吕家坨矿安全监控系统升级改造

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[摘 要]主要介绍了KJ340安全监控系统功能和主要技术指标，以及系统升级改造方案设计与实施，完成了吕家坨矿安全监控系统升级改造工作。升级改造的系统符合《煤矿安全规程》等相关规定和标准的要求，为煤矿安全监控系统升级改造提供了借鉴。

[关键词]安全监控系统 升级改造 光纤冗余环网

中图分类号：F407.42 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）22-0010-01

0 引言

吕家坨矿业分公司是一家综合机械化采煤的大型矿井，年核定生产能力330万t/a。现装备KJ340矿用安全监控系统。随着矿井生产工程的进行，系统监控容量达到瓶颈，不能满足矿井长远发展需求。因此，必须对系统进行升级改造。

1. KJ340安全监控系统当前结构及存在的局限性

吕家坨矿业分公司目前使用的KJ340矿用安全监控系统采用树状网络结构，传输方式为主从、异步、半双工FSK，传输速率1200bps，系统监控容量为32台分站，传输介质为矿用阻燃通讯电缆。系统结构图见图一。

随着吕家坨矿井下生产区域的延伸和增加，监控分站数量达到40余台，超过系统最大监控容量，导致系统正常巡检时巡检周期和断电执行时间不能满足系统要求，给安全生产带来了隐患。

2 .改造方案

为保证矿井采掘工程的延伸，针对安全监控分站不断增加的需求，同时保证安全监控系统稳定可靠运行，缩短巡检周期。吕家坨矿采用冗余光纤环网传输技术对KJ340安全监控系统进行了改造。改造后的监控系统由光纤环网主干传输系统、地面中心站服务器系统、网络分站、监控分站和传感器等部分组成。改造后的的系统结构图见图二。

2.1 光纤环网主干传输系统

2.1.1 网络分站布置

网络分站作为光纤冗余环网节点设备之间采用光缆进行连接。采用KJ100N-F（A）网络分站。该网络分站采用模块化结构，主要由主板、光通讯板、I/O板等组成。其中光通讯板可提供两路独立的RS485用户子系统信号，并能够完成数据上传功能。安全监控系统作为一路RS485用户子系统接入网络分站。据吕家坨矿生产布局，网络分站主要分布在各个生产区域，安装在采区配电室、中央配电室等机电设备硐室内，为附近区域的监控分站提供数据传输接口。

2.1.2 光纤冗余环网铺设

吕家坨矿采用立井多水平开拓方式，共有三个生产水平，分别为-600水平，-800水平和-950水平。人员入井井筒主要有老副井和新混合井。老副井连通-600水平，新混合井连通-800水平。生产采区分布在-600水平西翼、-800水平东西两翼和-950东翼三，-950西翼正在进行开拓大巷延伸工程。未来-600西翼采区将逐步减少直至消失，新采区主要在-950西翼形成。光纤冗余环网铺设时综合考虑当前矿井生产布局及未来一段时间内的采掘工程变化情况，从保证光缆线路安全可靠，经济合理、施工维护方便等角度出发，进行路由选择，确定的铺设方案为从地面中心站分别铺设两根光缆到老副井和混合井，延井筒分别至-600水平和-800水平。-600水平光缆延-600西大巷至-600八采，再向下延伸至-800西翼，然后沿着-800西大巷至-800二采，再向下延伸至-950水平西翼巷道口。-800水平光缆延-800东翼大巷至-800三采，再向下延伸至-950三采，然后沿-950东大巷至-950西翼巷道口对接，形成光纤冗余环网。

2.2 监控分站改造

KJ340安全监控系统采用的监控分站型号为KJ340-F，该分站采用智能化设计，多CPU协同工作。有3个至传感器的通信端口，每端口最大可接10台传感器（控制器），分站最大传输信号30个量。该分站有一个至通信干线的端口，提供FSK和485总线两种传输方式，通过分站内部跳线进行传输方式选择。采用主从、异步、半双工FSK传输方式时，传输速率1200bps，没有继续提升传输速率的空间，采用485总线传输方式时，能够支持1200bps和2400bps两种传输速率。为扩充系统容量，监控分站采用485总线，通过对监控分站编程，使监控分站工作于2400bps传输速率上，系统监控容量可达64台。扩大了系统容量。

3. 改造施工及应用效果

本次系统升级改造，井上、下共铺设光缆10Km，安装网络分站18台，改造监控分站40余台。KJ340安全监控系统升级改造后，解决了系统容量瓶颈。系统传输速率有了很大的提高，系统巡检周期及控制执行时间有了缩短。光纤冗余环网的应用使系统在防雷击及抗干扰能力方面有了很大的提高，有效防止了线路接触不良或电磁干扰造成的传输误码。各项指标符合《AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求》、《AQ1029-2007煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》、《煤矿安全规程》等相关规定及标准的要求。

作者简介

张S（1975一），男，河北唐山人，工程师，1998年毕业于中国矿业大学。现在河北开滦股份吕家坨矿业分公司工作.