煤矿安全监测系统频率信号研究

2019-08-27 版权声明 举报文章

矿井中对环境参数的连续不间断监测是通过安全监控系统实现的。他的报警是利用气体传感器技术,将检测到的气体浓度和标准值进行比较,在一定浓度值时进行相应的声光报警,提醒正在作业的人员进行相应的处理,避免不安全事故的发生,对保障煤矿安全生产起着非常重要的作用,那么于此同时对监测监控设备的使用至关重要,安装位置要有一定规范。

1监测监控使用情况简介

1)监测情况简介。一号煤矿的安全监测系统采用天地(常州)自动化股份有限公司的KJ95N型煤矿综合监测系统,监测、显示瓦斯、风速、负压、一氧化碳、粉尘、温度、风门开关等环境参数,具有故障闭锁和报警、就地和异地超限断电、风电瓦斯闭锁。安全监测系统信号传输采用信号电缆和光纤相结合的传输方式。设备使用的是该公司生产的JFl6B型通用监控分站和与子匹配的瓦斯、风速、温度、粉尘、一氧化碳传感器。2)存在问题。一号煤矿采用监控分站安装在回风顺槽内,与回风流处传感器在同一位置,容易造成安全监测数据不稳定等故障,大致有以下几点:a.违反《安全规程》、AQ6201-2006和AQ1029-2007安全监测仪器使用管理条列;b.监测监控分站易受到回风顺槽潮湿空气的侵蚀,造成数据传输不稳;c.容易成传输“隐形”故障,维护维修不便;以上问题容易造成设备使用寿命减短,所以必须挪移我矿安装在回风顺槽的监控分站。

2安全监测系统设备技术点分析

1)主要设备技术参数。a.电源采用KDW65型本质安全型电源,本电源有三路18V直流本安电源输出,其中第1路与第2路可用于传感器供电,第3路用于KJF18B型通用监测监控分站供电。b.传感器主要参数如下:瓦斯传感器:工作电压:直流18V;工作电流:≥65mA;测量范围:0~4%;输出频率:200~1000Hz频率。风速传感器:工作电压:直流10~18V;工作电流:≥45~60mA;测量范围:0.4~15m/s;频率输出:200Hz~1000Hz。一氧化碳传感器:工作电压:直流18V;工作电流:≥100mA;测量范围:0~1000×10-6CO频率输出;200~1000Hz。粉尘传感器:工作电压直流18V;工作电流:≤300mA测量范围:0~1000mg/m3,频率输出:200~1000Hz。温度传感器:工作电压:直流8~18V;工作电流:≥30mA;测量范围:-5℃~+45℃;频率输出:200Hz~1000Hz。c.KJF18B型通用监测监控分站有两列信号输入端子,左列为模拟量输入,共8路信号输入,右列为8路开关量信号输入。2)频率信号分析。频率信号,通常是由于信号的带宽而起的作用。带宽是信号频谱的宽度,也就是信号的最高频率分量与最低频率分量之差。信道带宽则限定了允许通过该信道的信号下限频率和上限频率,也就是限定了一个频率通带。如果信号与信道带宽相同且频率范围一致,信号能不损失频率成分地通过信道;但频率信号不可以远距离传输,易受外界干扰,且如果采用完全独立的信道传输线缆重复敷设严重。可以看出传感器频率全部在200~1000Hz。即带宽相同,且最低频率基点相同,可以在同一信道上传输,即回风流处5台传感器的信号负极线缆可以复用,得出以下改造措施:a.同一基点(信号负极)可以采用同一根线缆;b.不同信道之间的区分可以由不同线缆与同一根线缆(同一基点)之间配合。传输配合图如下:由上图可以看出A为公共信号基点,B、C、D、E与A基点组合不同信号的配合线缆,所以AB之间配合是风速传感器信号,AD之间配合是瓦斯传感器信号等。

3实际应用

因为原先一号煤矿监控分站与传感器同时安装回风顺槽的10到15米的位置,所以在改造过程中分站如果搬迁,势必造成每台传感器与分站之间线缆延长,线缆重复敷设严重,综上所述材料的选择可以依照下列几点考虑。

3.1材料选用使用说明

1)首先采用MYJ3*2.5+1*2.5型信号电缆做为回风流处所有传感器电源线缆,其芯线分为“红”“黄”“蓝”“绿”。两两一组引接18V直流电源,共两组18V电源。2)信号线缆采用MHYVP1*7*7/0.52型的7芯信号电缆,其芯线分为“红”“白”“蓝”“绿”“黑”“黄”“紫”,将回风流处传感器信号负极公用1色“白”,其余颜色为各个传感器信号正,其中瓦斯信号正采用“红”,风速信号正采用“蓝”一氧化碳信号正采用“绿”温度信号正采用“黑”粉尘信号正采用“黄”紫色为备用信号芯线。

3.2接线工艺

1)MYJ3*2.5+1*2.5型信号电缆输入侧一段直接接入KDW65型本质安全型电源18V电源输出。共引出两路(“红”“黄”为单独1组18v,“蓝”“绿”为单独1组18v),线缆输出侧接入回风流处接线盒内。2)MHYVP1*7*7/0.52型信号电缆始段直接接入KJF18B型通用监测监控分站,将线缆“白”色全部接入监控分站左列端子的信号负极上。其余线缆按照如下连接:a.瓦斯信号正采用“红”;b.风速信号正采用“蓝”;c.一氧化碳信号正采用“绿”;d.温度信号正采用“黑”;e.粉尘信号正采用“黄”。依照色谱顺序,分别接入左列端子的第1路瓦斯,2路风速,3路一氧化碳、4路温度、5路粉尘每组端子排的信号正。而MHYVP1*7*7/0.52型信号电缆末端也接入回风流处接线盒内。

4结论

以一号煤矿613工作面为列改造,分站搬出回风顺槽后传感器运行稳定,数据准确,且“瓦斯电闭锁”功能正常,完全达到了预期改造目的,且安装位置符合《安全规程》、AQ6201-2006和AQ1029-2007安全监测仪器使用管理条列;消除了监测监控分站受到潮湿空气侵蚀的危害,提高了数据传输的稳定性,消灭了“隐形”故障。

作者:朱元军 单位:陕西陕煤黄陵矿业一号煤矿

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