消息:通常把語(yǔ)言和聲音、音樂(lè)、文字、符號(hào)、數(shù)據(jù)、圖象等統(tǒng)稱(chēng)為消息。
信息：消息中所給予收信者的新知識(shí)或消息中包括包含的有意義的內(nèi)容。
信號(hào):描寫(xiě)與消息相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)或光信號(hào),是傳遞信息的載體。
信道:信息傳輸?shù)拿劫|(zhì)或渠道。礦井監(jiān)控系統(tǒng)--般采用專(zhuān)用的礦用信號(hào)電纜或電話(huà)電纜作為傳輸媒介。
基帶信號(hào):信源(信息源,也稱(chēng)發(fā)終端)發(fā)出的沒(méi)有經(jīng)過(guò)調(diào)制(進(jìn)行頻譜搬移和變換)的原始電信號(hào),也就是發(fā)送端調(diào)制前和接收端解調(diào)后的信號(hào)稱(chēng)為基帶信號(hào)。
頻帶信號(hào):經(jīng)過(guò)調(diào)制后的信號(hào)稱(chēng)為已調(diào)信號(hào),也稱(chēng)為頻帶信號(hào),它應(yīng)有兩個(gè)基本特征:一是攜帶有信號(hào),二是適應(yīng)在信道中傳輸。
移頻鍵控傳輸方式:在電纜中傳輸兩個(gè)音頻頻率的正弦波信號(hào),其抗干擾性能和傳輸距離兩項(xiàng)指標(biāo)都明顯優(yōu)于基帶傳輸。
礦井監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)
(1)電氣防爆,煤礦井下為瓦斯和煤塵爆炸性環(huán)境。
(2)傳輸距離遠(yuǎn),至少要達(dá)到10 km。
(3)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)宜采用樹(shù)形結(jié)構(gòu),沿巷道(分支結(jié)構(gòu),達(dá)數(shù)干米長(zhǎng))敷設(shè),掛在巷道壁上。便于系統(tǒng)安裝維護(hù)、節(jié)約傳輸電纜、降低系統(tǒng)成本。
(4)監(jiān)控對(duì)象變化緩慢：對(duì)系統(tǒng)的傳輸速率要求不高。(5)電網(wǎng)電壓波動(dòng)大,電磁干擾嚴(yán)重。(6)工作環(huán)境惡劣。有淋水、環(huán)境潮濕,空間狹小、礦塵大(7)傳感器不宜就地供電,宜采用分站遠(yuǎn)程供電。(8)不宜采用中繼器。環(huán)境惡劣,電氣防爆的限制。
- 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)
軌道運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng),膠帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng),提升運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng),供電監(jiān)控系統(tǒng),排水監(jiān)控系統(tǒng),礦山壓力監(jiān)控系統(tǒng),火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng),水災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng),煤與瓦斯突出監(jiān)控系統(tǒng),大型機(jī)電設(shè)備健康狀況系統(tǒng)
2、安全避險(xiǎn)"六大系統(tǒng)”
人員定位系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)、通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng).緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)、壓風(fēng)自救系統(tǒng)、供水施救系統(tǒng)
3、礦井監(jiān)控系統(tǒng)通用要求
(1)模擬量、開(kāi)關(guān)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和累計(jì)量監(jiān)測(cè)功能。
(2)聲光報(bào)警、模擬量和開(kāi)關(guān)量,手動(dòng)與自動(dòng)控制功能。
(3)備用電源、當(dāng)電網(wǎng)停電后,系統(tǒng)繼續(xù)監(jiān)控時(shí)間≥2h。
(4)自檢功能、設(shè)備故障時(shí),報(bào)警并記錄,可查詢(xún)及打印。
(5)雙機(jī)備份、具有自動(dòng),手動(dòng)切換功能。
(6)實(shí)時(shí)存盤(pán)功能、系統(tǒng)故障時(shí),信息丟失時(shí)間≤5 min。
4、井下人員管理系統(tǒng)功能
(1)、井下人員位置信息實(shí)時(shí)顯示:實(shí)時(shí)顯示井下人員位置信息數(shù)量及分布情況,記錄井下人員在任一地點(diǎn)的到/離時(shí)間和總工作時(shí)間等一系列信息,并將相關(guān)信息實(shí)時(shí)傳送到地面主站,供調(diào)度人員和負(fù)責(zé)人查詢(xún)。
(2)、人員軌跡回放:可回放一段時(shí)間內(nèi)某井下人員所經(jīng)歷的路徑,并在煤礦電子地圖上畫(huà)出線(xiàn)路軌跡。
(3)、統(tǒng)計(jì)考勤功能:在月統(tǒng)計(jì)報(bào)表中對(duì)下井時(shí)間、下井次數(shù)等分類(lèi)統(tǒng)計(jì),便于考勤和統(tǒng)計(jì)報(bào)表。
