矿井监测监控系统主要问题分析及解决方法.pdf

收稿日期2006- 01- 09 作者简介 李玉国 1971- , 男, 山西晋城人, 工程师,1991年毕业于中国矿业大学, 现为晋城无烟煤矿业集团公司 机电处科长, 从事机电技术管理工作。 矿井监测监控系统主要问题分析及解决方法 李玉国 晋城无烟煤矿业集团有限责任公司, 山西 晋城 048006 摘 要 目前安全监测监控系统在全国各类矿井中已得到广泛的应用。但是,在实际使用过 程中,由于技术、管理、操作等多种主客观因素,使得监测监控系统出现了各种各样的问题。文 章根据矿井监测监控系统在使用过程中出现的几个主要问题以及问题产生的原因, 并结合实践, 提出了解决办法。 关键词 煤矿; 监测监控; 安全生产 中图分类号 TD76 文献标识码B 文章编号1671- 0959 2006 092 01032 03 矿井监测监控系统是传感器技术、信息传输技术、计 算机应用技术、电气防爆技术和控制技术等多种技术在矿 井安全生产监控领域应用的产物,对保障煤矿安全生产, 提高生产效率和机电设备的利用率都具有十分重要的作用。 近年来, 随着现代化管理意识的增强和以计算机为核心的 煤矿监测监控技术的日益成熟, 安全监测监控系统在全国 各类矿井中已得到广泛的应用。 但是, 在实际使用过程中, 由于技术原因、管理原因、 操作原因等多种主客观因素,使得监测监控系统出现了各 种各样的问题。当然,这些问题大部分都是突发的、偶然 的, 而且容易解决的, 但是,也有一些问题是经常性的、 普遍存在的, 且不易解决的。根据监测监控系统在晋城煤 业集团公司十几年的使用管理情况, 现分析如下。 1 系统误报问题 晋城煤业集团公司共有 6对生产矿井, 其中两个为高 瓦斯矿井, 所有矿井均装备有监测监控系统, 分别有 北 京康斯培克公司生产的 KJ31系统、天津中煤电子公司生产 的 KJ86系统、美国 Honey well公司生产的 KJ72系统等。在 使用管理过程中发现, 各矿井、各系统均存在一个共性问 题, 即在系统的实时监测中,会不定时地出现一个或几个 峰值, 峰值数值一般会达到 318 410以上, 持续时间 极短, 只有几秒或十几秒, 且出现这种峰值时,断电仪一 般不会动作, 所以我们称之为 /误报0。 111 产生误报警的原因分析 1 系统原因。由于各种系统所采用的误码检验方法不 同, 在信息传输过程中系统本身即存在一定的误码率。 2 电磁场干扰。煤矿井下条件复杂, 而且,随着机械 化程度的提高, 各种大功率设备、变频控制技术被广泛应 用, 由此而引起的强电场、强磁场会对传输线路产生干扰。 3 电源故障。为监测分站或瓦斯传感器供电的电源发 生故障或有较大的波动时, 偶尔会产生误值。 4 线路原因。线路原因包含两方面的内容, 一是传感 器电缆或主干通讯电缆发生故障时, 二是瓦斯传感器线路 延伸或回收过程中, 在这两种情况下容易造成信号短路, 从而形成高值。 5 传感器设计原因。有部分瓦斯传感器由于设计上的 原因, 当为其接通电源时, 在送电瞬间会产生一个高值。 6 传感器故障。由于瓦斯传感器所处环境一般比较恶 劣, 在使用过程中可能会发生被砸坏、进水等意外情况, 或者由于没有做到及时维护和及时调校,致使传感器量程 偏移、精度下降等。 7 其它装备原因。监测接线盒进水或发生故障、监测 分站通讯模块发生故障、设备老化等, 也会影响到数据的 传输。 8 调校和试断电。当维护人员按规定周期对瓦斯传感 器进行调校和进行断电试验时, 会产生短时间的高值。 根据以上原因, 结合各矿井现场实际情况,采取了一 系列的办法、措施, 并收到了比较好的效果。 112 解决方法 1 对于系统原因, 与厂商、研制单位共同研究、分析 现场资料, 对系统的各个环节进行完善,改进误码校验方 法, 提高传输质量。 2 对于电磁干扰, 采用以下方法 加屏蔽罩, 监测电 缆与动力电缆分钩吊挂, 并严格限定距离, 将监测电缆的 屏蔽层全部接地, 安装监测装备时避开有强电场、强磁场 103 2006年第 9期 煤 炭 工 程 信息工程 的地方等。 3 为监测监控装备设专用电源、专用开关,从而确保 监测监控系统供电的可靠性、稳定性。 4 完善技术规程和操作规程, 要求各操作工严格按章 操作, 建立健全考核制度并严格考核, 最大限度地杜绝人 为因素造成的数据误码。 