鹤煤公司安全监控系统优化研究与应用

1.鹤煤公司矿井监控系统的组成：

矿井监控系统具有模拟量、开关量、累计量采集、传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、控制等功能，用于监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、风速、风压、温度、烟雾、馈电状态、风门状态、风筒状态、通风机开停，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制，由地面监控主机、备机、传输接口、分站、传感器、断电控制器、声光报警器、电源箱、线路避雷器等组成的系统。

监控系统网络传输结构按照树形结构组成，监控系统网络传输连接均采用树状网络连接，在瓦斯信息采集中，均将矿井不同地区的信号按照传感器----监控分站---信号传输总线。信息收集在井底通讯避雷器处，通过井底避雷器和井筒通讯电缆连接传输到地面，通过地面信息传输接口和避雷器传输至地面监控主机。

2.树状网络结构运行的优缺点

鹤煤公司监控系统按照网络结构采用树形网络结构，树状网络传输的方式优点就是信息传输稳定可靠。可靠通信速率为1200波特左右，可以连接树状总线，对线路性能要求低，通信距离远，一般可达30公里，线路绝缘电阻大于30欧姆，串联电阻高达数百欧姆都可以工作，适合用于大型矿井监控系统，主要缺点：通信线路要求使用屏蔽电缆，抗干扰性能一般。树状网络传输的方式缺点是当矿井井下信号出现短路、信号受到强信号干扰，通讯板坏及线路接头连接不良等现象，都可能出现监控系统监测失灵，严重导致监控系统瘫痪，给安全生产造成很大隐患。

3.将单树形网络改为多树形网络传输的研究

上述树形网络结构的缺点是显而易见的，我们将单树形网络传输经过研究，决定改造为多树形网络传输。

矿井井下分为南北两翼，我们将南翼的瓦斯信息采集作为一路采集，传输采用树形网络，同样矿井北翼的瓦斯信息采集作为一路，传输同样采用树形网络，这样在结构上形成了并联树形的结构。通过地面传输结口，将信号汇在监控主机上。这样南北两翼的瓦斯信息各自通过自己的树总线将信息传至地面。

当然，对于矿井井下工作环境多头多面，可以采取多

树形结构传输的结构进行运作。

4.改造后优点

4.1.改造投资简单，费用少，利用原来的矿井电缆就可以实现，勿需增加设备投资。

4.2.监控系统巡检时间加快，规程规定监控系统巡检周期不得大于30秒，原来的监控系统网络传输时间都在25-30秒，经过监控系统网络优化后，监控系统巡检周期均能不同程度的缩短5-10秒，提高了监控速率，系统断电更可靠。运行更稳定。

4.3.降低了监控系统故障查询时间，改造前系统出现故障时，只能采取原始的掐分段线路的办法，对矿井几个采区采用分采区的办法进行查找，查找线路故障的方法盲目，没有针对性，影响了查找故障的时间。

改造后采用多树形结构后，监控系统出现故障后，在地面就可以采取分路判别的方法，在第一时间可以判别出故障来源，大大减少了查找事故的时间，维修人员马上可以判别出在哪个采区出现了监控故障。监测维修人员集中对该地区故障点进行维修处理。

4.4.优化改造后监控系统不会出现系统全部监控停测现象。

改造前，采取单树形网络结构进行传输时，发生监控系统故障出现停测现象，系统出现大面积的停测，查找故障难且时间较长，给矿井安全生产造成很大影响。

优化改造后，采取多树形结构，即时监控系统出现故障，也只是在矿井的一个树形范围内出现故障，不会引起大范围内甚至矿井全部的监控系统出现故障，故障面积大大减少，有力促进矿井的安全生产。

5.多树形网络传输在矿井的应用实践

下面以鹤煤三矿充分利用瓦斯监控多树形传输技术解决实际问题。

5.1.首先根据井下现场采掘工作面实际情况。将井下总传输线分为一水平、二水平南艺、二水平北艺、三水平南艺、三水平北艺五条支线，作为五条支线分别采集矿井五个不同地区的瓦斯信号信息，五条支线通过一根五对传输线通过井下十芯信号线接入机房，机房监控主机接口设一个总信号闸刀，总信号闸刀下分设多个分路信号闸刀，这样使井下瓦斯传输数据分成五个区间向地面机房传输，如果出现故障，只能是分路出现故障，不会出现矿井传输信号同时中断的现象了。

5.2.在井下分路出现故障时，监控人员通过拉闸后再逐个合闸的方法，就能快速判断出是哪条支线出现了问题。可准确的通知井下监测工井下传输线故障的方位，能够及时快速的寻找处理故障。因为在单条支线发生故障的时候，该分路是被闸刀切断的，监测工处理故障期间并不影响其他分路传输数据。也避免了那种由于单个区域出现问题而影响全矿井的数据传输的现象。

6.结语

总上所述，瓦斯监控多分路传输技术在矿井瓦斯监控系统中优点是明显的，在加快监控系统巡检时间，提高监控系统运行的稳定性，在系统出现故障减少查找故障的时间，在最短时间内恢复监控系统的正常运行，在鹤煤公司监控系统改造改造两年来，系统运行稳定可靠，促进了矿井的安全生产。

作者简介： 陈玉彬 男（1971-） 工程师 籍贯 河南安阳 1995年毕业于焦作工学院 通风部瓦斯监测负责人