(4)、報(bào)警功能:通過(guò)設(shè)定對(duì)下井超時(shí)人員報(bào)警并顯示出相關(guān)信息也可以在井下重要的位置、危險(xiǎn)場(chǎng)合配備警示裝置,可有效地阻止人員違章進(jìn)入,并將違章人員記錄在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中。
(5)、災(zāi)后急救:-旦發(fā)生各類(lèi)事故,系統(tǒng)立即能顯示出事故地點(diǎn).的人員數(shù)量、人員位置等信息,可據(jù)本系統(tǒng)提供的準(zhǔn)確人員位置信息設(shè)計(jì)最佳方案實(shí)施搜救。
5、人員定位管理系統(tǒng)工作原理
閱讀器將低頻的加密數(shù)據(jù)載波信號(hào)經(jīng)發(fā)射天線(xiàn)向外發(fā)送;隨身攜帶的標(biāo)識(shí)卡進(jìn)入低頻的發(fā)射天線(xiàn)工作區(qū)域后被激活(未進(jìn)入發(fā)射天線(xiàn)工作區(qū)域標(biāo)識(shí)卡不工作),同時(shí)將加密的載有目標(biāo)識(shí)別碼的信息經(jīng)卡內(nèi)高頻發(fā)射模塊發(fā)射出去；接收天線(xiàn)接收到標(biāo)識(shí)卡發(fā)來(lái)的載波信號(hào),經(jīng)閱讀器接收處理后,提取出目標(biāo)識(shí)別碼送至專(zhuān)用井下處理傳輸分站,井下傳輸分站將目標(biāo)信息通過(guò)系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳送到人員定位管理服務(wù)器并作相關(guān)處理。
6、礦井機(jī)車(chē)運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)
(1)、信集閉系統(tǒng)
為了實(shí)現(xiàn)礦井機(jī)車(chē)運(yùn)輸集中統(tǒng)一指揮、保證行車(chē)安全、提高運(yùn)輸效率和現(xiàn)代化管理水平,礦井機(jī)車(chē)運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)均設(shè)置完備的信號(hào)設(shè)備,且進(jìn)行電氣集中和互相閉塞聯(lián)鎖,組成了一個(gè)信號(hào)、集中、閉塞的監(jiān)控系統(tǒng),簡(jiǎn)稱(chēng)為信集閉系統(tǒng)。依據(jù)"運(yùn)輸安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化”要求,3臺(tái)以上機(jī)車(chē)在同一水平同時(shí)行駛時(shí),要啟用具有電氣閉鎖功能的信號(hào)裝置；5臺(tái)以上的機(jī)車(chē)行駛時(shí),啟用”信、集、閉"系統(tǒng)。
(2)、信號(hào)是指示機(jī)車(chē)運(yùn)行和調(diào)車(chē)等作業(yè)的命令；
(3)、集中是通過(guò)技術(shù)方法使信號(hào)、道岔和進(jìn)路按一-定程序,并且滿(mǎn)足一定條件才能動(dòng)作的相互制約關(guān)系；
(4)、閉塞是指用信號(hào)或憑證保證機(jī)車(chē)按空間間隔制運(yùn)行的技術(shù)方法；
(5)、KJ137煤礦電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)由地面調(diào)度監(jiān)控中心(簡(jiǎn)稱(chēng)主站)；
(6)、井下監(jiān)控分站KJF81.ZBT-11礦用高壓防爆開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)裝置。分站與綜保間用雙絞線(xiàn)相連,構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng);分站、主站間用,光纖以太網(wǎng)相連,構(gòu)成光纖以太網(wǎng)。
7、礦山信號(hào)系統(tǒng)
(1)、礦山信號(hào)系統(tǒng)主要由信號(hào)發(fā)送設(shè)備、信號(hào)接受設(shè)備、信號(hào)的傳遞設(shè)備和電源四部分組成。
(2)、信號(hào)發(fā)送設(shè)備根據(jù)動(dòng)作方式的不同,有信號(hào)按鈕、信號(hào)開(kāi)關(guān)、傳感器等。其目的是接通和切斷發(fā)生音響和燈光信號(hào)的電路。
(3)、信號(hào)開(kāi)關(guān)根據(jù)用途不同,可分為隔爆拉引開(kāi)關(guān)、隔爆打點(diǎn)器、隔爆按壓開(kāi)關(guān)、隔爆井門(mén)開(kāi)關(guān)、隔爆接近開(kāi)關(guān)等
(4)、隔爆接近開(kāi)關(guān)通過(guò)接通不同的電阻,以返回不同的電壓,智能IO接口出開(kāi)關(guān)動(dòng)作,控制器接收相應(yīng)的信息。
(5)、隔爆電鈴:用電鈴響聲的長(zhǎng)短和不同的音響次數(shù)來(lái)區(qū)別不同要求的信號(hào)。電笛電笛能夠發(fā)出清晰的音響信號(hào),改變銜鐵與鐵芯的距離便可調(diào)節(jié)電笛音電笛電笛能夠發(fā)出清晰的音響信號(hào),設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)使用,一般用電笛發(fā)出事故警報(bào)信號(hào)。音響信號(hào)能引起人注意,但不能將信號(hào)保存下來(lái),而燈光信號(hào)能使信號(hào)保留一定時(shí)間。事故信號(hào)必須為音響信號(hào),一般指示信號(hào)可采用燈光信號(hào)。
(6)、指針指示器在提升信號(hào)系統(tǒng)中作為絞車(chē)房的信號(hào)接收裝置,指針移動(dòng)的次數(shù)對(duì)應(yīng)于電路接通的次數(shù)。
