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安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)在礦山的應(yīng)用研究

作者:admin 發(fā)布日期: 2019-03-13 二維碼分享

安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)在礦山的應(yīng)用研究

安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)選型

地下金屬礦山開采過(guò)程中存在各種危險(xiǎn)因素.如高空墜落、機(jī)械車輛傷害、中毒爆炸傷害、礦井的水災(zāi),塌方等,嚴(yán)重影響了井下作業(yè)人員的身心健康和生命安全。有必要選擇信號(hào)覆蓋面廣、抗干擾能力強(qiáng)、安全可靠的安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng),同時(shí)具備開放性、可擴(kuò)展性的基本條件.并且滿足金屬礦山近期和遠(yuǎn)期的產(chǎn)品發(fā)展技術(shù)升級(jí)需求。在生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大的同時(shí)。預(yù)留一定的擴(kuò)展空間。金屬礦山的危險(xiǎn)性因素,要求安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)在選型時(shí).需要無(wú)死角進(jìn)行全方位監(jiān)控,認(rèn)為可采用視頻監(jiān)控、環(huán)境參數(shù)監(jiān)控、關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)控、地壓監(jiān)控等方式,全盤掌控與礦山生產(chǎn)相關(guān)的炸藥室、提升運(yùn)輸系統(tǒng)、有毒有害氣體、井下地況復(fù)雜地帶的巖石應(yīng)力、地表沉降、風(fēng)速、風(fēng)壓、溫度、風(fēng)機(jī)等。以此為依據(jù).系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)監(jiān)控要求具備綜合性能力.譬如將井下各種傳感器檢測(cè)的數(shù)據(jù).分別傳送到地面監(jiān)控分站和井下監(jiān)控分站,經(jīng)綜合整理后.實(shí)時(shí)傳輸?shù)降乇肀O(jiān)控中心.監(jiān)控中心將信息經(jīng)過(guò)整理后,以監(jiān)控大屏幕、打印機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控的方式,實(shí)時(shí)展示出來(lái)。這種監(jiān)控方式的即時(shí)性特征非常明顯.而且信息的處理速度快.在目前國(guó)內(nèi)外很多金屬礦山開采中被廣泛應(yīng)用

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安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用方法

為了提高安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)在金屬礦山開發(fā)中的應(yīng)用水平,認(rèn)為有必要對(duì)相關(guān)應(yīng)用方法進(jìn)行捋順.在設(shè)計(jì)好系統(tǒng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控點(diǎn)之后,布置好監(jiān)測(cè)監(jiān)控基站。以及做好監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的安裝維護(hù)工作。

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監(jiān)測(cè)監(jiān)控點(diǎn)設(shè)計(jì)

結(jié)合安監(jiān)總局對(duì)金屬礦山監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的布置要求.以及綜合考慮金屬礦山在開發(fā)過(guò)程中存在的各種主客觀危害因素.需要設(shè)計(jì)好系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)監(jiān)控點(diǎn):

(1)視頻監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。視頻監(jiān)控采用網(wǎng)絡(luò)型前端攝像機(jī),信號(hào)傳輸均采用TCP/IP協(xié)議.通過(guò)千兆以太網(wǎng)傳輸至監(jiān)控中心該監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象是提升系統(tǒng)、關(guān)鍵地點(diǎn)、有害系統(tǒng).通常安裝在井口調(diào)度室、提升絞車房、井口、井底、調(diào)車場(chǎng)、炸藥室、采場(chǎng)入口等,這些地點(diǎn)的事故發(fā)生率高.傷害程度高.其中提升系統(tǒng)和關(guān)鍵地點(diǎn)視頻監(jiān)控點(diǎn)設(shè)計(jì)的要求是能夠確保系統(tǒng)性能穩(wěn)定.而且不影響監(jiān)控清晰度.在光線不足的情況下.能夠自動(dòng)啟動(dòng)夜視功能

