了監控速率，系統斷電更可靠。運行更穩定。

4.3.降低了監控系統故障查詢時間，改造前系統出現故障時，只能采取原始的掐分段線路的辦法，對礦井幾個采區采用分采區的辦法進行查找，查找線路故障的方法盲目，沒有針對性，影響了查找故障的時間。

改造后采用多樹形結構后，監控系統出現故障后，在地面就可以采取分路判別的方法，在第一時間可以判別出故障來源，大大減少了查找事故的時間，維修人員馬上可以判別出在哪個采區出現了監控故障。監測維修人員集中對該地區故障點進行維修處理。

4.4.優化改造后監控系統不會出現系統全部監控停測現象。

改造前，采取單樹形網絡結構進行傳輸時，發生監控系統故障出現停測現象，系統出現大面積的停測，查找故障難且時間較長，給礦井安全生產造成很大影響。

優化改造后，采取多樹形結構，即時監控系統出現故障，也只是在礦井的一個樹形范圍內出現故障，不會引起大范圍內甚至礦井全部的監控系統出現故障，故障面積大大減少，有力促進礦井的安全生產。

5.多樹形網絡傳輸在礦井的應用實踐

下面以鶴煤三礦充分利用瓦斯監控多樹形傳輸技術解決實際問題。

5.1.首先根據井下現場采掘工作面實際情況。將井下總傳輸線分為一水平、二水平南藝、二水平北藝、三水平南藝、三水平北藝五條支線，作為五條支線分別采集礦井五個不同地區的瓦斯信號信息，五條支線通過一根五對傳輸線通過井下十芯信號線接入機房，機房監控主機接口設一個總信號閘刀，總信號閘刀下分設多個分路信號閘刀，這樣使井下瓦斯傳輸數據分成五個區間向地面機房傳輸，如果出現故障，只能是分路出現故障，不會出現礦井傳輸信號同時中斷的現象了。

5.2.在井下分路出現故障時，監控人員通過拉閘后再逐個合閘的方法，就能快速判斷出是哪條支線出現了問題。可準確的通知井下監測工井下傳輸線故障的方位，能夠及時快速的尋找處理故障。因為在單條支線發生故障的時候，該分路是被閘刀切斷的，監測工處理故障期間并不影響其他分路傳輸數據。也避免了那種由于單個區域出現問題而影響全礦井的數據傳輸的現象。

6.結語

總上所述，瓦斯監控多分路傳輸技術在礦井瓦斯監控系統中優點是明顯的，在加快監控系統巡檢時間，提高監控系統運行的穩定性，在系統出現故障減少查找故障的時間，在最短時間內恢復監控系統的正常運行，在鶴煤公司監控系統改造改造兩年來，系統運行穩定可靠，促進了礦井的安全生產。

作者簡介： 陳玉彬 男（1971-） 工程師 籍貫 河南安陽 1995年畢業于焦作工學院 通風部瓦斯監測負責人