8、礦山調(diào)度信號(hào)系統(tǒng)
(1)、礦山調(diào)度信號(hào)系統(tǒng)就是將煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)監(jiān)控電視、井下人員管理系統(tǒng)、井下安全監(jiān)控系統(tǒng)的信號(hào)送到調(diào)度室。調(diào)度室的工作人員把煤礦各職能部門(mén)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)組織協(xié)調(diào)起來(lái),對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的各種變化、所造成的事故隱患以及生產(chǎn)中的矛盾和薄弱環(huán)節(jié),通過(guò)調(diào)度進(jìn)行綜合平衡,達(dá)到安全生產(chǎn)目的。
(2)、主要由信號(hào)發(fā)送設(shè)備、信號(hào)接受設(shè)備、信號(hào)傳遞設(shè)備和電源四部分組成。
(3)、按工作性質(zhì)分監(jiān)視信號(hào)、統(tǒng)計(jì)信號(hào)、記錄信號(hào)和警告信號(hào)四種。
①、監(jiān)視信號(hào):監(jiān)視主要機(jī)械設(shè)備的位置、啟停及運(yùn)行過(guò)程。
②、統(tǒng)計(jì)信號(hào):統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中所需數(shù)據(jù)；如算斗提升次數(shù)或罐籠提升的礦車(chē)數(shù),生產(chǎn)機(jī)械累計(jì)工作時(shí)間,采區(qū)及煤礦的煤炭產(chǎn)量等;
③、記錄信號(hào):利用計(jì)算機(jī)或自動(dòng)記錄儀將設(shè)備工作情況、環(huán)境參數(shù)等各種信息記錄下來(lái),顯示、處理、存儲(chǔ)及打印等；
④、警告信號(hào):當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)參數(shù)超限、巷道冒頂、主要設(shè)備故障或區(qū)城性停電等緊急情況或重大隱患時(shí),發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào),調(diào)度室能及時(shí)掌握并采取正確的處理措施。
9、煤礦監(jiān)控系統(tǒng)組成
將煤礦的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程作為一個(gè)整體進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制和管理,對(duì)主要分系統(tǒng)和機(jī)電設(shè)備實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)測(cè)與控制,集成各種礦山生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與管理信息,實(shí)現(xiàn)全礦井的數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)調(diào)度、經(jīng)營(yíng)管理、決策指揮的信息化和科學(xué)化。
(1)、系統(tǒng)組成:一般由管理層、控制層和各類(lèi)終端設(shè)備層組成
①、管理層:是整個(gè)系統(tǒng)的核心, 負(fù)責(zé)系統(tǒng)設(shè)備及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的管理,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、分析處理、存儲(chǔ)、顯示及子系統(tǒng)兼容管理等功能。
②、控制層:主要是各子系統(tǒng)的工作站、防爆光纖交換機(jī)、智能監(jiān)控分站視頻服務(wù)器等。連接方式采用光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)和采用雙絞線(xiàn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn),主要完成對(duì)傳感器、攝像儀等的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、顯示、報(bào)警、控制及與地面中心站的數(shù)據(jù)通信等功能。
③、設(shè)備層:為各類(lèi)模擬量傳感器、開(kāi)關(guān)傳感器、圖像攝像儀及斷電控制器等設(shè)備,是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)最前沿的終端設(shè)備,負(fù)責(zé)對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集、圖像采集、超限報(bào)警、信號(hào)傳輸、執(zhí)行監(jiān)控分站控制指令等。
- 通信服務(wù)器(又叫前置機(jī))
主要完成變電所分站與監(jiān)控工作站和數(shù)據(jù)服務(wù)器間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、通道監(jiān)視、數(shù)據(jù)格式化等工作。分單機(jī)模式和網(wǎng)絡(luò)模式,有主備模式,完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
2、數(shù)據(jù)服務(wù)器(也稱(chēng)后臺(tái)機(jī),兼作WEB服務(wù)器)