5 对瓦斯传感器及其它老化设备进行更新、改造、功 能完善, 从硬件方面减少发生误码的几率。 6 对系统软件进行修改、完善, 如增加判断次数、根 据不同状态位设置特殊标志, 根据不同标志设置不同提示, 对故障进行辩识后对其进行 /过滤0 处理等。 2 系统防雷击能力 在使用管理过程中发现, 夏天雷雨季节期间监测监控 系统相对容易发生故障。一方面, 夏季的高温、潮湿会影 响到设备的绝缘、电缆的屏蔽、电缆的老化, 从而影响信 号的传输, 造成数据的不准确; 而更为严重的是, 有时因 为雷电会造成部分区域通讯中断、数据丢失、毁坏系统重 要模块, 甚至造成中心站主机毁坏导致系统瘫痪。最近的 一次,2004年 7月 29日, 公司下属的沁秀公司岳城矿因雷 击造成调制解调器毁坏, 使得全矿井监测系统的通讯中断, 所有数据不能上传。 211 原因分析 发生这些现象后, 对现场进行了详细查看,对毁坏的 模块进行详尽地研究与认真分析, 认为是由于系统电子设 计问题致使部分监测系统存在着不同程度的防雷能力缺陷。 当携带有很大能量的雷电击中系统防雷能力较薄弱的通 讯传输线路, 尤其在击中有一定高度的架空传输线路后, 尽 管监测监控传输线路使用的全是屏蔽线缆, 并要求做可靠接 地 如果屏蔽效果不好, 接地质量较差则更危险 , 但雷电的 危险能量仍能窜入线路中, 并进入正在运行的设备, 这样, 轻则造成设备、线缆损坏, 发生通讯中断、数据丢失等上述 现象, 重则造成系统瘫痪, 更为严重的还有可能因设备损坏 造成电火花外漏, 由电火花引起井下瓦斯和煤尘的爆炸 尤 其是公司的寺河矿区, 瓦斯涌出量是全国罕见的 。 212 解决方案 针对这些现象以及形成原因, 对其他兄弟矿井正在使 用的多种安全生产监测监控系统的防雷技术进行了全面的 调查研究, 并与一些厂家进行了技术研讨, 最后提出了如 下解决方案 在地面中心站机房外被避雷系统保护的区域距中心站 有一定距离的范围内, 加装一级安全栅;在入井的主干通 信线路上, 距分站距离较近的安全地带也加装一级安全栅, 用这两个安全栅来吸收线路上传来的雷电能量, 即让雷电 能量首先冲击安全栅, 由安全栅负责将雷电能量及瞬间电 压电流峰值限制在一个安全值内, 然后再传到中心站计算 机和分站计算机接口, 这样就可解决雷击损坏设备的问题。 在本方案中, 音频耦合变压器起着将本安侧电路与非 本安侧电路隔离的作用。电路采用了过流过压双重保护措 施。采用齐纳二极管限压, 发生雷击时, 当瞬间电压峰值 超出齐纳二极管的峰值时, 齐纳二极管击穿短路, 将能量 释放。当线路峰值电压过去后, 齐纳二极管又恢复正常 工作。 需要注意的是, 为保证电路在正常工作时该安全栅不 影响监测监控系统的正常通讯,在设计电路时, 所选择的 齐纳二级管其峰值击穿电压要大于通信信号的峰值电压。 213 应用效果 由于该安全栅具有较强的吸收雷电冲击波的功能, 所 以只要电路参数设计合适, 雷击危险能量就能够在安全栅 上大部分被吸收掉,没有被吸收的剩余能量, 即使传到中 心站和分站,也不至于构成威胁。因此, 该方法能够较好 地解决雷击危害问题。而且投资很少, 现场解决起来较易 实现, 是一种既简单可行, 又经济安全的解决方案。 3 断馈电状态监测 根据 5煤矿安全规程 6 2001年版 第 160条规定 矿 井安全监控系统必须具有断电状态和馈电状态监测、报警、 显示、存储和打印报表功能; 第 175条规定 装备矿井安 全监控系统的矿井, 被控设备开关的负荷侧应设置馈电状 态传感器。对被控设备的馈电状态进行实时监测是防止人 为取消系统断电功能, 保证安全生产的重要措施之一。 馈电传感器利用检测电缆芯线对地电场的原理来测量 设备是否带电, 与负载是否工作, 电缆有无电流流过无关, 只要电缆芯线带有一定电压的交流电, 则输出馈电状态, 反之, 输出非馈电状态。它与被测设备没有直接的电气连 接, 使用时只要将传感器直接卡固在被测设备的供电电缆 的外皮即可。 但是, 随着各种现代化采掘设备的推广使用, 各采掘 工作面的供电电缆大量采用屏蔽电缆和金属铠装电缆, 致 使馈电传感器无法测到电缆的对地电场,就不能将被控设 备是否带电有效反馈到中心站, 其结果则是地面中心站与 井下现场脱节, 断电器是否真正动作、工作面是否真正停 电无法判断, 严重影响了监测监控系统的预警功能, 会直 接导致瓦斯事故的发生。 