煤矿瓦斯在线监测与报警系统设计

低 ， 网简单， 组 可动 态增 加 、 整监 测 点 ， 动 式 报 警 器 由人 员携 带 ， 调 移 自动 链 入 监 测 网 ， 时接 收检 测数 据 和 报 警 信 息 ； 实
大大提 高监测的全面性、 报警的实时性和到位率， 最大限度地避免爆炸事故的发生。
关键词 ： 瓦斯 浓度 监 测 、 测 范 围、 随 式报 警 、 监 伴 无线 网络 、 径 规 划 路
索 通 讯 范 围 内 的蓝 牙 节 点 ，建 立 无 线 链 接 接 入
收报 警 ，而 不 便 实时 主 动地 了解 周 围环境 的安 全
性 ， 受人员流动 、 警点位置等因素的限制 ， 会 报 难
ＷＳ ， Ｎ 该链接可随预警终端移动 而更新 ， 保证预警
以保证所有工作人员都在第一时间收到警报和采
１ 监 测及 预 警 系统硬 件 结 构
１１ 无线 网络结构 模型 ．
本 文构建 的安全 监测模 型 ，采用 蓝牙无 线组 网
技术 ， 瓦斯监测点能随掘进及时增加 ， 不仅可远程在
线 监测 ， 报警终 端 由现场人 员随身 携带 ， 自动 与 且 可 就 近节点 动态组 网、 时获取 报警信 息 ， 及 为现 场人员 提 供更全 面 的安 全保 障 。 系统原 理见 图 １由井 内的 ； 在 线监测模 块 、远程监 测终端 、便携 式预警 终端组
珊圜圜
一
山 西煤 炭 ＳＨ Ｘ ＡＮ ｌ ＣＯＡＬ
第３ 卷 ０
第６ 期
文 章 编 号 ：６ ２ ５ ５ （０ ０ ０ — ０ ８ ０ １７ — ０ ０ ２ １ ）６ ０３ — ３
基于无线网络的矿井燃爆监测 及预 警系统模型研 究
庾韬颖 ， 黄 劫， 杨

机 械工程与自动化MECHANICAL ENGINEERING&AUTOMATION No1 Feb第1期(总第224期)2021年2月文章编号=672-6413(2021)01-0172-02矿井掘进机在线监测监控系统的设计与应用郭鑫彤(西山煤电股份有限公司西铭矿，山西太原030052)摘要：矿井掘进机作业大多采用人工手动控制的方式，掘进效率低，故障难以发现，而且现场工作时刻威胁着工人的生命安全。

为此，设计了一套基于PLC和CAN总线通信的矿井掘进机在线监测监控系统。

根据设计的系统总体架构，分别对其硬件和软件进行了设计和开发。

实际应用效果表明：该监测监控系统达到了预期目标，可实时掌握掘进机的运行状态，大大提高了掘进机掘进的安全性、可靠性和工作效率。

关键词：矿井掘进机；在线监测；监控系统中图分类号：TP273：TD421.5文献标识码：A0引言掘进机是矿井巷道掘进的重要设备，目前，随着煤矿生产规模的不断扩大以及综采面掘进速度的不断加快,从而对掘进机的掘进效率和安全保障提出了更高的要求。

煤矿井下生产环境复杂恶劣，作为核心的采掘设备，掘进机在采掘过程中会存在以下隐患：①采掘过程易受矿井环境干扰，加上掘进机运行时自身受强烈振动，极易损坏而造成事故；②目前，综采面大部分仍然采用人工手动的控制方式控制掘进机推进，工作人员必须常驻现场，其生命安全遭受诸多因素的威胁,如粉尘浓度过高、工作面瓦斯泄漏或者掘进机自身原因等［12。

因此，对掘进机进行全方位在线监测监控非常有必要，不仅可以保障井下工作人员的生命安全,还将会提高矿井生产自动化水平和生产效率。

本文针对悬臂式掘进机设计了一套基于PLC和CAN总线通信的在线监测监控系统，通过地面监控平台和井下上位机可对掘进机的工作过程进行全方位、全生命周期的动态监测监控，为工作人员掌握现场情况和实现远程遥控提供了数据参考。

