KJ90N安全監控系統在礦井排水中的擴展應用

趙建和

（山西西山煤電股份公司馬蘭礦，山西 古交 030205）

1 引言

監控系統的作用主要是對井下機電設備進行實時監控，能有效避免和預防礦井安全事故的發生，安全監控系統尤其在瓦斯監測中發揮了極其重要的作用。因此，煤礦的監測監控系統的管理工作越來越重要，本文針對KJ90N安全監控系統在礦井排水中的擴展應用進行探索，并取得一定成果。

2 礦井概況

馬蘭礦位于山西省境內，主井采用斜井，副井初期采用斜井，后期增加副立井，開拓方式初期為斜井開拓，后期為斜、立混合開拓。礦井投、達產時，主采煤層為2號煤層，屬于自燃煤層，煤層具有爆炸性。本井田范圍大，可采煤層埋藏較深，瓦斯含量較低，地形多為山區，生產能力較大，確定通風方式采用抽出式。根據礦井開拓方式及井筒布置，通風系統采用分區式通風。

3 安全監控系統

煤礦安全監控系統是一個多技術融合的系統，包括計算機、電子等技術，監測監控系統在各個行業和領域的應用越來越廣泛和普遍，其作為一種安全防御技術應用于煤礦行業，發揮了非常重要的作用，如圖1所示。隨著各項先進技術在煤礦領域的應用，監控系統也由之前的單一參數發展到多參數控制系統，比如環境安全監控、瓦斯監控和水災監控等。安全監控系統主要包括兩大核心：測控分站和中心站。

3.1 測控分站

根據監控要求，測控分站由地面和井下兩個分站組成，測控分站的主要功能是根據傳感器傳輸的數據，采集相關參數，進行相關處理和分析，并設置極限值，發起相關信號，與中心站保持正常通信，并接受中心站發出的指令。

3.2 中心站

主機是中心站的“大腦”，對其精度和可靠性要求較高。一般主機采用一用一備。主機功能為系統的生成、系統的管理以及進行數據處理和輸出，同時還有存儲功能。

圖1 安全監控系統架構圖

4 KJ90N安全監控系統在礦井排水中的擴展應用

4.1 概述

為了更好地管理井下設備，保證其正常的工作狀態，西山煤電集團馬蘭煤礦安裝了KJ90N監控系統，該系統由重慶煤科院研發，系統主要由三部分組成，即地面中心站、光纖環網和交換機以下的樹狀結構。其主要的實現模式為：通過各類傳感器將各種參數，如CO、風速、CH4等，反饋到地面監控站，并且當實際值大于監控最大值時，會自動實現斷電，防止出現超限現象，在煤礦生產過程中，針對該特點，可以將此監控系統擴展到井下其他部分，為煤礦安全生產提供保障，同時還能提高生產效率，本文針對排水系統，探索KJ90N安全監控系統的擴展功能。

4.2 設計構想

經過調查，馬蘭煤礦的主排水系統的各個控制閥門和放水器，在長時間未檢查或者檢查不及時，容易導致系統堵塞，致使整個排水系統不暢，影響工作面安全生產，出現安全隱患，根據此調查情況，通過研討，在主排水系統的各個容易出現積水和堵塞情況的位置安裝電動閥門，并安裝傳感器，實現自動控制，若是有多處積水或者堵塞情況，可應用傳感器實現聯動控制，通過安全監控系統實時監控閥門和放水器的運行狀態，保證主排水系統通暢。這樣既保證了主排水系統的運行狀態良好，排水及時，防止安全事故的發生，同時還能節省大量的人力物力，也能提高煤礦生產的工作效率。

4.3 設計思路

要做到準確判斷主排水系統的電動閥門能及時開啟，需要傳感器能夠實時地監測到主排水系統的放水器和閥門處有積水和堵塞現象，當積水和堵塞達到一定位置時，監控系統發出指令，將電動閥門打開，排盡積水和堵塞物質，通過獲取報警開關量信號的來源，該信號源需與KJ90N安全監控系統兼容，在這其中應用的傳感器為通過改裝過的GFK70(A)型風筒開閉傳感器來實現，當水位報警時，GFK70(A)型風筒開閉傳感器的觸電信號發生翻轉，GFK70(A)型風筒開閉傳感器輸出電平信號也將發生改變。

圖2 KJ90N安全監控系統在礦井排水中的擴展應用流程圖

對經過改裝后的GFK70(A)型風筒開閉傳感器，在KJ90N安全監控系統中重新根據地址命名，即“某某管路水位”，與此同時，設置極限報警值，當傳感器報警，達到極限值時，電動閥門會自動打開，達到排水目的。

4.4 設備說明

（1）當使用電動水泵排水時，可用遠程斷電饋電器控制其上級供電開關；當使用風泵排水時，可用遠程斷電饋電器控制其安裝在風泵供風的壓風管路上的防爆電磁閥電源；

（2）浸報器或水位控制開關需要反饋一個控制電路的開閉翻轉信號，在實際應用中，考慮到井下的特殊環境，可以選擇使用杠桿浮球式等防爆類型的傳感器；

（3）防爆電磁閥可選用DC24V供電，電源可取自現用井下監控分站電源KDW660/24B（A）；

（4）設計要求當風筒狀態傳感器報警時水泵開始工作，報警結束后自動停止工作，故需設置井下防爆浸報器或水位控制開關與風筒開閉傳感器、控制開關或電磁閥的關系如表1。

4.5 應用示例

在馬蘭礦西三2號煤層回風大巷的主排水系統的管道分支處，經常會出現積水和堵塞現象，當處理不及時，就會影響整個排水系統，在該處換上電動閥門，同時安裝上傳感器，連接上安全監控系統，做到及時發現問題，及時處理問題。

表1 各部位關系

5 結語

（1）在原有設備基礎上進行改進，依然能獲得提高生產效率、降低成本及減少安全隱患的效果，降低成本提高效率，同時也能提供一個發掘企業創造力的平臺。

（2）在礦井安全生產和管理中，需要對礦井的軟件和硬件設施同時加強管理，在日常管理中不斷的創新和摸索，總結經驗，才能更好地發揮安全監控系統的功能，為煤礦企業的安全貢獻力量。