KJ70X 煤礦安全監控系統
KJ70X 煤礦安全監控系統,
KJ70X 煤礦安全監控系統
一、系統簡介
KJ70X 煤礦安全監控系統的設計是以《煤礦安全規程》為依據，對煤礦井下實際情況進行考察之后，綜合各方面的要求設計出來的，監控設備的種類、數量、性能均符合《煤礦安全規程》的有關規定，適用各類大中小型煤礦。該系統可采集瓦斯、風速、負
壓、溫度、一氧化碳等環境參數，以及機電設備開停、供電狀態等生產參數，可以控制設備的通、斷電，是煤礦安全生產的必備設備。
根據國家煤礦安監局關于印發“煤安監函〔2016〕5 號”通知的要求，為提高煤礦安全監控系統準確性、靈敏性、可靠性、穩定性和易維護性，增強煤礦安全保障能力，煤礦安全監控系統要進行全面升級。實現全數字化傳輸，具有自診斷、突出報警功能，能夠實現數據融合，監控系統設備具備抗干擾能力，運行更加穩定可靠。全面升級后的KJ70X，以工業以太環網加現場總線作為系統的信息傳輸平臺，系統利用工業以太網平臺的快速通道實現多主并發通訊技術，使系統在設備抗干擾、實時性、可靠性、穩定性、擴展性、數字化、數據分析應用、數據融合、新技術應用等方面技術水平進一步提升。
同時，KJ70X 系統已通過抗干擾（浪涌、靜電、射頻電磁場輻射、電快速瞬變脈沖群）試驗，試驗等級高于國家要求，并取得“MA”認證。
二、系統組成
KJ70X 煤礦安全監控系統由以下四部分組成：
（1）監控計算機、網絡及軟件；
（2）傳輸接口及傳輸電纜；
（3）供電電源及數據采集分站；
（4）各種傳感器及執行器。
傳感器的作用將瓦斯、風速、開停等物理量轉換成電信號（頻率信號 200Hz～1000Hz、開關量信號 0mA/5mA、無源觸點、RS485 信號等）并將信號傳到分站；電源給分站供電，并通過分站給傳感器供電。分站對傳感器的信號進行采集，將采集數據傳給地面計算機，同時根據地面計算機的指令和采集數據進行開出控制；傳輸接口將地面計算機的非安全信號與井下分站的安全信號隔離開來，同時具有雙向驅動功能。計算機通過傳輸接口與井下分站通訊，發送配置及控制命令，提取數據及工作狀態，并將數據進行存儲、顯示打印及在網絡上共享。
三、系統特點
（1）KJ70X 煤礦安全監控系統及配套設備符合國家煤礦安監局關于印發《煤礦安全監控系統升級改造技術方案》的通知（煤安監函〔2016〕5 號）。
（2）KJ70X 煤礦安全監控系統及配套設備符合最新《煤礦安全規程》2016 版的要求，所有設備已取得煤安標志及防爆合格證。
（3）KJ70X煤礦安全監控系統符合《AQ6201-2019 煤礦安全監控系統通用技術要求》的規定。
（4）KJ70X煤礦安全監控系統配套設備符合《AQ1029-2019 煤礦安全監控系統及檢測儀器使用管理規范》、《MT/T1004-2006煤礦安全生產監控系統通用技術要求》、《MT/T1006-2006礦用分站》、《MT/T1007-2006礦用信息傳輸接口》、《MT/T1008-2006煤礦安全生產監控系統軟件通用技術要求》等規定。
（5）KJ70X 煤礦安全監控系統支持三種網絡結構，分別為：總線式、光纜式和工業環網式。
（6）KJ70X 煤礦安全監控系統軟件選用先進成熟的高級編程軟件為平臺進行開發，操作簡單、功能強大、界面美觀，并具有語音報警功能。
（7）KJ70X 煤礦安全監控系統具有雙機熱備功能,采用雙機熱備方式工作，由監控主機、備機以及服務器組成，自動切換時間不大于 1 分鐘。
（8）KJ70X 煤礦安全監控系統可連續、實時監測瓦斯、風速、負壓、一氧化碳、煙霧、溫度、風門開關等環境參數，也可監測煤倉煤位、水倉水位、壓風機風壓、箕斗計數、各種機電設備開停等生產參數和電壓、電流、功率、電度等電量參數，以及膠帶跑偏、