1掘进机在线监测监控系统架构图1为矿井掘进机在线监测监控系统的整体架构。

中图分 类 号 ： Ｄ １ Ｔ ７２ 文 献标 志码 ： Ｄ
煤层 瓦斯 压 力 的高低 决 定 了煤层 是 否为 突 出煤
层 。 出煤 层要 采取 区域 防突措 施 ， 突 进行 瓦斯 预 抽 和 预抽 效果 检验 ， 因此要 对原 始 煤层 瓦斯 压 力 、 抽后 预 残 余 瓦斯 压力 进行 测 量 。
业 于 河 南 理 工 大 学 自动 化 专 业 ， 南 新义 煤 矿 助 理 工 程 师。 河
（ 稿 日期 ： ０ ０ ０ — ０ 收 ２ １— ５ ３ ）
正 常运行 状 态 中 ， 行参 数采 集 和 比对 ， 进 当发生
如 电压过 低等 情 况时 ， 时进 行故 障报 警 。 作 人员 实 操 确认 后 ， 照操 作 规程 迅 速 向上级 领导 报告 ， 时系 依 同
地 面数据 服务 器 。
数 据服 务 器 ： 现数 据 的接 收 、 储 ， 实 存 生成 连 续
曲线 ， 提供 数据 、 曲线 查询 、 打印等 。
集煤 矿利用 现有 的监控 系统平 台 ， 运用 压力 传感 器 ，
变人 工测量 为 自动 测量 ， 实现 瓦斯压 力在线 监测 。
３ 结
语
使 用 Ｐ Ｃ控 制 柜 进 行远 程 控制 以后 ， 以将 控 Ｌ 可
制与监测相结合 ， 代替现有监控分离的模式 ， 实现远 程 控制 与 就地控 制 相结 合 的控制 模式 ，这对 于 煤矿 主要 通 风设 备 的安 全操作 和 运行 是 十分 必要 的 。考
虑 到 通 风 机 在 矿 井 安 全 生 产 中具 有 非 常 重 要 的影
的变化 情 况 。
１ 传 统 煤 层 瓦斯 压 力测 量存 在 的 不足

煤业集团瓦斯监测监控管理规定第一章总则第一条为贯彻国家煤矿瓦斯治理"通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位"十六字方针，落实集团公司"规范、准确、及时、有效"监测管理目标和理念，充分发挥监测监控系统在瓦斯管理工作中的重要作用，特制定本管理规定。

第二条本规定适用于集团公司各类煤矿生产企业，包括基建矿井、改扩建矿井和联营兼并矿井。

第三条矿井瓦斯监测监控系统（以下简称"监控系统"）是煤矿安全生产的的重要保障。

各矿（公司）的矿长、总经理对监控系统正常运行、维护、测试等管理工作负全面责任。

各矿（公司）的总工程师对监控系统的安装、运行、维护、测试等技术管理负责。

第四条凡监控系统未建立、系统不完善或监控系统不能正常运行的矿井或工作地点不得生产。

第二章系统建设与安装第五条集团公司所有生产矿井、新建矿井、回收矿井、改（扩）建矿井、基建矿井必须装备永久可靠的监控系统。

各矿地面瓦斯抽放泵站必须建立瓦斯抽放监测系统。

监测监控系统建设必须符合《AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求》、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范AQ1029-2007》。

监测监控系统首选采用井下以太光纤宽带环网结构，监控主机和备用机采用双机在线热备技术，相互可自动切换。

第六条新建生产矿井新装备监控系统，生产矿井、回收矿井、改（扩）建矿井需更新或扩容监控系统必须提出设计方案，设计方案必须经集团公司审批。

第七条所有矿井监控系统、瓦斯抽放监测系统必须与集团公司瓦斯监测网络实现联网。

第八条入井的所有监控设备必须取得"安全仪表检验合格证"、"产品（计量器具）合格证、产品（计量器具）生产许可证"、"防爆合格证"和"MA标志"。

所有监控设备必须工作稳定、性能可靠。

各矿必须按监控设备矿用产品安全标志证书规定的型号选择监控系统的传感器、断电控制器、开停传感器、馈电传感器等关联设备，严禁使用未连检的设备。

科技成果——煤矿四维灾害模拟与预警系统技术开发单位山东蓝光软件有限公司适用范围本系统适用于各类矿山灾害模拟与预警。

可在矿山灾害发生机理研究的基础上，综合各类空间数据、生产数据和实时监测数据，对矿山灾害进行超前预报，对危险性较大的区域进行重点监控和实时预警，从而有效的避免发生重大事故；对可能发生灾变的地点，按照灾害类型进行事故模拟和仿真，制定相应的应急预案，可根据该预案开展应急演练，模拟灾害事故发生后快速启动应急预案，生成科学合理的救灾方案，协同调度应急救援物资，实现对应急预案可行性的校验，指导应急预案的编制。

当真正发生灾变时，通过该预案可以有效避险、高效救援，从而有效的保证矿山的本质安全和高效生产，具有广泛的推广应用价值。

成果简介本系统以井上下地质模型和危险源模型为基础，借助先进的数字化和信息化手段，综合各种灾害的发生机理，利用模态识别技术对危险源进行判识，实现对矿山顶板、冲击地压、煤与瓦斯突出、火灾、水灾等各种灾害的超前预测和安全预警；对可能发生灾变的地点，按照灾害类型进行事故模拟和仿真，制定相应的应急预案；对矿山应急资源和预案进行数字化管理,充分利用四维地理信息系统的空间分析和网络分析功能，实现矿山应急演练过程的可视化和数字化，为矿山的安全生产提供保障。