存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù),支持2臺(tái)主備模式,并具有監(jiān)視工作站的功能。 - 監(jiān)控工作站
用于電網(wǎng)運(yùn)行工況監(jiān)控、開(kāi)關(guān)控制操作、定值管理、報(bào)表打印等工作,可以有25臺(tái)監(jiān)視工作站。
4、KC6001D調(diào)制解調(diào)器
地面中心站的-一個(gè)接口部件,用來(lái)實(shí)現(xiàn)地面中心站主機(jī)(或前置機(jī))與井下分站之間電氣上的連接,是KJ4-2000系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)移頻鍵控(FSK）通信傳輸?shù)年P(guān)鍵部件。
5、智能監(jiān)控站(分站)
智能監(jiān)控站(分站)是全礦井綜合監(jiān)控系統(tǒng)智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,具有信號(hào)采集、控制、與主站(或上級(jí)智能控制站)雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。以KJF81型井下測(cè)控分站為例:KJF81型井下測(cè)控分站是用于煤礦井下變電所的防爆型井下電網(wǎng)測(cè)控分站,主要任務(wù)是與井下高壓隔爆開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)和礦用-般型高壓開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)裝置通信,完成變電所的當(dāng)?shù)乇O(jiān)控,同時(shí)完成高壓隔爆開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器與地面調(diào)度主站間的數(shù)據(jù)上傳及命令下達(dá)。完成保護(hù)裝置與地面調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換,實(shí)現(xiàn)轄區(qū)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控,與綜保一起,實(shí)現(xiàn)單相接地選線(xiàn)及選漏功能,完成數(shù)據(jù)上傳下達(dá)。 - ZBT-11礦用防爆開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)裝置
礦用防爆開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)裝置簡(jiǎn)稱(chēng)綜保,要完成線(xiàn)路的電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電度計(jì)量、開(kāi)關(guān)位置監(jiān)視、故障錄波、開(kāi)關(guān)控制等檢測(cè)監(jiān)控功能,并完成井下高壓隔爆開(kāi)關(guān)所需的各種保護(hù),與KJF81監(jiān)測(cè)分站以及調(diào)度主站一起構(gòu)成KJ-137煤礦電網(wǎng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。采用雙CPU設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),提高了通信速度及可靠性,特殊電源設(shè)計(jì)報(bào)賬動(dòng)作可靠并記錄故障類(lèi)型；保護(hù)配置靈活精確無(wú)級(jí)差定值,避免了開(kāi)關(guān)誤動(dòng)、拒動(dòng)、越級(jí)跳閘的情況發(fā)生；低電壓保護(hù)經(jīng)電流和PT斷線(xiàn)閉鎖,有效防止因電壓波動(dòng)開(kāi)關(guān)誤跳事件；紅外線(xiàn)遙控修改定值,遙控開(kāi)關(guān)分合,實(shí)現(xiàn)了不停電在線(xiàn)修改定值,增加了操作的方便性和安全性。由電壓、電流互感器、A/D轉(zhuǎn)換電路、CPU、存儲(chǔ)器、顯示電路、通信接口電路、跳閘驅(qū)動(dòng)電路、電源等組成。 - 智能傳感器與現(xiàn)有傳感器相比的優(yōu)勢(shì)
(1)、電路通用、可配接各種不同或多個(gè)的傳感組件(含敏感組件),當(dāng)用于不同被測(cè)物理量時(shí),只需更換傳感組件。
(2)、維護(hù)方便、對(duì)維護(hù)入員的業(yè)務(wù)水平要求大大降低。備用組件通用型強(qiáng),備件種類(lèi)減少。
(3)、便于電路批量生產(chǎn)、提高了產(chǎn)品質(zhì)量、降低了產(chǎn)品成本。
(4)、數(shù)字信號(hào)傳輸與多路復(fù)用智能傳感器采用數(shù)字信號(hào)傳輸,多臺(tái)傳感器共享一根多芯電纜接成樹(shù)形結(jié)構(gòu),與智能監(jiān)控站相連。
(5)、就地控制傳感器直接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)、具有執(zhí)行速度快、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),當(dāng)分站發(fā)生故障時(shí),仍可執(zhí)行基本的控制。
(6)、傳感器:將被監(jiān)測(cè)的非電量(甲烷、風(fēng)速、溫度等)按一定規(guī)律轉(zhuǎn)。換為電信號(hào)輸出,并且通常具有顯示和聲光報(bào)警功能的設(shè)備。
