KJ90N安全监控系统在矿井排水中的扩展应用

赵建和

（山西西山煤电股份公司马兰矿，山西 古交 030205）

1 引言

监控系统的作用主要是对井下机电设备进行实时监控，能有效避免和预防矿井安全事故的发生，安全监控系统尤其在瓦斯监测中发挥了极其重要的作用。因此，煤矿的监测监控系统的管理工作越来越重要，本文针对KJ90N安全监控系统在矿井排水中的扩展应用进行探索，并取得一定成果。

2 矿井概况

马兰矿位于山西省境内，主井采用斜井，副井初期采用斜井，后期增加副立井，开拓方式初期为斜井开拓，后期为斜、立混合开拓。矿井投、达产时，主采煤层为2号煤层，属于自燃煤层，煤层具有爆炸性。本井田范围大，可采煤层埋藏较深，瓦斯含量较低，地形多为山区，生产能力较大，确定通风方式采用抽出式。根据矿井开拓方式及井筒布置，通风系统采用分区式通风。

3 安全监控系统

煤矿安全监控系统是一个多技术融合的系统，包括计算机、电子等技术，监测监控系统在各个行业和领域的应用越来越广泛和普遍，其作为一种安全防御技术应用于煤矿行业，发挥了非常重要的作用，如图1所示。随着各项先进技术在煤矿领域的应用，监控系统也由之前的单一参数发展到多参数控制系统，比如环境安全监控、瓦斯监控和水灾监控等。安全监控系统主要包括两大核心：测控分站和中心站。

3.1 测控分站

根据监控要求，测控分站由地面和井下两个分站组成，测控分站的主要功能是根据传感器传输的数据，采集相关参数，进行相关处理和分析，并设置极限值，发起相关信号，与中心站保持正常通信，并接受中心站发出的指令。

3.2 中心站

主机是中心站的“大脑”，对其精度和可靠性要求较高。一般主机采用一用一备。主机功能为系统的生成、系统的管理以及进行数据处理和输出，同时还有存储功能。

图1 安全监控系统架构图

4 KJ90N安全监控系统在矿井排水中的扩展应用

4.1 概述

为了更好地管理井下设备，保证其正常的工作状态，西山煤电集团马兰煤矿安装了KJ90N监控系统，该系统由重庆煤科院研发，系统主要由三部分组成，即地面中心站、光纤环网和交换机以下的树状结构。其主要的实现模式为：通过各类传感器将各种参数，如CO、风速、CH4等，反馈到地面监控站，并且当实际值大于监控最大值时，会自动实现断电，防止出现超限现象，在煤矿生产过程中，针对该特点，可以将此监控系统扩展到井下其他部分，为煤矿安全生产提供保障，同时还能提高生产效率，本文针对排水系统，探索KJ90N安全监控系统的扩展功能。

4.2 设计构想

经过调查，马兰煤矿的主排水系统的各个控制阀门和放水器，在长时间未检查或者检查不及时，容易导致系统堵塞，致使整个排水系统不畅，影响工作面安全生产，出现安全隐患，根据此调查情况，通过研讨，在主排水系统的各个容易出现积水和堵塞情况的位置安装电动阀门，并安装传感器，实现自动控制，若是有多处积水或者堵塞情况，可应用传感器实现联动控制，通过安全监控系统实时监控阀门和放水器的运行状态，保证主排水系统通畅。这样既保证了主排水系统的运行状态良好，排水及时，防止安全事故的发生，同时还能节省大量的人力物力，也能提高煤矿生产的工作效率。

4.3 设计思路

要做到准确判断主排水系统的电动阀门能及时开启，需要传感器能够实时地监测到主排水系统的放水器和阀门处有积水和堵塞现象，当积水和堵塞达到一定位置时，监控系统发出指令，将电动阀门打开，排尽积水和堵塞物质，通过获取报警开关量信号的来源，该信号源需与KJ90N安全监控系统兼容，在这其中应用的传感器为通过改装过的GFK70(A)型风筒开闭传感器来实现，当水位报警时，GFK70(A)型风筒开闭传感器的触电信号发生翻转，GFK70(A)型风筒开闭传感器输出电平信号也将发生改变。

图2 KJ90N安全监控系统在矿井排水中的扩展应用流程图

对经过改装后的GFK70(A)型风筒开闭传感器，在KJ90N安全监控系统中重新根据地址命名，即“某某管路水位”，与此同时，设置极限报警值，当传感器报警，达到极限值时，电动阀门会自动打开，达到排水目的。

4.4 设备说明

（1）当使用电动水泵排水时，可用远程断电馈电器控制其上级供电开关；当使用风泵排水时，可用远程断电馈电器控制其安装在风泵供风的压风管路上的防爆电磁阀电源；

（2）浸报器或水位控制开关需要反馈一个控制电路的开闭翻转信号，在实际应用中，考虑到井下的特殊环境，可以选择使用杠杆浮球式等防爆类型的传感器；

（3）防爆电磁阀可选用DC24V供电，电源可取自现用井下监控分站电源KDW660/24B（A）；

（4）设计要求当风筒状态传感器报警时水泵开始工作，报警结束后自动停止工作，故需设置井下防爆浸报器或水位控制开关与风筒开闭传感器、控制开关或电磁阀的关系如表1。

4.5 应用示例

在马兰矿西三2号煤层回风大巷的主排水系统的管道分支处，经常会出现积水和堵塞现象，当处理不及时，就会影响整个排水系统，在该处换上电动阀门，同时安装上传感器，连接上安全监控系统，做到及时发现问题，及时处理问题。

表1 各部位关系

5 结语

（1）在原有设备基础上进行改进，依然能获得提高生产效率、降低成本及减少安全隐患的效果，降低成本提高效率，同时也能提供一个发掘企业创造力的平台。

（2）在矿井安全生产和管理中，需要对矿井的软件和硬件设施同时加强管理，在日常管理中不断的创新和摸索，总结经验，才能更好地发挥安全监控系统的功能，为煤矿企业的安全贡献力量。