关键技术关键技术一：煤矿四维地理信息平台。

基于现代图形学、地质学、采矿技术、计算机、多媒体和互联网技术，实现三维CAD和三维GIS 的无缝集成、各种属性数据库管理和真三维空间分析、采矿各种专业的协同应用和动态联动。

关键技术二：煤矿时空灾害预警技术。

基于对矿山的模型、岩性、冲击倾向性、突出危险性、自燃倾向性、应力分布、瓦斯压力、水文、开挖破坏范围等各种静态分析，结合微震、应力、瓦斯、束管、水文等各种动态监测数据，研发有效的数学力学模型和实用的预警技术，实现重大灾害的预测预报。

关键技术三：事故仿真技术。

实现煤与瓦斯突出、水灾、火灾等地质灾害事故以及跑车事故、机电事故等生产事故的模拟仿真，可视化展示事故灾害演变过程、灾害影响区域、蔓延方向及速度，为灾害防治、应急预案编制、安全教育、应急培训和应急指挥提供技术支持。

条件已成为煤矿管理的共识.随着国家发改委 «关
于加快煤矿智能化发展的指导意见»等相关国家政
煤机保驾护航,对保障设备的安全稳定运行,提高
策的发布,企业设备管理进行智能化升级已成为必
生产效率具有重要意义.
然趋势, 而 智 能 化 的 基 础 则 是 数 字 化、 工 业 互 联
１ 油液在线监控系统应用的重要性
动结构复杂等特点,设计并应用采煤机油液在线监测系统,对保障设备的安全稳定运行,提
高生产效率具有 重 要 意 义. 以 JOY７LS６C 型 采 煤 机 为 例, 从 其 结 构 出 发, 并 结 合 现 场 需
求,对采煤机油液在线监测系统设计中存在的传感器尺寸、元器件布局、油液吸空、油泵体
积及设备防护等多方面问题进行了针对性地优化,对控制原理、结构原理、性能参数等进行
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基于人工智能的煤矿安全监测与预警系统研究摘要：现阶段，煤炭资源依旧属于保障我国民生的主要资源之一，煤矿中的开采工作具有较高的不稳定性，主要原因在于由于煤矿中具有一定的有害气体，容易引发安全事故。

当前，传统的监测监控系统已经无法满足现代化煤矿开采的实际需求，在该监测系统中使用现代网络技术可以有效解决传统监控系统中存在的问题，保证煤矿开采的安全性，提高开采质量。

关键词：人工智能；煤矿安全监测；预警系统研究引言矿产资源的开发为国民经济的发展作出了重要的贡献，目前中国国内矿井建设的总占地面积为188.7万hm2，煤矿的安全生产主要以监测监控系统作为保障，及时预警、准确传输信息和安全善后是其在煤矿生产中必须达到的基本工作能力，煤矿生产不仅是经济发展的重要支撑，也是关乎从业人员人身安全的要事。

因此，能保证煤矿安全生产的监测监控系统就越来越被重视。

1煤矿行业的现状煤矿行业是我国的重要行业之一，目前煤炭仍然是我国能源结构的主要组成部分。

截至2021年，我国煤炭产能已经达到了37.5×104t，煤炭储量位居世界第一。

煤炭产业链完整，从煤炭开采、煤炭加工到煤电、煤化工等领域都涉及了大量企业和从业人员。

煤炭行业也是我国的重要出口行业之一，2019年出口额达到了138.2亿美元。

然而，煤矿行业也面临着一系列困难和挑战，其中安全问题尤为突出。

煤矿是一个高危场景，事故频发，一旦发生事故，不仅会造成人员伤亡和财产损失，还会对整个行业产生不良影响。

除了安全问题，煤矿行业还面临着资源减少和采掘成本增加的挑战。

由于煤层深度加深、品位下降、采掘难度增加等，煤矿行业的资源供给逐渐减少，采掘成本逐渐增加。

当前煤矿行业信息化程度较低，信息化技术应用水平有待提高，这也制约了煤矿行业的现代化发展。

为了应对这些挑战，我国煤炭行业正在积极推进产业转型升级，加快煤炭深加工和高端利用，推动煤炭产业朝绿色、低碳、环保方向转型。

煤炭企业和研究院也在加强煤矿领域的技术创新，推进数字化、智能化转型，提高生产效率和质量，降低成本。

2024年煤矿年度瓦斯防治安全措施计划煤矿是我国能源工业的重要组成部分，煤矿瓦斯防治安全工作对于保障矿工的生命安全和煤矿生产的持续可靠至关重要。

为了进一步提高煤矿瓦斯防治安全工作水平，有效遏制煤矿瓦斯事故的发生，制定了以下2024年煤矿年度瓦斯防治安全措施计划：一、加强瓦斯抽放措施1. 提高瓦斯抽放设备的安全性能和抽放效率，逐步引进自动化控制系统，实现对瓦斯抽放过程的智能化管理和监控。