(7)、主要由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、測(cè)量電路和輔助電源構(gòu)成。 - 甲烷傳感器
(1)、甲烷濃度監(jiān)測(cè)是礦井安全監(jiān)控的首要內(nèi)容。甲烷傳感器既是礦井安全監(jiān)控最重要的設(shè)備,又是礦井安全監(jiān)控必備的設(shè)備之一。
(2)、煤礦常用的甲烷傳感器,按檢測(cè)原理可分為催化燃燒、熱導(dǎo)式、氣敏半導(dǎo)體、紅外探測(cè)技術(shù)等。
(3)、熱導(dǎo)式甲烷傳感器的工作原理是利用甲烷的熱導(dǎo)率高于新鮮空氣的熱導(dǎo)率,通過(guò)熱敏元件測(cè)量甲烷空氣混合物熱導(dǎo)率的變化,進(jìn)而測(cè)得甲烷空氣混合物濃度的變化。由于氣體的熱導(dǎo)率隨溫度的增大而增大,因此,環(huán)境溫度的變化也將影響熱導(dǎo)式甲烷傳感器的測(cè)量精度,熱導(dǎo)式甲烷傳感器必須對(duì)環(huán)境進(jìn)行溫度補(bǔ)償,并保持氣室溫度恒定。
9、催化燃燒式甲烷傳感器組成及工作原理
(1)、組成:
主要由電橋電路、線(xiàn)性放大電路、U/I變換電路(或U/F變換電路)數(shù)字顯示電路、比較報(bào)警電路、超限保護(hù)電路以及穩(wěn)壓電路等單元電路組成。
(2)、工作原理:
利用電橋不平衡的原理。傳感元件(含敏感元件,以下同)表面的甲烷(或可燃性氣體),在催化劑的催化下,在傳感元件(黑元件)表面發(fā)生無(wú)焰燃燒,放出熱量,使傳感元件(黑元件)表面溫度升溫,阻值增大,破壞了平衡的電橋,使電橋有輸出值。因此,通過(guò)測(cè)量傳感元件阻值變化就可測(cè)出甲烷氣體的濃度。瓦斯的濃度越高傳感元件(黑元件)的阻值變化值越高,電橋輸出值越大。 - 電路分析
(1)、由電橋的輸出參數(shù)經(jīng)線(xiàn)形放大器放大后,一路供到數(shù)字顯示電路,顯示出瓦斯的數(shù)值；一路進(jìn)入比較報(bào)警電路,若示值大于預(yù)約值觸發(fā)報(bào)警電路發(fā)出警報(bào)；一路進(jìn)入U(xiǎn)/I或U/F電路輸出到分站。為保證電橋正常穩(wěn)定的工作,采用兩極穩(wěn)壓措施。為防止傳感器超限工作設(shè)有超限保護(hù)電路,免遭高濃度瓦斯對(duì)傳感器造成傷害。
(2)、U/F變換電路:
是以“勞耶爾典型電路”為基礎(chǔ)的電路,將一一個(gè)電壓或電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成低頻脈沖信號(hào)。U/F變換電路的輸出低頻脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)與其輸入電壓(電流)的高低成正比關(guān)系。即輸入電壓越高則輸出的低脈沖信號(hào)個(gè)數(shù)越多。將與瓦斯?jié)舛瘸烧汝P(guān)系的電信號(hào),再次轉(zhuǎn)換成與瓦斯?jié)舛瘸烧汝P(guān)系的低頻脈沖信號(hào),其個(gè)數(shù)與瓦斯?jié)舛瘸烧汝P(guān)系。
(3)、KJ101-45B型智能紅外甲烷傳感器功能:
主要由于監(jiān)測(cè)煤礦井下環(huán)境氣體中的甲烷濃度,采用國(guó)際最新非色散紅外探測(cè)(NDIR)技術(shù)研制而成的新一代測(cè)量?jī)x表,是煤礦預(yù)防瓦斯突出和瓦斯爆炸的更新?lián)Q代產(chǎn)品?？梢詫?shí)現(xiàn)井下甲烷濃度的實(shí)時(shí)測(cè)量,具有就地顯示甲烷濃度值和超限聲光報(bào)警等功能,并且能夠連續(xù)自動(dòng)地將井下甲烷濃度轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸送給關(guān)聯(lián)設(shè)備。
11、一氧化碳傳感器：
(1)、GT500LA型C0傳感器監(jiān)測(cè)一氧化碳濃度,適用于井下煤巷,工作面瓦斯抽放站等
(2)、工作原理:電化學(xué)式、紅外線(xiàn)式
(3)、一氧化碳?xì)怏w通過(guò)濾塵罩經(jīng)第三元件透氣膜擴(kuò)散進(jìn)人到具有恒定電位的電極上,在電極催化劑作用下與電解液中水發(fā)生陽(yáng)極氧化反應(yīng),工作電極上所釋放的電子產(chǎn)生與一氧化碳濃度成正比的電流,經(jīng)檢測(cè)電路溫度補(bǔ)償,A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后進(jìn)入單片機(jī)處理成與被測(cè)一氧化碳值成線(xiàn)性關(guān)系的頻率(電流)信號(hào)送往井下分站,實(shí)現(xiàn)對(duì)一氧化碳的連續(xù)監(jiān)控。
(4)、一氧化碳傳感器單位為PPM,即百萬(wàn)分之一,國(guó)家規(guī)程規(guī)定的礦井一氧化碳傳感器報(bào)警濃度為24PPM。 - GF100F(A)型風(fēng)壓傳感器
(1)、用途
監(jiān)測(cè)井下巷道及瓦斯抽放管道負(fù)壓的模擬量傳感器,適用于井采空區(qū)漏風(fēng)、密閉隔墻質(zhì)量的連續(xù)監(jiān)控,并能就地?cái)?shù)字顯示風(fēng)壓或管道壓力變化等。
(2)、結(jié)構(gòu)與工作原理
采用阻變測(cè)力原理檢測(cè)井下環(huán)境中的負(fù)壓情況。探頭為壓阻擴(kuò)散硅組成的全橋,當(dāng)被測(cè)環(huán)境中的風(fēng)壓變化量進(jìn)人探頭后,測(cè)量電橋及相關(guān)電路即將該變化量轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)電壓信號(hào)A/D變換—單片機(jī)—數(shù)字顯示;同時(shí),以頻率信號(hào)井下監(jiān)控系統(tǒng)分站,經(jīng)通信接口裝置和電纜,將風(fēng)壓數(shù)據(jù)送達(dá)地面中心站,從而實(shí)現(xiàn)負(fù)壓的連續(xù)實(shí)時(shí)遙測(cè)。