膠帶速度，軸承溫度、機頭堆煤等各種機電設備的運行情況。
（9）KJ70X 煤礦安全監控系統可實現分級報警，根據瓦斯濃度大小、瓦斯超限持續時間、瓦斯超限范圍等，設置不同的報警級別，實施分級響應。各級別報警濃度值的設置可由煤礦企業根據相關法規標準和實際情況決定。
（10）KJ70X 煤礦安全監控系統可實現邏輯報警，根據巷道布置及瓦斯涌出等的內在邏輯關系，實施邏輯報警，促進各類傳感器的正確安裝、設置、維護，監控系統的正常使用，防止違法行為。具體邏輯關系可由煤礦企業根據實際情況進行設置。
（11）KJ70X 煤礦安全監控系統支持多網融合，在地面統一平臺上可融合的系統：環境監測、人員定位、應急廣播，如有供電監控系統也可融入。其它可考慮融合的系統：視頻監測、無線通信、設備監測、車輛監測等。系統支持地面融合及井下融合，能與國內主流的人員定位、廣播等系統廠家實現融合聯動，具有成熟的綜合基站用于安全監控、人員定位、廣播及無線通信等系統井下融合。
（12）KJ70X 煤礦安全監控系統具備自診斷、自評估功能。系統定期的自診斷、自評估，能夠預先發現系統在安裝使用中存在的問題。自診斷的內容包括：傳感器、控制器的設置及定義；模擬量傳感器維護、定期未標校提醒；模擬量傳感器、控制器、電源箱等設備及通信網絡的工作狀態；中心站軟件自診斷，包括雙機熱備、數據庫存儲、軟件模塊通信。
（13）KJ70X 煤礦安全監控系統具備數據應用分析功能。系統具有大數據的分析與應用功能，包括以下內容：偽數據標注及異常數據分析；瓦斯涌出、火災等的預測預警；大數據分析，如多系統融合條件下的綜合數據分析等；可與煤礦安全監控系統檢查分析工具對接數據。
（14）KJ70X 煤礦安全監控系統具備應急聯動功能。在瓦斯超限、斷電等需立即撤人的緊急情況下，可自動與應急廣播、通信、人員定位等系統的應急聯動。
（15）KJ70X 煤礦安全監控系統配備單獨的繪圖軟件。所有的動態、靜態圖形都可由礦方操作人員繪制，同時繪圖軟件能將 wmf 格式的矢量圖導入系統，系統支持多種圖形格式(bmp、jpg、gif 等)。
（16）KJ70X 煤礦安全監控系統中心站軟件運行在 Windows 操作系統，數據庫 SQLServer2005 以上，整個軟件采用 C/S 的方式，監測終端人機界面十分友好，使用操作方便，系統的所有顯示和打印全部是中文，操作人員在操作過程中只要用鼠標進行簡單的點擊即可，即使有錯誤的操作也不會影響系統的正常工作。為了確保系統配置等信息不被破壞，為專門從事系統配置的礦方主管人員配備口令（或權限密碼），只有口令正確才能進入系統進行配置等相應的操作。
（17）KJ70X 煤礦安全監控系統具備接入局域網與數據上傳功能,礦局域網的所有終端在授權情況下能夠查閱系統的所有數據（包括動態圖、報表）。
（18）KJ70X 煤礦安全監控系統采用數據庫方式存儲數據，數據庫具有網絡共享、便于數據保存和管理、便于用戶二次數據開發、為專用系統提供開放式的數據結構。同時，對關鍵數據進行加密處理，可有效防止數據被篡改。
（19）KJ70X 煤礦安全監控系統具有對瓦斯抽（采）放量的計算與統計功能，系統直接監測到的流量為工況流量，可計算出標準流量，瞬時流量與瓦斯濃度計算抽放純流量。系統可統計日抽放混量、月抽放混量、日抽放純量和月抽放純量，并提供各類自由報表。
（20）KJ70X 煤礦安全監控系統具有短消息收發功能，可以將異常數據以短消息的方式發送到相關管理人員的手機上。