2. 配置足够数量的瓦斯抽放井和抽放管线，确保瓦斯抽放能力满足矿井产生瓦斯的需求，及时有效地将瓦斯抽放到安全区域。

3. 定期检查和维护瓦斯抽放设备，确保其正常运行，并加强对瓦斯抽放井的检查和维护工作，防止瓦斯泄漏和井下积存。

二、完善瓦斯测量和监测系统1. 更新瓦斯测量仪器设备，提高检测精度和稳定性，确保能准确测量井下瓦斯浓度和流量。

2. 建立健全瓦斯实时监测系统，通过井下传感器、数据库和远程监控系统的集成，实现对瓦斯浓度、温度、压力等参数的在线监测和数据分析，及时预警瓦斯超标和异常情况。

3. 提高瓦斯监测人员的专业素质，加强对瓦斯监测仪器的操作培训，确保监测数据的准确性和实时性。

三、加强通风系统建设和管理1. 完善通风系统设计，针对不同矿井的瓦斯涌出特点和巷道结构，采取有效的通风方式和设备，确保通风系统的正常工作和瓦斯排放。

2. 定期检查和维护通风设备，清理巷道积尘和堆积物，保持通风道路畅通，减少通风阻力，提高通风效果。

3. 提高通风监测和调控能力，加强对通风系统的实时监测和调整，及时发现和解决通风系统故障和异常情况，确保通风系统的安全稳定运行。

四、加强瓦斯防治宣传教育和培训1. 组织开展瓦斯防治知识宣传活动，向矿工普及瓦斯防治安全知识和技能，提高矿工的瓦斯防治意识和自我保护能力。

2. 加强瓦斯防治安全培训，定期组织矿工进行瓦斯防治安全培训和考核，提高矿工的瓦斯防治技能和紧急逃生能力。

3. 建立健全瓦斯防治安全管理制度，加强对瓦斯防治措施的执行和监督，严禁违规操作和违章行为，确保瓦斯防治安全工作的有效落实。

2.5 矿井生产在线监测
煤仓位状态监测
煤仓贮煤位置检测，采用超声波料位传感器。超声波料位置测量原理与回声测距原理相同，装在料仓顶部的探测器不断发射固定频率的超声波，经被测物料表面的繁盛，其反射回波部分由探测器接收，根据超声波往返时间即可换算出反射物料表面与探测器发射之间的距离，料仓料位即可得知。
载体热催化传感器结构
热催化元件 纯铂丝热催化元件的结构如下图所示。元件仅有一个纯铂丝螺旋圈，结构简单，制造容易。 载体热催化元件是目前使用最广泛的一种催化元件 ：由铂丝线圈、载体和催化剂组成。
一氧化碳监测
原理：CO传感器的电化学池结构及工作原理如图。其内是一个装有三个电极的电池，W为工作极，C为对极，R为提供恒定电位。该电池在恒定电位器产生0.9～1.1V的恒定电位作用下，在恒电位电池场中，通入CO气体并扩散至工作极时，CO气体发生氧化反应生成CO2；同时，气体中的氧扩散到对极C处，发生还原反应。
2.2 环境状态参数监测
温度检测技术 热电偶 热电阻温度计：热点阻、半导体热敏电阻； 半导体PN结测温传感器 半导体PN结温度传感器具有体积小，响应时间快，在一定范围内线性度较好，功耗低，抗干扰能力强等优点。因而在煤矿井下比较恶劣的环境下，得到了较好的推广应用。 红外测温计 任何物体只要温度高于绝对零度，就会不断产生红外辐射，温度越高，辐射功率越大。只要知道物体的温度T和比辐射率ε，就能计算出它所发射的辐射功率P；若知道物体所发射的辐射功率，则可求出它的温度。
单击此处可添加副标题
KG1003型矿用超声料位计由1003.1控制箱，KG1003.2探测器和1003.3显示箱组成，适用于连续检测井下各种物料料仓的料位。同时也可适用与地面易爆环境场合的料仓的料位检测。 KG1003型矿用超声料位计主要技术指标 探测器工作频率 18kHz 探测器重复频率 2.5Hz 测量距离 ≤125m 控制箱输入电压 AC 127V 显示箱显示 11个发光二极管显示料位百分数 显示箱输出 1-5mA