311 解决方法 为了使监测监控系统能够真正发挥作用, 同时满足 5煤矿安全规程6 的要求, 应从管理上严格要求 以文件 形式详细规定了必须安装馈电传感器的地点; 从控制接 线、电缆敷设等方面明确职责, 严格考核; 要求连接馈 电传感器的电缆全部采用屏蔽电缆。 从技术上, 针对不同的现场研究不同的解决途径, 采 用了如下几种方法 将馈电状态传感器卡在控制被控设 备的真空开关或磁力启动器的负荷侧电缆上,将馈电状态 传感器的输出接至分站 或信号转接器 的开关量输入口; 104 信息工程 煤 炭 工 程 2006年第 9期 收稿日期2006- 03- 20 作者简介 冉进财 1971- , 男, 陕西薄城人, 硕士学历, 工程师, 现在中国矿业大学科技处工作。 科技企业孵化器网络化组织的发展及 运作模式探讨 冉进财, 厉 伟 中国矿业大学, 江苏 徐州 221008 摘 要 科技企业孵化器作为专门的科技产业服务机构, 本文分析建立了企业孵化器网络化 组织的必要性以及目前的发展现状,探讨了建立企业孵化器网络运作模式和组织结构。 关键词 企业; 孵化器; 网络化组织; 运作 中图分类号 G311 文献标识码B 文章编号1671- 09592006 0920105203 科技企业孵化器又称为企业创新中心或企业创业中心, 它作为专门的科技产业服务机构, 在将科技资源迅速有效 地转变为社会生产力, 培育中小科技企业成功创业和迅速 成长, 加速地区和国家产业结构调整, 发展高新技术产业, 改造传统产业, 创造新的就业机会等方面已经显现出其独 特的功能与潜力, 正成为各级政府推动经济持续发展、保 持社会安定与进步的重要手段。 在中国, 建立科技企业孵化器是促进科技成果转化、 培育科技型中小企业的有效途径, 是为实践证明了的加速 高新技术产业化的重要经验,也是建设国家创新体系的重 要组成部分。企业孵化器网络化就是通过企业孵化器与相 关科技中介机构、以及孵化器与孵化器之间的合作, 按照 网络结构形成以孵化器为中心的网络组织机构, 通过网络 成员之间有效的沟通, 实现孵化服务的互补和效用最大化, 从而降低网络成员的运营成本。 1 建立企业孵化器网络化组织的必要性 111 建设网络化的企业孵化器是科技成果转化的 需要 目前, 我国的科技成果转化业已形成了一个由产权交 易中心、科技部门成果转化中心、生产力促进中心、高校 成果转化部门、创业服务中心、专业孵化器等机构组成的 多层次的科技成果转化体系, 但是仍然存在着 /三多三少0 的现象 即科技力量多、但形成合力少;科研成果多, 但 成果转化少; 研究机构多, 但与企业结合少。究其原因, 除知识产权保护、产权政策等方面的不完善, 成果转化促 进缺乏有机的推动机构等因素外, 共享商业资源相对缺乏 也是影响促进成果转化, 促进企业成长的重要因素。各级 各类创业孵化服务平台, 科技成果转化资源没有实现广泛 的共享, 急需建立起孵化器的网络化组织。 112 建设网络化的企业孵化器是社会资源有 效使用的需要 网络化的企业孵化器的主要功能即是对资源进行有效 的配置, 实现资源共享。事实证明, 商业资源共享程度愈 高, 社会资源的利用率愈高,愈有利于避免重复研究和重 复开发, 小企业经营效果愈见提高。 2001年, 国家科技部提出了从注重招商引资和优惠政 策的外延式发展向主要依靠科技创新的内涵式发展转变, 从注重硬环境建设向注重优化配置科技资源和提供优质服 务的软环境转变,从以国内市场为主向大力开拓国际市场 转变, 留学生创业园、大学科技园、专业孵化器以及私营 孵化器等各种不同类型的孵化器不断涌现, 风险投资开始 将馈电状态监测和断电控制电路置于真空开关或磁力启 动器中, 馈电状态监测电路的信号输出接分站 或信号转接 器 的开关量输入口; 对于屏蔽电缆、金属铠装电缆, 用 同等电压等级的橡套电缆一端接防爆接线盒,一端接被测 电缆控制开关的被测端, 然后将传感器卡固在这段橡套电 缆上。 4 结 语 采用上述办法后, 从一定程度上解决了断电不能反馈 的问题, 使监测监控系统多次起到了超前防范的作用。但 是, 由于受各矿井所用机电设备不一、各工作面条件不一、 所用监测监控系统不一、所用馈电状态传感器不一等等多 方面因素的影响, 上述方法就受到很大制约, 所以,还需 要不断地总结经验、摸索方法, 需要国家有关科研院所大 力支持和科技攻关。 责任编辑 郑燕凌 105 2006年第 9期 煤 炭 工 程 信息工程