(2)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。固定式有毒有害氣體的監(jiān)測(cè)監(jiān)控點(diǎn)布設(shè)要求是能夠24小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)有毒有害氣體的濃度.并且在達(dá)到安全濃度之前。自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào).在每個(gè)生產(chǎn)中段和分段的進(jìn)、回風(fēng)巷靠近采場(chǎng)位置處以及在獨(dú)頭掘進(jìn)巷道.距離回風(fēng)出口5-10m回風(fēng)流處設(shè)置有毒有害氣體傳感器:通風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括風(fēng)速、風(fēng)壓及風(fēng)機(jī)開停監(jiān)測(cè).在井下各開采水平的通風(fēng)巷道、風(fēng)機(jī)機(jī)站處設(shè)置風(fēng)速傳感器、風(fēng)壓傳感器及風(fēng)機(jī)開停傳感器。風(fēng)速傳感器(.高風(fēng)速為15m/s)設(shè)置在井下總回風(fēng)巷、各個(gè)生產(chǎn)中段和分段的回風(fēng)巷處,風(fēng)壓傳感器設(shè)置在主要通風(fēng)機(jī)處.風(fēng)機(jī)開停傳感器設(shè)置在每臺(tái)風(fēng)機(jī)的電機(jī)靠近風(fēng)機(jī)的主回路上。

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監(jiān)測(cè)監(jiān)控點(diǎn)設(shè)計(jì)

(3)關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)測(cè)監(jiān)控,包括開關(guān)量和水位,前者主要監(jiān)控風(fēng)機(jī)、水泵、提升系統(tǒng)等設(shè)備的開關(guān).其布設(shè)的基本原則是能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀況.并且能夠在發(fā)生緊急情況之后.自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào),緊急處理危險(xiǎn)隋況,而后者主要監(jiān)控對(duì)象是井下水倉(cāng)的水位.通過(guò)控制水泵開關(guān).旨在掌握水倉(cāng)水位的情況.其基本參數(shù)不能夠超過(guò)警戒水位。

(4)井下巖移和應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。采用液壓式鉆孔應(yīng)力計(jì)和位移計(jì)與數(shù)據(jù)記錄儀相結(jié)合的方式來(lái)監(jiān)測(cè)開采過(guò)程中的礦柱及巷道應(yīng)力及位移變化隋況,由數(shù)據(jù)記錄儀、數(shù)據(jù)傳輸接口、鉆孔式應(yīng)力計(jì)和位移計(jì)四部分構(gòu)成數(shù)據(jù)記錄儀長(zhǎng)期安裝在井下.可配接4O支獨(dú)立的鉆孔應(yīng)力計(jì)或位移計(jì).根據(jù)預(yù)先設(shè)定的記錄周期定時(shí)巡檢礦(巖)體應(yīng)力、巷道支架載荷、錨桿錨索受力、巖石位移等數(shù)據(jù),并實(shí)時(shí)記錄監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)以RS485或TcP/IP的方式送至監(jiān)控主機(jī),監(jiān)控主機(jī)上的專用軟件及時(shí)分析應(yīng)力和巖移數(shù)據(jù).根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化。判斷采空區(qū)頂板的相對(duì)沉降、頂板巖體開裂破壞情況以及頂板巖體的冒落情況等,并對(duì)異常情況產(chǎn)生報(bào)警。

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監(jiān)測(cè)監(jiān)控點(diǎn)設(shè)計(jì)