监控系统瓦斯超限报警的处理程序范文瓦斯超限报警处理程序是一种用于监控系统中的重要程序。

它的功能是当监测到瓦斯浓度超过事先设定的安全阈值时，及时向操作员发出警报并采取相应的措施来避免事故的发生。

本文将介绍一个瓦斯超限报警处理程序的范文，旨在帮助读者了解该程序的详细设计和实现过程。

程序的主要功能包括瓦斯浓度的实时监测、超限报警的触发与处理、以及相应的安全措施的执行。

下面将按照程序的执行逻辑来介绍各个功能的实现方法。

首先，程序需要实时监测瓦斯浓度。

为了实现这一功能，可以通过传感器来获取实时的瓦斯浓度值，并将其保存在一个变量中。

可以使用一个循环语句，每隔一段时间读取传感器的值，并更新浓度变量的数值。

通过这种方式，就能够获得实时的瓦斯浓度信息。

接下来，程序需要判断瓦斯浓度是否超过安全阈值。

为了实现这一功能，需要定义一个预设的安全阈值变量，并将其与实时的瓦斯浓度进行比较。

如果瓦斯浓度超过了安全阈值，就需要触发超限报警，并进行相应的处理措施。

超限报警的触发可以通过发送警报信息来实现。

可以使用系统提供的消息通知功能，向操作员发送瓦斯超限的警报信息。

警报信息可以包括瓦斯浓度超限的时间、地点以及其他相关信息，以便操作员能够及时做出反应。

在发送警报信息的同时，程序还需要执行相应的安全措施。

一种常见的措施是关闭相应的瓦斯阀门，以避免瓦斯泄漏进一步扩散。

可以调用相应的控制接口，向阀门发送关闭指令。

此外，程序还可以发送通知给其他相关人员，如消防人员或安全人员，以便他们能够迅速做出应对措施，避免事故的发生。

为了确保程序的及时响应和准确性，可以引入一些额外的功能来增加程序的健壮性。

例如，可以增加一个定时检测的功能，定期对瓦斯浓度进行检测，并与安全阈值进行比较。

如果瓦斯浓度超过安全阈值，程序将触发警报和安全措施。

此外，还可以增加错误处理功能，当程序运行出现异常时，能够及时处理错误，避免程序的崩溃。

总之，瓦斯超限报警处理程序是保障安全的重要程序之一。

矿井主通风机在线监控系统配置明细表1.系统组成主通风机在线监测系统由取压装置、风机性能监测有关的传感器（或变送器）、开停状态传感器、数据传输及控制装置、通风机电量监测装置通风机性能监测装置、监控计算机、UPS电源、打印机，以及监测监控和数据联网软件等部分组成。

2.1系统主要设备性能技术指标1）操作台设显示仪表、操作按钮、显示屏、操作鼠标、计算机监测，内置西门子PLC，温度巡检仪。

控制用操作台示意图：操作台特点：1、可对风机的所有参数在线进行监测；2、可根据参数设定值设置超限报警（语音和屏幕显示同时报警）3、屏幕可同时显示所有参数监测值和控制结果；4、两台风机合用一个控制台但分别操作；5、高压柜、操作台及综合参数在线监测仪融为一体；6、操作简单、直观、运行可靠、维护方便。

7、控制装置的核心部分是采用德国SIEMENS公司编程序控制器。

8、供电电压：交流220V，宽电压供电交流80-240V供电。

9、350+工业协议接入，实现数据采集10、支持NAT共享上网11、支持端口映射12、支持WiFi、4G、有线通讯，联网方式多样13、支持PLC程序以及触摸屏上传、下载和监控14、支持WEB页面配置2）风速传感器采用单片机和集成电路，电路结构简单，性能可靠便于维修和调试；采用进口敏感元件，测量范围广、精度高、长期稳定性好；可测量风速，并同时输出相应信号；采用新型开关电源，降低了整机功耗，增加了传感器传输距离，本安参数小，兼容各大系统；支持多种信号传输方式（频率、rs485）,有效地屏蔽信号传输的电磁干扰;具备故障自检功能，便于使用与维护；防护等级:ip65，外壳采用不锈钢材料设计，增强了传感器的抗冲击和抗腐蚀能力。

a.额定工作电压：（9〜25）v.dc。

b.工作电流：************。

c.测量范围：0.3m/s〜15m/s。

3）矿用压力传感器矿用本安型压力传感器（以下简称传感器）适用于煤矿井下与本质安全系统回路串联或并联配套使用，也可适用于地面非爆炸性环境。

矿用主通风机在线监控系统执行Q/DGSH042-2010标准）使用说明书目录1 系统概述 (3)1.1 正常工作时条件 (3)1.2 设备交流电源 (3)1.3 系统组成 (3)2 系统型号及主要技术参数 (3)2.1 型号及意义： (3)2.2 通讯方式：以太网、RS485。