（21）KJ70X 煤礦安全監控系統系統巡檢周期不超過 10s；異地斷電時間不超過 20s；備用電源能維持斷電后正常供電 4h；模擬量傳輸處理誤差不超過 0.5%；分站的最大遠程本安供電距離（在設計工況條件下）實行分級管理，分別為 2km、3km、6km。
（22）32 輸入 6 開出、16 輸入 6 開出和 8 輸入 6 開出三種全隔離式監控分站，由大容量多路不間斷電源集中供電；分站在接傳感器時可不區分開關量、模擬量；分站在配接各種傳感器時能適應頻率、電壓、電流、RS485 等多種信號制式，使用方便靈活，以充分提高分站端口的利用率，使系統設計更加優化；分站增加電磁兼容技術，可提升分站穩定性。同時，分站支持數字型傳感器的接入。
（23）井下分站具有輸入、輸出信號的數據存儲功能，當系統地面中心站監控主機出現故障時，或井上、井下失去通信聯絡時，分站能存儲最少24小時數據，恢復通信后可將此數據傳回中心站主機，以彌補歷史數據。
（24）特有的電源繼電器箱設計，將不間斷電源和斷電器組合在一起，內有斷電反饋信號，能真實反應被控設備的工作狀態，降低了成本提高了性能價格比。
（25）具有自動、手動斷電,可實現本地、異地、區域斷電。
（26）系統可以實現一對多、多對一及多對多的斷電控制方式。
（27）安全監控設備具有故障閉鎖功能：當與閉鎖控制有關的設備未投入正常運行或故障時，切斷該監控設備所監控區域的全部非本質安全型電氣設備的電源并閉鎖；當與閉鎖控制有關的設備工作正常并穩定運行后，自動解鎖。
（28）分站能實現風電瓦斯閉鎖及斷電儀的所有功能；風電瓦斯閉鎖及斷電儀可脫離系統獨立運行，甲烷超限斷電及甲烷風電閉鎖的控制執行時間不大于 2s。
（29）大容量多路礦用隔爆兼本安電源，備用時間長達 4h。
（30）斷電執行器可徹底解決饋電傳感器受屏蔽電纜限制，無法真實準確測量井下設備的饋電狀態的問題。
（31）KJ70X 煤礦安全監控系統配套傳感器如甲烷、一氧化碳等傳感器在生產過程中均嚴格按照穩定性試驗 15 天的標準調試，傳感器的穩定性完全滿足相關行業標準。
（32）傳感器增加電磁兼容及冗余技術，防護等級達到 IP65，保證了產品的穩定性。
（33）KJ70X 煤礦安全監控系統所有配套傳感器采用化學催化燃燒元件（俗稱“黑白元件”），該元件采用的是中船重工集團七一八所，一氧化碳元件從英國 CT 公司進口，壓力元件從 Honeywell公司進口。甲烷傳感器、一氧化碳傳感器使用壽命可達兩年，負壓、壓力傳感器使用壽命可達三年甚至更久。
（34） KJ70X煤礦安全監控系統配有激光傳感器，全量程測量，精度高，免維護。
（35） KJ70X煤礦安全監控系統配有多種無線傳感器，可用于采空區對煤自燃情況實時監測及在線預警；也可用于工作面回風隅角。
（36）我公司是一個生產安全監控系統及所有配套設備的知名企業，公司成立至今已有20多年的生產經驗，所有設備經歷多年的不斷完善，穩定性非常高，深受廣大用戶的好評。我公司也是傳感器種類全面的廠家，全國有幾十個安全監控系統廠家配接我們的傳感器（如撫順分院、中煤安泰、天地科技常州分院、重慶分院、撫順安儀廠、北京仙島等）。
（37） KJ70X煤礦安全監控系統是“中國煤炭工業勞動保護科學技術學會安全技術及裝備委員會”推薦產品之一。
（38） 我公司獨有的在線式粉塵濃度傳感器，采用激光原理進行粉塵濃度的測量技術，屬于先進的產品。
（39） 我公司獨有的收縮管風速傳感器，已取得4項國家專利，采用先進的差壓原理進行測量，其精確度、準確度、可靠性、穩定性均處于國內領先水平。
