KJ70N 煤矿安全监控系统在马坊煤矿的应用

曹善西   胡守法   高成波

监测控制煤矿井下现场人员、设备、生产环境实时情况是实现安全生产管理有效性的基础前提，而KJ70N 煤矿安全监控系统是针对我国煤矿现状而开发的一套软、硬件结合的全矿井安全生产综合监控系统，可全面监控矿井上下各类安全、生产及电力参数，可汇接多个安全、生产环节子系统。KJ70N监控系统在马坊煤矿应用后，安全生产管理由分散、被动管理变为主动集中管理，极大提高了矿井安全生产管理水平。

1 系统组成及原理

1.1 系统组成

KJ70N  系统由4部分组成:监控计算机、计算机网络及监控软件；数据传输接口及传输通道；供电电源及数据采集分站；各种传感器及执行器件。

1.2 系统工作原理

煤矿井下各种物理量通过传感器转换成电信号，经传输电缆传送到数据采集分站，地面监控主机通过智能数据接口对各数据采集分站进行扫描、分时提取和发送数据。监控计算机与智能接口的传输率为1200 bit/s，异步时分制，RS232接口传输；智能接口与数据采集分站为本质安全型异步时分制RS485传输/基带传输。传输接口将计算机发送的RS232信号转换成TTL电平信号，转换后的TTL电平信号，经整形变换成本安分站传输信号，用于井下分站与计算机通讯，信号是双向透明传输，不须加任何控制信号。

TKHJ6.1型分站是一种矿用数据采集和控制装置，它以微处理机为核心，可接4个模拟量、4个开关量及4个开关量输出口，用于完成对传感器的数据采集、对地面控制主机的数据发送、数据接收、输出开关量及模拟量信号。

2 KJ70N系统主要功能

（1）系统可实时监测瓦斯、风速、一氧化碳、烟雾、温度、风门开关等环境参数，也可监测煤仓煤位、水仓水位、压风机风压、箕斗计数、各种机电设备开停等生产参数和电压、电流、功率、电度等电量参数，以及胶带跑偏、胶带速度、轴承温度、机头堆煤等各种机电设备的运行情况。

（2）KJ70N监控系统实现双机热备功能。

（3）系统具有“短信息”功能，可以将甲烷超限等重要信息，以短信的方式传送到有关人员的手机上。

（4）系统可同时具有自动、手动断电，可实现本地、异地、区域断电；系统可以实现一对多、多对一及多对多的断电控制方式。

（5）安全监控设备具有故障闭锁功能：当与闭锁控制有关的设备未投入正常运行或故障时，切断该监控设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当与闭锁控制有关的设备工作正常并稳定运行后，自动解锁。

（6）分站能实现风电瓦斯闭锁及断电仪的所有功能；风电瓦斯闭锁及断电仪可脱离系统独立运行，甲烷超限断电及甲烷风电闭锁的控制时间不大于2s。

（7） KJ 70 系统软件用于全矿井安全生产的监测监控，组成全矿井监测信息管理中心；并可通过网络实现监测信息适时共享。

（8）所有功能操作均具有在线帮助功能；根据需要可随时显示监测数据、图形、曲线和报警点及数值。图形功能丰富直观，点击图形即得所需测点信息。 

3 KJ70N 煤矿综合监控系统应用状况

3.1 系统安装情况

马坊矿于2005年装备一套KJ70 煤矿综合监控系统，地面配有2台监控主机，通过KJJ17型智能数据传输接口与井下、地面分站进行数据通讯。井下设有分站KHJ6.1型6台、KJF31型4台，分别连接12类传感器，其中瓦斯传感器20台，一氧化碳传感器6台，KGU7水位深度传感器2台,KGN2烟雾传感器6台，断电执行器7台，KGW5温度传感器4台，KGF2风速传感器6台，KGY4型负压(压力)传感器2台，KGE12风门开关传感器8台，KGV6风筒风量传感器4台，KGT9设备开停传感器42台，KGT16馈电开关传感器4台，KGU5B煤位传感器1台。实现了生产环境参数和各主要生产环节的机电设备开、停、供电状态进行实时监测监控。2007年10月完成KJ70系统改造，升级为KJ70N系统。地面中心站2台主机实现了双机热备，两个终端分别在安全生产调度室和通防科监控室显示，目前井上下共设10台分站。该系统升级改造后，性能更加稳定，功能更加齐全，可接入集团公司局域网，实现数据上传及供集团公司查阅系统数据。

3.2 系统使用、维护情况

监控服务器设在调度室，监控工作站设在通防科，通防科负责安全监控系统的运行、调校、维护工作。监控工作站配备3人24h值班，值班人员做好值班记录和交接工作，发现问题及时汇报处理。配备2名维护人员、1名技术人员负责监控系统软、硬件的维护、调校工作，并持证上岗。通防科建立健全监控系统管理规章制度以及传感器及其他测控仪器的调校、检修、检定台账。KJ70N 安全监控系统通过严格的设计、正确的安装、使用、及时的调校、维护，在马坊煤矿得到成功应用，为安全生产提供了有力保障。

4 存在的问题及改进

(1)各类传感器受温度、湿度等外界环境的影响非常大，必须有专人进行定期标校。风速传感器安装在不规则的巷道断面时，显示风量与实际风量数值不符，出现偏差，建议安装在标准平滑断面测风区中。

(2)在掘进工作面安设的主、副局扇开停传感器距离较近时，由于周围存有较强的交变电磁场，输出信号会受到干扰，存有误信号现象，可采取增大电缆间距或对电缆进行屏蔽等措施进行解决。

(3)实际应用中，在浏览历史数据时，感觉显示速度较慢，但是通过配置高性能的服务器以得到解决。

5 结语

通过实践证明，马坊煤矿使用升级改进的KJ70N安全监测监控系统以后，矿井的安全系统功能得到了进一步的完善，并能以更快、更准确、更及时地预测反应生产中存在的安全隐患，把各类隐患消灭在萌芽状态中，确保矿井的安全生产和经济效益的稳步发展。

作者简介：

曹善西（1966-），男，汉族，工程师，大学学历，现任临矿集团马坊煤矿总工程师，曾多次在《山东煤炭科技》发表论文。