(3)3 系统总体结构示意图 (4)4 监控主机功能 (4)4.1 操作管理 (4)4.2 菜单显示 (4)4.3 显示功能 (6)4.4 实现远程控制 (8)4.5 故障查询 (8)4.6 双机切换时间 (8)4.7 打印 (9)4.8 备用电源 (9)4.9 人机对话 (9)5 现场控制 (9)5.1 PLC控制柜的功能： (9)5.2 一体化工控机实现的功能： (10)5.3 终端箱的功能： (10)5.4 电源指示和故障指示功能； (10)6 系统特点 (10)6.1 高可靠性 (10)6.2 实用、易操作性 (11)6.3 监测信息全面 (11)6.4 传输方式灵活 (11)6.5 可扩充性 (11)6.6 可维护性 (11)7 安装调试及注意事项 (11)7.1 安装 (11)7.2 接线 (11)7.3 调试 (12)7.4 注意事项 (12)8 包装、贮运 (12)9 验收及技术服务 (12)10 系统服务 (13)1、系统设备提供和到货 (13)2、工程进度安排 (13)3、设备安装、调试 (13)4、工程文档 (13)5、培训 (13)6、系统验收 (13)7、技术支持和服务 (13)8、保修 (13)1、求支持方式 (13)1．售后服务热线 (13)2．售后服务E-MAIL (13)3．直接与技术人员联系 (13)2、服务工作流程 (13)3、支持升级方式 (14)1 系统概述KJ-XXX矿用主通风机在线监控系统（以下简称系统）应用于煤矿地面，实现对瓦斯浓度、风速、风压、温度、震动、电压、电流、功率等参数进行监测，由S7-300PLC 进行分析处理，并对设备、局部生产环节或过程进行控制，满足全矿或局部范围的风机安全监测监控需要的系统。

基于单片机的井下瓦斯浓度智能传感器的设计BASED ON THE UNDERGROUND GAS DENSITY SINGLE-CHIP MICROCOMPUTER INTELLIGENT SENSE ORQANDESIGN学院：欢乐谷专业班级：幼儿大班学生姓名：奥特曼指导老师：喜洋洋2010年 5月 20 日基于单片机的井下瓦斯浓度智能传感器的设计摘要随着我国经济的快速发展，各行各业对煤炭的需求急剧增加，而各种矿难事故的发生，使得煤炭安全生产面临严峻的挑战。

这篇文章就是针对导致矿难频发的瓦斯浓度进行监控而设计的。

在文章里，我针对瓦斯的特点，设计出同时监测高低浓度的瓦斯系统，全天候不间断的对井下瓦斯浓度进行监测。

同时采用声光报警系统，一旦瓦斯超标，系统立即提醒正在井下作业的工人紧急撤离，避免人员伤亡，并且还运用红外遥控系统来进行远程监控。

设计这种智能传感器采用闭环控制来确保采样的平稳。

该传感器以AT87C551单片机为核心，实现对瓦斯的检测、报警和控制，安全可靠，经久耐用，适合各类煤矿瓦斯的监控，可以大大降低煤矿事故的发生，降低企业成本，提高煤炭开采率，为我国煤炭事业做出贡献。

关键词：瓦斯，AT87C551，PID控制器BASED ON THE UNDERGROUND GAS DENSITY SINGLE-CHIP MICROCOMPUTER INTELLIGENT SENSEORQAN DESIGNABSTRACTWith the rapid development of China's economy, various industries on the sharp increase in the demand for coal. but each kind of mining accident's occurrence, causes the coal safety in production faced with the stern challenge. This piece of article aims at the gas to carry on the monitoring to design.In the article, I in view of the gas characteristic, design simultaneously monitor the height density the gas system, all-weather uninterrupted carries on the monitor to the mine shaft gas density. Simultaneously uses the acousto-optics alarm system, once gas exceeding the allowed figure, the system reminds the downhole operation worker to evacuate urgently immediately, avoids the personnel casualty. Also put to use infrared remote-control system carry through long-distence supur risory control. Design this intelligent sensor adopt close-cycle control insure sampling placidity.This system take at87C551 monolithic integrated circuit as a core, realizes to the gas examination, the warning and the control, safe reliable, durable, suits each kind of coal mine gas the monitoring, may reduce coal mining accident's occurrence greatly, reduces the private costs, raises the coal recovery ratio, makes the contribution for our country coal enterprise.KEYWARDS: gas, AT87C551, PID controller目录摘要（中文） (I)摘要（英文） (II)1 绪论 (1)1.1引言 (1)1.2系统简介 (2)2 系统功能介绍 (3)2.1性能描述 (3)2.2系统框架结构...................................... 错误！未定义书签。