（40）本公司傳感器系列齊全，所有傳感器均為我公司自行研制并生產，系統的兼容性好，配套性及可靠性高，同時傳感器均為智能遙控型，用戶使用維護方便。
（41）長期從事煤礦安全監測監控系統的研制、生產，在安全監測監控方面積累了豐富經驗。特殊的設計，經得起惡劣環境的考驗。
（42）我公司產品遍布全國各地，有經驗豐富的技術人員在全國巡回服務，在河北(邢臺、邯鄲、石家莊、張家口、唐山)、山東(臨沂、棗莊、新汶、濟寧、兗州、)、河南（鄭州、義馬、平頂山、永城、禹州），安徽（淮北、淮南）、江蘇徐州、山西(太原、長治、大同、霍州、臨汾、孝義)、陜西（西安、榆林）、內蒙古(包頭、鄂爾多斯、烏海)、東北(哈爾濱、七臺河) 及新疆烏魯木齊、云南（昆明、曲靖、大理、麗江）、貴州（貴陽、荔波、六盤水）等十多個主要產煤區設有辦事處和售后服務機構，產品在全國各采煤區廣泛應用，優質的產品及優良的售后服務贏得了廣大用戶的信任和支持。
四、 系統功能
（1）數據采集與存儲：1.通訊2.數據存儲3.熱備
（2）用戶管理：1.登陸2.權限管理3.注銷4.退出
（3）參數設置：1.設備特性2.分站類型3.分站及測點4.即插即用5.環網6.組合報警7.組合斷電8.組和累計計時9.環網及通道息10.措施管理11.語音報警12.班次信息13.地點14.標校管理15.區域管理16.邏輯報警17.火災預報18.電源配置19.系統自診斷
（4）控制：1.手控斷電2.通訊界面3.電壓信息4.斷電控制檢測5.充放電控制6.定時斷電7.分站遠程控制
（5）頁面編輯：1.列表樣式
（6）列表：1.報警2.斷電3.饋電異常4.標校5.設備故障6.測點分類7.組合報警8.組合斷電9.組和累計計時10.輸出設備11.系統實時數據12.自定義測點13.多頁顯示14.邏輯報警15.斷電與饋電16.火災預報17.網絡設備18.區域斷電19.診斷信息20.即插即用測點21.分站基本信息 22.測點基本信息23.電源管理24.自定義顯示25.系統實時診斷
（7）曲線：1.報警2.斷電3.饋電4.開關量5.模擬量與開關量比較6.調用
（8）狀態圖與柱狀圖：1.狀態圖2.柱狀圖
（9）模擬圖：1.動態圖2.動態圖設計器3.CAD模擬圖
（10）查詢：1.報警2.斷電 3.饋電異常4.歷史標校5.組合報警6.組合斷電7.組和累計計時8.設備故障9.聲光報警10.調用11.邏輯報警12.火災預報13.歷史區域斷電14.診斷信息15.歷史預報警16.系統自診斷歷史
（11）報表：1.設置2.查看
（12）分級報警：1.分級報警設置2.分級報警列表顯示3.分級報警歷史查詢
（13）瓦斯突出預報：1.瓦斯涌出設置2.瓦斯涌出實時列表3.瓦斯涌出歷史查詢4.瓦斯突出報警斷電設置5.瓦斯突出報警斷電實時列表6.瓦斯突出報警斷電歷史查詢
（14）瓦斯抽放：1.瓦斯抽放配置2.瓦斯通道類型配置3.抽采工作面設置4.實時數據5.歷史查詢6.固定報表
（15）工具：1.數據庫備份2.數據庫還原3.日志查看4.安全鎖5.系統語音庫6.數據分析7.系統檢測8.啟動應用 9.強制重啟通訊10.系統運行分析
（16）窗口：1.默認配置頁2.重置基礎配置3.重新映射視圖4.非浮窗顯示
（17）幫助：1.幫助2.關于
（18）融合聯動：將安全監測、人員定位、廣播等系統進行融合，通過數據分析，按照預先設定的應急預案進行聯動。
五、新標準功能提升
（1）模擬量輸入、模擬量輸出、累計量輸入傳輸處理誤差不大于 0.5%；
（2）系統最大巡檢周期不大于 10s；