(3)、風(fēng)筒風(fēng)量傳感器：風(fēng)筒風(fēng)量傳感器主要用來(lái)監(jiān)測(cè)風(fēng)筒中的風(fēng)量。當(dāng)局部通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行或風(fēng)筒漏風(fēng)造成風(fēng)量不足時(shí),輸出風(fēng)量不足信號(hào)。當(dāng)局部通風(fēng)機(jī)正常工作,并且風(fēng)筒沒(méi)有漏風(fēng),風(fēng)量滿(mǎn)足要求時(shí),輸出風(fēng)量足信號(hào)。風(fēng)筒風(fēng)量傳感器是甲烷風(fēng)干簧管電閉鎖裝置合和礦井監(jiān)控系統(tǒng)中的重要傳感器之一。
13、溫度傳感器:
用途:主要用于煤礦井下巷道、工作面瓦斯抽放管道等處的溫度監(jiān)測(cè)裝置。
(1)、種類(lèi):熱電偶式、熱電阻式、熱敏電阻式、紅外線(xiàn)式
14、熱電偶式溫度傳感器是將兩種不同材料的導(dǎo)體連接在一起,形成一個(gè)閉合回路。當(dāng)這種不同材料導(dǎo)體的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)(冷端和熱端)之間存在溫差時(shí),就在兩者之間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),在回路中形成相應(yīng)大小的電流。
15、熱電阻式溫度傳感器是利用導(dǎo)體電阻隨溫度的變化而變化的原理來(lái)測(cè)量溫度的。
16、熱敏電阻式溫度傳感器是利用半導(dǎo)體熱敏電阻隨溫度變化而變化的原理來(lái)測(cè)量溫度的。熱敏電阻可分為正溫度系數(shù)(PTC)和負(fù)溫度系數(shù)(NTC)兩種。
17、結(jié)論:當(dāng)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫度不相同時(shí),回路中將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。
風(fēng)速傳感器:連續(xù)監(jiān)測(cè)礦井通風(fēng)巷道中風(fēng)速大小的裝置。
18、常用的主要有超聲波旋渦式和超聲波時(shí)差式兩種。采用了超聲波旋渦原理。產(chǎn)生的旋渦頻率f與流速成線(xiàn)性關(guān)系。只要測(cè)到旋渦頻率
即可得到流速值。
19、垂直于流體方向插入非流線(xiàn)形柱狀物(旋渦體),流速達(dá)到某一數(shù)值時(shí),其下游兩側(cè)會(huì)交替產(chǎn)生方向相反的漩渦,稱(chēng)渦街。
- 氧氣傳感器
工作原理:
氧氣進(jìn)入氣室,氣室內(nèi)的電化學(xué)傳感器以擴(kuò)散方式與氧氣反應(yīng),產(chǎn)生與氧氣反應(yīng),產(chǎn)生與被測(cè)氣體成正比的電信號(hào),經(jīng)放大后輸入A/D轉(zhuǎn)換器,經(jīng)微處理器數(shù)據(jù)處理,顯示出氧氣的濃度。
21、KG8005A型煙霧傳感器
(1)、組成:由穩(wěn)壓、信號(hào)檢測(cè)、信號(hào)處理報(bào)警等電路
(2)、工作原理;煙霧—檢測(cè)電離室—檢測(cè)源镅241放射出a射線(xiàn)—空氣電離成正負(fù)離子。當(dāng)無(wú)煙進(jìn)入時(shí),內(nèi)外電離室因極性相反,所產(chǎn)生的離子電流保持相對(duì)穩(wěn)定,處于平衡狀態(tài)。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí),釋放的氣溶膠亞微粒子(氣溶膠粒子是懸浮在大氣中的多種固體微粒和液體微小顆粒)及可見(jiàn)煙霧大量進(jìn)入檢測(cè)電離室,吸附并中和正負(fù)離子,使電離電流急劇減少,改變電離平衡狀態(tài)而輸出檢測(cè)電信號(hào),經(jīng)后級(jí)電路處理識(shí)別后,向配套監(jiān)控系統(tǒng)輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)。 - 風(fēng)門(mén)位置傳感器:
一種監(jiān)測(cè)煤礦井下風(fēng)門(mén)開(kāi)閉狀態(tài)的開(kāi)關(guān)量傳感器。它由干簧管組件與磁性組件兩部分構(gòu)成。在使用時(shí),將此磁性組件裝在風(fēng)門(mén)上,而把干簧管組件裝在毗鄰的門(mén)上。
23、機(jī)電設(shè)備開(kāi)停傳感器:
主要是通過(guò)測(cè)量機(jī)電設(shè)備饋電的電纜周?chē)袩o(wú)磁場(chǎng)存在,來(lái)間接監(jiān)測(cè)設(shè)備的工作狀態(tài)。
- 饋電傳感器:
用于監(jiān)測(cè)被控開(kāi)關(guān)負(fù)荷側(cè)的饋電狀態(tài)。煤礦常用電壓等級(jí)及應(yīng)用范圍
①36V下:井下電氣設(shè)備控制及局部照明 ②127V:井下照明及手持式電鉆 ③220V:礦井地面照明 ④250V(DC):電機(jī)車(chē) ⑤380V:小型礦井井下使用 ⑥500V(DC):井下電機(jī)車(chē) ⑦660V:井下低壓動(dòng)力 ⑧750V(DC):露天煤礦工業(yè)電機(jī)車(chē) ⑨1140V:井下綜采動(dòng)力⑩1500V(DC):露天煤礦工業(yè)電機(jī)車(chē)
6kV:井上、下高壓電機(jī)及配電電壓
10kV:特大型礦井井上、下高壓電機(jī)及配電電壓.
35、60、110kV:礦區(qū)受電電壓或配電電壓