根据相关规定院瓦斯渊 甲烷冤 传感器需 1 5 d 进行 1 次现场调校袁以保证监测准确尧断电可靠袁郭庄煤矿 制定了野 四位一体冶传感器断电试验管理措施如下院
1冤 所有瓦斯渊 甲烷冤 传感器调校工作由当班跟班 队长尧安全员尧瓦检员尧自动化部调校人员 4 人共同 承担责任遥 调校前由调校人员向生产调度室尧安全调 度室尧瓦斯监控室尧自动化部请示渊 包括所调校传感 器地点及名称冤 袁经同意后方可作业遥
当传感器监测到瓦斯尧温湿度等参数超标后袁便
会启动声光报警系统袁该系统主要由单片机渊 Bell冤 引 脚控制袁平时该单片机为低电平状态袁一旦出现异常 情况袁引脚就会输出一个高电平袁开启三极管袁进而 使声光报警系统启动袁系统原理见下图 4 所示[7 ]遥
图 3 LX K -7 信号采集放大电路原理图
图 4 声光报警系统电路原理图
necessary technical reference for sim ilar work.
Key words: coal m ine 曰 four in one 曰 safety m onitoring system 曰 circuitdesign 曰 m anagem ent
0引言
野 四位一体冶是我国总结的一套行之有效的防治 煤与瓦斯突出事故综合措施袁内容为院突出危险性预 测尧防治突出措施尧防治突出措施效果检查尧安全防 护措施遥 经过多年发展袁目前我国大中型煤矿均已安 装较为完善的监测监控系统袁 为保证井下安全生产 提供了重要基础遥 为了实现野 实情上报尧上报实情冶 野 高灵敏尧高可靠尧全覆盖尧真数据冶的监测目标袁需严 格执行野 四位一体冶系统传感器管理规定遥
3冤 工作面传感器要使用专用防护板固定袁航空 线盘圈后与接线盒固定于传感器防护板的背面袁严 禁对电线强拉硬拽袁 不得出现航空线从接线盒中拉 出尧与传感器接头处拉断或松动造成传感器误报警尧 断线等事故遥

煤矿监控系统设计方案随着经济的发展煤炭是国家的基础工业，尤其现在能源紧张的形式下，煤炭行业更是得到了人们的关注。

同时由于煤矿井下环境复杂，也给生产带来了巨大的困难，事故频频发生，给工人造成了身体的伤害；同时也给煤炭行业造成了不好的影响。

于是，煤矿监控开始出现并逐渐得到普及和发展。

煤矿监控设计方案有哪些特点？包括哪些部分？各部分具有什么功能？本刊记者就此采访了深圳市xx科技有限公司系统集成部经理李先生、深圳xx科技有限公司总经理张先生、深圳天xx科技有限公司联网安全技术部高级工程师袁先生、深圳市xx安防工程有限公司技术部经理林先生。

煤矿监控的产生据不完全统计，2003年中国煤炭产量占世界产量的35％，可事故伤亡人数却占80％。

在这些事故中，瓦斯爆炸又占绝大多数。

这其中固然有很多因素，但各煤矿生产企业安全监测不完备、管理手段落后也是造成事故频发的重要原因之一。

在国内频繁发生的煤矿事故中，既有自然因素也有人为因素。

国内各有关方面为了提高产量、降低事故发生的概率，现代化的信息管理模式也就应运而生了，为了对井下情况有全面的了解，监控系统为煤矿监控提供了良好的技术保障。

深圳xx科技有限公司总经理张先生介绍说，目前，煤矿系统的监控分为井下监控系统和井上监控系统两大类。

煤矿井下作业因为远离地面，地形复杂，环境恶劣，所以容易发生事故。

利用远程视频监控系统，地面监控人员可以直接对井下情况进行实时监控，不仅能直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况，而且能及时发现事故苗子，防患于未然，也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料。

基于TCP/IP协议的IP网的应用得到广泛普及，高速宽带主干网的建成和各地区高速接入系统的迅速发展，促进了基于IP技术的各种视频通信应用，如网络远程视频监控系统的发展。

所以在煤矿监控系统中引入现代网络远程视频监控系统将是一种趋势。

这也是本文要讲述的重点。

井上监控主要是针对地面运行设备和煤炭运销系统，本文将不对此类方式展开叙述。

矿井采空区自然发火在线监测系统技术摘要:火灾作为煤矿“五大灾害”之首，矿井火灾一旦发生，轻则影响矿井正常生产，重则烧毁煤炭资源和物资设备，甚至引发瓦斯、煤尘爆炸等系列灾害的发生，因此，采空区自然发火检测技术显得尤为重要。