（3）實時監測值存盤記錄應保存 3 個月以上，歷史信息 2 年以上，丟失上述信息時間長度，不大于 40s；
（4）調出整幅畫面 85%的響應時間應不大于 1s，其余畫面應不大于 2s；
（5）誤碼率：≤10-9
（6）實現分級報警，最多可設置 4 級，可根據瓦斯濃度大小、瓦斯超限持續時間、瓦斯超限范圍等，設置不同的報警級別（響度或頻度），實施分級響應。各級別報警點的設置可由根據實際情況決定。
（7）推行邏輯報警，根據巷道布置及瓦斯涌出等的內在邏輯關系，實施邏輯報警，促進各類傳感器的正確安裝、設置、維護，監控系統的正常使用，防止違法行 為。具體邏輯關系可由根據實際情況進行設置。
（8）完善就地斷電功能，提高斷電的可靠性，并加強饋電狀態監測。
（9）推行區域斷電，可由根據煤礦企業根據井下供電系統的實際情況進行設置。
（10）增加加密存儲要求：為有利于安全監管監察和企業安全管理，對采掘工作面等重點區域的瓦斯超限、報警、斷電信息應進行加密存儲，確保數據無法被破解篡改。
（11）應急聯動：在瓦斯超限、斷電等需立即撤人的緊急情況下，通過上位機監控發出相關的報警信息與應急廣播、通信、人員定位、灑水降塵、礦壓、微震等系統的應急聯動；通過第發出緊急報警信息給第三方軟件，在緊急情況下調出相應井下區域的監控視頻
畫面（第三方軟件與視頻系統提前進行關聯配接）。
（12）增加自診斷、自評估功能實現系統定期的自診斷、自評估，能夠預先發現系統在安裝使用中存在的問題。自診斷的內容至少應包括：
1) 傳感器、控制器的設置及定義；
2) 傳感器、控制器、電源箱等設備及通信網絡的工作狀態；
3) 傳感器維護、定期未標校提醒；
4) 中心站軟件自診斷，包括雙機熱備、數據庫存儲、軟件模塊通信。
（13）加強數據應用分析：安全監控系統應具有大數據的分析與應用功能，至少應包括以下內容：
1) 偽數據濾除及異常數據分析；
2) 瓦斯涌出、火災等的預測預警；
3) 大數據分析，如多系統融合條件下的綜合數據分析等；
4) 可與煤礦安全監控系統檢查分析工具對接數據。
（14）分站及傳輸線纜的布置
1) 系統主干通訊更換為環網通訊，主干線路采用光纖，增加環網交換機；
2) 環網交換機至監控分站傳輸采用總線傳輸方式，井下分站或全部更換 KJ770-F5 型分站，增加總線式傳感器的接入，提高抗干擾性能；
3) 主機到分站之間線路最大傳輸距離不小于 20km（無中繼器）；
4) 分站到傳感器之間的信號線傳輸距離達到 6km；
5) 分站到被控設備之間的信號線最大距離不小于 2km；
（15）綜合信息預覽 綜合信息預覽 功能綜合信息預覽圖集成煤礦安全環境狀況各方面的信息于一個界面，以圖表或曲線的形式多角度展示煤礦安全生產環境監測實時數據及變化趨勢，滿足礦方管理需要，實時全面掌握礦井安全環境的基本情況。綜合信息展現包含如下內容：監測環境參數實時報警、分站（傳感器）設備異常信息、實時曲線、分站設備（包括瓦斯、人員、廣播、電力系統的）實時監控、井下人員分布信息等。
六、主要技術參數
1.供電電源：
（1）地面設備交流電源：
a) 額定電壓：AC220V，允許偏差－10%～＋10%；
b) 諧波：不大于 5%；
c) 頻率：50Hz，允許偏差±5%。
d) 中心站配 UPS 電源，當交流電源停電時，UPS 電源應能保證中心站設備持續 工作時間不小于 《AQ1029-2019煤礦安全監控系統及檢測儀器使用管理規范》的有關規定。
（2）井下設備交流電源：
a) 額定電壓：AC127V/380V/660V 自適應,1140V 需提前定制，允許偏差：－25%～＋10%；
b) 諧波：10%；