25、礦山供電系統(tǒng)
煤礦供電系統(tǒng)是由各類(lèi)地面變電所,以及井下的中央變電所采區(qū)變電所、移動(dòng)變電站、配電點(diǎn)和相應(yīng)的供電設(shè)備及供電線(xiàn)路組成。
(1)、典型的供電方式:
深井供電系統(tǒng)、淺井供電系統(tǒng)和平硐供電系統(tǒng)
(2)、深井供電系統(tǒng)
適用礦層埋藏深、傾角小,采用立井和斜井開(kāi)拓,生產(chǎn)能力大的礦井。
(3)、特征:6(或10)kV高壓電能用電纜送到井下并直接送到采區(qū)。
(4)、一般模式:地面變電所——井下中央變電所——采區(qū)變電所(或移動(dòng)變電站)——工作面配電點(diǎn)
26、煤層埋藏深、井下負(fù)荷大、涌水量大時(shí),采用深井供電系統(tǒng)。深井供電系統(tǒng)由地面總降壓變電所6-10kV母線(xiàn)引出高壓電纜經(jīng)井筒送至井下中中變電所。高壓電纜由井下中央變電所引出,沿巷道敷設(shè)送至井下各高壓用電設(shè)備和采區(qū)變電所,形成“地面總降壓變電所→井下中央變電所→采區(qū)變電所→工作面配電點(diǎn)”的四級(jí)供電系統(tǒng)。
27、井底車(chē)場(chǎng)附近的低壓用電設(shè)備由井下中央變電所的變壓器供電;采區(qū)內(nèi)的低壓用電設(shè)備由采區(qū)變電所的變壓器供電;綜采工作面的低壓用電設(shè)備由工作面附近平巷的移動(dòng)變電站供電,移動(dòng)變電站的高壓電源取自采區(qū)變電所。
28、淺井供電系統(tǒng)
對(duì)礦層埋藏不深(距地表100——200m內(nèi))的情況,處于經(jīng)濟(jì)和運(yùn)行方便的考慮,一般采用淺井供電系統(tǒng)。
(1)、特征:采區(qū)用電是從地面向井下鉆眼來(lái)提供的。
(2)、一般模式:依據(jù)用電情況和井深,從供電的技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理考慮有29、三種模式
(1)、對(duì)于采區(qū)距井底車(chē)場(chǎng)較遠(yuǎn)(大于2km)、井下負(fù)荷小、涌水量不大的礦井,可經(jīng)架空線(xiàn)路,將6—10kV高壓電由地面變電所送至與采區(qū)位置相應(yīng)的地面變電亭,再降壓至380或660V,再沿鉆眼送至井下采區(qū)變電所。(井下全部為低壓供電)
(2)、當(dāng)采區(qū)負(fù)荷小而井底車(chē)場(chǎng)負(fù)荷大時(shí),對(duì)井底車(chē)場(chǎng)的供電,可沿井筒敷設(shè)高壓下井電纜供電,對(duì)采區(qū)的供電,可沿鉆眼敷設(shè)低壓電纜提供。(井底車(chē)場(chǎng)采用高壓供電)
(3)、對(duì)采區(qū)巷道很長(zhǎng)、負(fù)荷又大,為保證正常電壓,可經(jīng)高壓架空線(xiàn)路,將電能送至與采區(qū)對(duì)應(yīng)位置的配電點(diǎn),沿鉆眼敷設(shè)高壓電纜,向井下采區(qū)變電所供電,再由該變電所降壓,向工作面提供低壓電力。(采區(qū)采用高壓供電)
30、淺井供電系統(tǒng)
深井與淺井供電系統(tǒng)的不同:在于淺井井底車(chē)場(chǎng)的配電所代替了深井系統(tǒng)中的井下變電所,以及采用鉆眼向采區(qū)供電的方式。
(1)、鉆眼供電的優(yōu)點(diǎn)
①將由礦井地面變電所至采區(qū)變電所的電纜線(xiàn)路換成可靠的架空線(xiàn)路,節(jié)約有色金屬和投資；
②井下巷道中沒(méi)有高壓電纜,人員設(shè)備更安全。
③減少井下變電所硐室的開(kāi)拓；
④再由沼氣煤塵突出的采區(qū),由于使用變電亭,使防爆高壓配電箱和礦用變壓器的使用大大降低。
(1)、缺點(diǎn)
①需要進(jìn)行鉆孔、下套管,且套管不能回收；
②需要加設(shè)架空線(xiàn)路、修建變電亭；
③冬季施工維護(hù)困難；
31、對(duì)礦層埋藏較淺(低于100m)、分布范圍廣的礦井一般采用平硐開(kāi)采的供電系統(tǒng)。
- 對(duì)深部的用電設(shè)備,可利用小風(fēng)井、斜井或鉆孔附近設(shè)置的地面變電亭提供低壓電力。當(dāng)需要向平硐提供直流電時(shí),可先經(jīng)地面變電所整流,再用電纜下送。對(duì)平硐開(kāi)拓且井深在150m的用電設(shè)備供電,其系統(tǒng)與深井供電相同。
33、煤礦井下電網(wǎng)的三大保護(hù)：過(guò)流保護(hù)、漏電保護(hù)、保護(hù)接地
供電系統(tǒng)各元件作用如下:
(1)隔離開(kāi)關(guān)QS:檢修配電箱時(shí)隔離電源電壓,以保證斷電檢爹。
(2)真空斷路器QF:通斷負(fù)荷電流、切斷短路電流。
(3)壓敏電阻RV:過(guò)電壓保護(hù)。
(4)熔斷器FU:過(guò)流保護(hù)。
(5)電壓互感器TV:將高壓變成100V的低壓,向儀表和保護(hù)裝置提供高電壓信號(hào)。
(6)電流互感器TA:將大電流變成5A的小電流,其作用是向儀表和保護(hù)裝置提供大電流信號(hào)。
34、由于隔離開(kāi)關(guān)無(wú)滅弧裝置,只能切除相當(dāng)小的電流,故操作時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守”倒閘操作”的有關(guān)規(guī)定,嚴(yán)禁帶負(fù)荷進(jìn)行分、合閘操作。
35、裝有隔離開(kāi)關(guān)和斷路器的線(xiàn)路或電氣設(shè)備,在進(jìn)行送電或斷電操作的正確順序是:送電時(shí)先合隔離開(kāi)關(guān),后合斷路器;斷電時(shí)先分?jǐn)嗦菲?后分隔離開(kāi)關(guān)。為避免隔離開(kāi)關(guān)和斷路器的誤操作,-般在它們之間加裝機(jī)械和電氣閉鎖裝置。