(5)地表沉降監(jiān)測(cè)。采用高精度全站儀和棱鏡相結(jié)合的方法對(duì)采礦巖石移動(dòng)界限內(nèi)相關(guān)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降進(jìn)行觀測(cè).根據(jù)觀測(cè)精度要求,在采空區(qū)中心按200mx200m的網(wǎng)格進(jìn)行布設(shè)安全觀測(cè)點(diǎn).在重點(diǎn)地表構(gòu)筑物附近多設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)。另外,在巖石移動(dòng)界限范圍外的安全區(qū)域設(shè)置2~3處基準(zhǔn)觀測(cè)點(diǎn)(其中1個(gè)用來(lái)定向),利用高精度全站儀來(lái)觀測(cè)數(shù)據(jù)并記錄.再輸入至監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行處理分析,并對(duì)沉降趨勢(shì)做預(yù)測(cè)和報(bào)警

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監(jiān)測(cè)監(jiān)控基站的布置

結(jié)合金屬礦山礦井巷道布置.以及各種需要監(jiān)測(cè)監(jiān)控的系統(tǒng)參數(shù).采用統(tǒng)一調(diào)度的方式.布置好監(jiān)測(cè)監(jiān)控的基站,包括以下三個(gè)方面:

(1)安全監(jiān)控中心基站.一般與井口綜合樓采礦地表監(jiān)控中心合并,需要具有高性能、高穩(wěn)定性的工控機(jī)1O臺(tái),視頻監(jiān)控,井下有毒有害氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及通風(fēng)監(jiān)控、井下巖移和應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、地表沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)各2臺(tái)(冗余),設(shè)不間斷電源,能在停電的情況下。仍可工作2小時(shí)以上。

(2)地面分站,即在地面通風(fēng)機(jī)房監(jiān)控室、地面生產(chǎn)系統(tǒng)控制室等.設(shè)置地面分站.通過(guò)單元傳輸?shù)慕涌?。形成覆蓋面廣的礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng).是金屬礦井作業(yè)規(guī)模擴(kuò)大之后必須設(shè)立的分站。

(3)井下分站.設(shè)置于井下各水平分段巷道內(nèi)及通風(fēng)機(jī)站旁,與傳感器的距離保持在300m以內(nèi).而且要方便調(diào)試、檢驗(yàn)和觀察,自帶備用電池,**正常電源中斷后,能連續(xù)工作2小時(shí)。分站在采集傳感器數(shù)據(jù)的同時(shí)也為傳感器提供電源.并將檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成TCPdP協(xié)議信號(hào)后采用光纖以太網(wǎng)的模式由鎧裝光纖送至地表監(jiān)控中心。

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總線通信介質(zhì)

為了**安全監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性和布線的簡(jiǎn)單統(tǒng)一.采用多芯光纖環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),將通信總線光纖,從兩個(gè)不同路徑(如回風(fēng)井和副井)分別送人各個(gè)監(jiān)控分站.將各個(gè)系統(tǒng)參數(shù)實(shí)時(shí)傳送至監(jiān)控中心。

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監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的安裝維護(hù)

監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用.離不開科學(xué)的安裝維護(hù),需要安排專業(yè)的檢查維修人員進(jìn)行定期維護(hù).包括井下各個(gè)傳感器、聲光報(bào)警器、系統(tǒng)傳輸信號(hào)電纜、地面通訊線路等.而且金屬礦井內(nèi)要安排24小時(shí)的值班人員.負(fù)責(zé)每天對(duì)框架生產(chǎn)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行情況的檢查,控制系統(tǒng)存在的誤差.以及協(xié)助安全監(jiān)控部門進(jìn)行故障排除。

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結(jié)束語(yǔ)

綜上所述.認(rèn)為安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的時(shí)候.需要無(wú)死角進(jìn)行全方位監(jiān)控.設(shè)冗余監(jiān)控上位機(jī),光纖環(huán)網(wǎng),不間斷電源,將環(huán)境監(jiān)測(cè)上位機(jī)與風(fēng)機(jī)監(jiān)控上位機(jī)、井下排水監(jiān)控上位機(jī)同時(shí)設(shè)置在地表監(jiān)控中心.**了監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性和可操作性.再做好監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的安裝維護(hù)工作,一定會(huì)大大提高礦山開采作業(yè)的安全性。

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