新汶矿业集团协庄煤矿 山东新泰 271221
摘要：通过分析和研究KJ90NB监控系统功能特点，开发应用了系统的其它功能，并取得了较好的应用效果，扩大了系统的监测规模，提高了矿井自动化水平，杜绝了通防事故的发生，为矿井安全生产奠定基础，产生了较好的经济与社会效益，具有推广应用价值。
关键词：监控系统；功能；开发；推广应用
1.KJ90NB安全监控系统简述：
协庄煤矿使用的KJ90NB安全监控系统是由系统中心站、传输网络（包括网络交换机）、监控分站电源、信号电缆及各类传感器组成，其中传感器包括：甲烷、一氧化碳、风速、负压、温度、风门、设备开停、馈电、风筒等各类传感器，根据《煤矿安全规程》和《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》要求，对矿井所有采掘工作面及机电设备硐室安装了甲烷传感器，采煤工作面安装了一氧化碳和温度传感器，掘进工作面安装了局扇开停和风筒传感器，采区和矿井总回安装了甲烷、风速、一氧化碳传感器，安装位置及数量全部符合《规程》要求，并具备瓦斯超限报警、断电功能和瓦斯超限信息手机发送功能以及馈电状态显示功能，并已实现集团公司联网，系统运行稳定可靠。
2.系统功能开发与应用：
2.1管路减压阀自动补水装置
2.1.1装置的组成及工作原理
主要由KJ90-F分站、KGW70水压传感器、KDG3K/127断电执行器、DFB10/127V电磁阀门、KJ90-Di分站电源、高压软管等组成，如图所示。
工作原理：设定水压传感器报警值为2.5MPa，当减压后的管路静水压力低于此数值时，水压传感器将输出一个信号经系统分站处理后，给断电执行器发出指令，致使其动作接通电磁阀电源，使电磁阀开启，接通补水管路进行补水，反之，则电磁阀关闭，停止对防尘管路进行补水。
2.1.2使用效果
1）利用系统断电执行器功能反转原理，制作简单，安装使用方便。
2）实现防尘自动补水控制，使管路水压、流量满足生产要求。
3）降低了防尘供水事故的发生率，减少了人力、物力的投入，节约了资金。
2.2 防尘水源自动监控装置
2.2.1组成及工作原理
KGU7型投入式液位传感器由仪表芯片、不锈钢仪表盒、通气电缆、通气孔、传感器探头等部分组成，如图所示。
工作原理：使用时，将电缆接入仪表盒内的芯片上，传感器探头投入被测液体内，通气孔露于外界的空气中，使传感器内的感压膜片的背压腔与大气良好相通，先由监控分站给仪表芯片提供直流12—18V的工作电源再由仪表芯片供给传感器＋6V－6V的电压，传感器通过通气孔根据水中的压力与空气的压力，将水位的高度变换成压力差，再把压力差转换成电信号，该信号经过放大器放大压差送A/D变换器，单片机采集数字信号经运算处理后，换算为水位高度数据用数码管来显示，同时输出对应的模拟信号至安全监测分站，由安全监测分站传输到地面监控中心。
2.2.2使用效果
1）能够及时、准确、连续的监测矿井各防尘水源的水位情况，并能将监测到的数据及时反映到地面监控中心站，通过计算机对数据进行存储，通过查看历史数据，掌握水源用水规律。
2）不用人工现场查看水源情况，减少部分人工，提高劳动效率。
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3）对即将出现的问题，超前预知，避免问题的出现，确保防尘水源满足生产需要。
4）水源上边缘的溢流管起到了水位满溢的作用，防止水满乱溢冲坏巷道。
2.3 防尘管路水压监控装置
2.3.1工作原理
在矿井主管路和采区管路各地点，用变径头将三通与传感器进水连接口连接起来。再将电缆接入仪表盒内的芯片上，由监控分站给仪表芯片提供直流12—18V的工作电源再由仪表芯片供给传感器＋6V－6V的电压，传感器通过进水连接口感应防尘管路的压力变化情况，将水压大小变换成压力差，再把压力差转换成电信号，该信号经过放大器放大送A/D变换器，单片机采集数字信号经运算处理后，换算为水压大小数据用数码管来显示，同时输出对应的模拟信号至监测分站，由监测分站将信号传输到地面监控中心。
2.3.2使用效果
1）能够及时、准确、持续的监测防尘管路水压情况，并能将监测到的数据及时反馈到地面监控中心站，提高矿井防尘自动化水平。
2）根据管路水压变化情况，及时查找防尘管路事故点，为处理防尘管路事故提供科学依据。
3）缩短事故处理时间，降低工人劳动强度。
2.4抽出式风机自动开启装置
2.4.1组成及工作原理
该装置由监控分站、瓦斯传感器、断电执行器、信号电缆等组成。
工作原理：如图所示，在两台风机开关闭锁线（两芯）中加三通接盒，在A相芯线上断开引出两个接点，与常开接点1连接。在B相芯线上断开引出两个接点，与常开接点2连接。由于芯线A、B的断开，一路风机开关和二路风机开关在有电的情况下也不会吸合，风机不启动。当工作面上隅角瓦斯浓度超限时，瓦斯传感器将发出报警信号，并将此信号传递给监测分站，监控分站通过开出口使断电执行器动作，将常开接点1、常开接点2两组接点变成常闭接点，双电源开关之间的控制连线此时接通，两路开关中的的一路开关就会在有电的情况下吸合，一路风机开启。当工作面上隅角瓦斯浓度降低，低于报警值时，监控分站通过开出口使断电执行器回复原位，两组常开接点1、2也回复原位，处于常开状态，此时双电源开关之间的控制连线断开，风机停止运转。
为了防止工作面上隅角瓦斯浓度过高，我们还使用了瓦斯超限（3.0%CH4）风机闭锁功能，其工作原理：当工作面上隅角瓦斯浓度超过3.0%CH4时，瓦斯传感器输出信号传递给监测分站，监控分站通过开出口使另外一个断电执行器动作，此断电执行器控制的是风机开关，使风机断电不能运行；当瓦斯浓度低于3.0%CH4时，此断电执行器恢复原位，风机开关处于启动状态，从而起到了瓦斯超限（3.0%CH4）风机闭锁功能。
2.4.2使用效果
1）根据工作面上隅角瓦斯浓度实现抽出式风机自动开停，即当工作面上隅角瓦斯浓度超过1.0%CH4时风机自动开启，低于1.0%CH4时风机自动停止，节省风机电能，根据现场测试，风机每班开机率在40%以下，则每年节约风机电量：11KW×24h×365×0.7×60%=4.047万元。
2）具有工作面上隅角瓦斯超限（3.0%CH4）风机闭锁功能，防止瓦斯事故的发生。
3.结束语：
通过对KJ90NB监控系统功能开发与应用，扩大了系统的监测规模，提高了矿井自动化水平，杜绝了通防事故的发生，为矿井安全生产奠定基础，产生了较好的经济与社会效益，具有推广应用价值。
作者简介：
李国庆，男，汉族，1979年10月，2005年11月毕业于山东科技大学，工程师，在省部级报刊上发表论文多篇。现从事通防管理工作，任新汶矿业集团协庄煤矿通防办公室主任。
论文作者:李国庆,孙伟,赵祥凯
论文发表刊物:《基层建设》2015年19期供稿
论文发表时间:2015/12/28
标签：传感器论文; 瓦斯论文; 风机论文; 管路论文; 分站论文; 水压论文; 常开论文; 《基层建设》2015年19期供稿论文;