36、礦用電氣設(shè)備的防爆原理
煤礦井下的環(huán)境特點(diǎn)及對(duì)礦用電氣設(shè)備的要求
1.井下有瓦斯、煤塵等易爆環(huán)境下礦用電氣設(shè)備必須具有防爆性能。
2.電氣設(shè)備應(yīng)盡可能體積小、重量輕,以便運(yùn)輸、安裝、移動(dòng)。
3.電氣設(shè)備應(yīng)有堅(jiān)固的外殼,加強(qiáng)絕緣及防護(hù),有較強(qiáng)的抗震能力。
4.要求電氣設(shè)備防潮性能好,較高的絕緣水平。
5.電氣設(shè)備應(yīng)盡量選擇銅材作導(dǎo)體,并采用較高的絕緣等級(jí)。
6.要求電機(jī)等拖動(dòng)設(shè)備有較大的啟動(dòng)力矩和較強(qiáng)的抗過(guò)載能力。
7.煤礦井下供電系統(tǒng)及設(shè)備必須采用各種預(yù)防措施,同時(shí)設(shè)置完善的保護(hù)系統(tǒng)。
37、電氣防爆基本類(lèi)型
爆炸:是物質(zhì)從一種狀態(tài),經(jīng)過(guò)物理或化學(xué)變化,突然變成另一種狀態(tài),并放出巨大的能量
具備的三個(gè)條件:
(1)、爆炸性物質(zhì):能與氧氣(空氣)反應(yīng)的物質(zhì),包括氣體、液體和固體。(氣體:氫氣、乙炔、甲烷等;液體:酒精、汽油;固體:粉塵、纖維粉塵等)
(2)、助燃源:氧氣、空氣。
(3)、點(diǎn)燃源:包括明火、電氣火花、機(jī)械火花、靜電火花、高溫、化學(xué)反應(yīng)、光能等。
38、礦用防爆型電氣設(shè)備
①隔爆型電氣設(shè)備（d）②增安型電氣設(shè)備（e）③本質(zhì)安全型電氣設(shè)備（i）④正壓型電氣設(shè)備（p）⑤充油型電氣設(shè)備（o）⑥充沙型電氣設(shè)備（q）⑦澆封型電氣設(shè)備（m）⑧無(wú)火花電氣設(shè)備（h）⑨特殊性電氣設(shè)備（s）
1、隔爆型電氣設(shè)備：隔爆外殼要有耐爆型和隔爆型
2、隔爆型（不傳爆性）：把可能產(chǎn)生火花、電弧和危險(xiǎn)溫度的部件放入隔爆外殼內(nèi),隔爆外殼將設(shè)備內(nèi)部空間與周?chē)h(huán)境隔開(kāi)。
3、隔爆三要素：隔爆面長(zhǎng)度、間隙厚度、隔爆面光潔度
4、混合性爆炸物爆炸時(shí),外殼內(nèi)產(chǎn)生的最大壓力為0.73MP
5、本安電路：即使線(xiàn)路發(fā)生短路或電火花,也不足以點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性混合電路。
39、礦用隔爆自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān):適用煤礦井下具有瓦斯煤塵爆炸性危險(xiǎn)的環(huán)境,帶有自動(dòng)跳閘結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān),具有過(guò)流和漏電保護(hù)裝置,當(dāng)線(xiàn)路中發(fā)生過(guò)流、短路或漏電時(shí)能自動(dòng)跳閘切斷故障電源。
40、饋電開(kāi)關(guān)：是將隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、保護(hù)裝置組裝在隔爆外殼內(nèi)的一種低壓成套配電裝置,用于接受和分配電能、控制和保護(hù)低壓線(xiàn)路,主要應(yīng)用于井下變電或配電點(diǎn),作為低壓配電總開(kāi)關(guān)或分路開(kāi)關(guān)使用。
41、礦用隔爆型電磁啟動(dòng)器：礦用隔爆型電磁啟動(dòng)器是一種組合開(kāi)關(guān),它將隔離開(kāi)關(guān)、接觸器、按鈕、保護(hù)裝置等元件裝在隔爆外殼中。在井下用于控制和保護(hù)電動(dòng)機(jī),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械的就近控制遠(yuǎn)方控制和連鎖控制。
42、隔爆型煤電鉆綜合保護(hù)裝置：礦用隔爆型煤電鉆變壓器綜合保護(hù)裝置主要用于煤礦井下及其周?chē)橘|(zhì)中有甲烷、煤塵等爆炸性混合物氣體環(huán)境中,作127V、1.2KW、1.5KW手持式煤電鉆的遠(yuǎn)距離控制幾短路、過(guò)載與漏電保護(hù)作用。
43、礦用隔爆型撿漏繼電器：適用與煤礦井下中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng),電壓為380V或660V頻率為520HZ的三相交流電網(wǎng)。能在井下任何有瓦斯煤塵爆炸性危險(xiǎn)的廠所正常工作。
44、礦用隔爆型移動(dòng)變電站：礦用隔爆型移動(dòng)變電站具有較完善的短路、過(guò)載、漏電、欠壓保護(hù)功能,高壓開(kāi)關(guān)與低壓開(kāi)關(guān)之間及高壓開(kāi)關(guān)與上一級(jí)高壓配電裝置之間具有電氣聯(lián)鎖,移動(dòng)變電站具有超溫報(bào)警功能。
45、移動(dòng)變電站由礦用隔爆型干式變壓器、礦用隔爆型高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)或礦用隔爆型高壓真空配電裝置、礦用隔爆型低壓真空饋電開(kāi)關(guān)或礦用隔爆型低壓智能保護(hù)箱三部分組成。
46、隔爆磁力起動(dòng)器是一種組合電器,它主要由隔離開(kāi)關(guān)、接觸器、熔斷器、過(guò)熱過(guò)流繼電器、按鈕等組成,裝在隔爆外殼中,用來(lái)控制和保護(hù)電動(dòng)機(jī)。
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