本文对于矿井采空区自然发火在线系统监测技术的研究，能够准确掌握采空区的温度和气体浓度，对发火点及时采取抢救措施，将损害降到最低，预防自然发火，意义重大。

关键词:油型气;自然发火;在线监测;色谱分析1工程背景1．1矿井概况某煤矿处于黄陵矿区中深部，属于高瓦斯矿井，主要回采2号煤层，煤层厚2．8～7．2m［11］。

地质勘探过程发现存在天然气或煤层气逸出现象。

矿井覆岩从瓦窑堡组、富县组、延安组到直罗组上、下段的砂岩中均发现有油气，目前矿井采用对角式通风。

2012年经中煤科工集团重庆研究院进行煤层自燃倾向性鉴定某煤矿为Ⅱ类自燃煤层，煤尘具有爆炸危险性。

通过煤样分析，2号的煤自燃分为3个阶段:第1阶段，煤在低温的条件下，氧化过程十分隐蔽，放出的热量少;第2阶段，自热温度升高至70～80℃时，氧化急剧加快，使煤的温度迅速升高至300～500℃，并伴随燃烧现象;第3阶段，当温度到达800～2000℃时，煤出现明火现象，为燃烧期。

因此，在工作面回采过程中对温度实时监测，将煤的自燃抑制在第1阶段，具有重要意义。

1．2传统监测存在的缺陷根据传统的气相色谱式矿井束管监测系统对矿井CO、CO2、CH4、O2、C2H6、C2H2、C2H4、H2、N2等气体浓度监测，属于矿用地面一般性［12－13］。

该系统要求监测技术人员有很强的责任心，且抽气管路长，导致抽气时间长;因采空区的气温较高、大巷温度较低，当气体从采空区达到大巷时，易导致部分水凝结，积存于管路中“低洼”位置，影响监测气体的通过，出现堵塞或截断现象不易发现。

此外，色谱分析仪分析周期长、精度低:色谱分析仪分析一个气样从主泵气流经采样泵最终到达井上分析仪的时间周期大约1h，而多通道的气体采样周期更长;每天监测次数为1～2次，监测的差异性较大;同时监测不具连续性，对分析监测点气体变化规律难以掌握。

矿山井下安全避险六大系统和尾矿库在线监测系统建设方案矿山井下安全避险六大系统和尾矿库在线监测系统建设方案一、矿山井下安全避险六大系统在矿井作业中，矿山井下安全是一项至关重要的工作，为此，需要建立完备的矿山井下安全避险系统。

矿山井下安全避险系统主要包括以下六大系统：1.煤气抽放系统煤矿地下爆炸、火灾等事故容易发生，而煤矿井下积存的瓦斯对事故的发生有着极大的影响。

因此，在煤矿井下需要建立煤气抽放系统。

该系统能够及时抽离煤矿井下的瓦斯，使瓦斯浓度不超出规定标准，从而保证矿工的安全。

2.通风系统煤矿地下的氧气比较稀缺，且大量积存的尘埃也会影响空气质量。

因此，在煤矿井下需要建立通风系统。

通过通风系统能够使矿山井下为矿工提供充足的氧气，以及清新的空气，减少尘埃对矿工的危害，提高矿工作业效率。

3.应急供电系统在煤矿井下，停电是一件非常危险的事情。

为了应对此类紧急情况，需要建立应急供电系统。

该系统在煤矿停电的情况下能够及时为矿工提供电力，供给照明、通讯等设备，确保矿工处于安全状态下继续工作。

4.救援通信系统当火灾或其他紧急情况发生时，矿工需要及时向上级通报情况并获得指令。

为此，在煤矿井下需要建立救援通信系统。

该系统包含各种通信设备，能够让矿工与上级及时联系，从而获得相应的应对措施。

5.监控系统矿山井下作业环境比较恶劣，难以防止意外事故的发生。

为了有效防范此类事故，需要安装监控系统。

该系统可以对矿井的动态情况实时监测，将矿医发现的问题及时报告给上级，帮助上级做好事故预防和应急处理工作。

6.避难系统矿井内如发生火灾、爆炸等事故，时常会造成矿工无法及时逃离危险区域的情况。

为了防止这种情况发生，需要建立避难系统，让矿工在发生紧急情况时立即进入避难所，等待救援。

二、尾矿库在线监测系统尾矿的处理是矿山生产中的一个重要环节，影响到环境和公众的利益。

为了监控尾矿库的情况，保障环境安全，需要建立尾矿库在线监测系统。

具体方案如下：1.底部分布式监测系统该系统通过埋设在尾矿库底部的传感器，测量尾矿堆体的高度、密度、压缩模量等参数，以及监测渗流量、压力、水文参数等，以及堆体的变形、位移、应力等参数。