c) 頻率：50Hz，允許偏差±5%。
2.主要技術指標:
（1）不低于AQ6201-2019《煤礦安全監控系統通用技術要求》性能要求；
（2）系統抗干擾能力（通過 EMC 試驗） 通過 3 級靜電抗擾度試驗（評價等級為 A），高于標準要求； 通過 2 級電磁輻射抗擾度試驗（評價等級為 A），滿足標準要求； 通過 3 級脈沖群抗擾度試驗（評價等級為 A），高于標準要求； 通過 3 級浪涌（沖擊）抗擾度試驗（評價等級為 A），高于標準要求。
（3）系統容量：
a)單通道允許接入的分站數量為 128 臺。
b)KJ770-F5 礦用本安型監控分站具有 16 路信號輸入（開關量或模擬量或 485） 、1 路累計量、1 路無線（不接有線傳感器時可接 32 點無線）、控制輸出電路 6 路。
（4）系統最大測點數量：不少于 2048；
（5）系統最大巡檢周期：不大于 10s。
（6）斷電時間：本地不大于 2S；異地最短 5S。
（7）模擬量輸入傳輸處理誤差：不大于 0.5%。
（8）累計量輸入傳輸處理誤差：不大于 0.5%。
（9）誤碼率：不大于 10-9。
（10）調出整幅畫面 85%的響應時間：不大于 1s，其余畫面不大于 2s。
（11）存儲時間： 分站存儲能力：不小于 24 小時數據；主站不少于 2 年。
（12）最大傳輸距離 a) 交換機與主、備計算機的最大傳輸距離：雙絞線 100m； b) 交換機到分站的最大傳輸距離：10km(采用 MHYBV 主傳輸通信電纜：線徑截 面不小于 1.0mm2）。 c) 傳感器到分站的最大傳輸距離：6km(采用 MHYVR 通信電纜：線徑截面不小于 1.5mm2)。 d) 分站到斷電器、聲光報警器：2km(采用 MHYVR 通信電纜：線徑截面不小于 1.5mm2)。
（13） 雙機切換時間 從工作主機故障到備用主機投入正常工作時間應不大于 1min。
（14）備用電源工作時間在電網停電后，系統應具有備用電源功能，地面中心站備用電源在系統電網停電后應保證中心站設備正常工作不小于4h，井下后備電源供電在系統電網停電后應保證系統井下設備正常工作不小于4h。在工作面等主要區域可以采用DXBL2304-220J鋰離子蓄電池電源，可后備96小時。
（15） 統計值時間 模擬量統計值應是 1min 的統計值。
（16） 本安供電距離 a) 電源到傳感器的遠程本安供電最大距離：6km(采用 MHYV 通信電纜：線徑截 面不小于 1.5mm2)； b) 電源到斷電器、聲光報警器的遠程本安供電最大距離：2km(采用 MHYV 通信 電纜：線徑截面不小于 1.5mm2)；
（17） 信號制 a) 模擬量：1) 200～1000Hz 頻率信號；2）RS485 數字信號：2400bps。 b) 開關量：1)電平信號：輸出高電平時應不小于 3V（輸出電流為 2mA 時），輸 出低電平時不大于 0.5V，高電平對應邏輯“1”； 低電平對應邏輯“0”； 2) 電流 信號：-5 mA/0 mA/5 mA，-5 mA 對應邏輯“0”， 0 mA 對應“故障”，5 mA 對應邏 輯“1”。 c) 累計量：電平信號脈沖寬度不低于 0.3s，高電平不小于 3V（輸出電流為 2mA 時），低電平不大于 0.5V；計數范圍：0-9999。
（18） 控制量信號：高電平大于 3V（輸出電流 2mA 時），低電平小于 0.5V。
（19） 電源波動適應能力 地面設備交流電源電壓在－10%～＋10%、井下設備供電電壓在-25%～+10 的范圍 內波動時，系統的電氣性能符合基本功能、主要技術指標、傳輸性能的規定。