煤矿安全监控系统运行故障分析与处理对策

毛龙泉

(淮南职业技术学院, 安徽淮南 232001)

煤矿安全监控系统运行故障分析与处理对策

毛龙泉

(淮南职业技术学院, 安徽淮南 232001)

介绍了煤矿安全监控系统作用,阐述了煤矿安全监控系统在运行中出现的传感器模拟量误报、通信中断、开停曲线异常、断电异常四类常见故障现象,分析了故障产生的原因,制定出针对性的技术措施,实践表明在矿井安全监控系统运行维护工作中起到了显著的作用。

监控系统; 常见故障; 分析; 处理对策

1 前言

煤矿安全监控系统是煤矿高产、高效、安全生产的重要保证,它是传感器技术、信息传输技术、计算机应用技术和控制技术等多学科技术在煤矿安全生产监控领域的综合应用。系统一般由中心站、信息传输装置、传感器和执行装置组成,可实现甲烷超限断电、停风断电、通风系统监测监控、机电设备远程控制等功能;可提供煤矿井下各类安全参数的动态信息,便于及时的发现和处理事故隐患;即便在煤矿井下发生事故时,还可指示最佳救灾和避灾路线,为救灾抢险工作提供决策信息。可见,煤矿安全监控系统的信息准确性必须有保证,“视线”不能有障碍,“出手”要及时。若井下某处一旦发生瓦斯超限时,系统应做出报警、断电、电气闭锁等的正确、及时反映,对于系统所监控制的各类机电设备要求停电、送电做到绝对的灵敏可靠。然而,煤矿安全监控系统在实际运行中往往会有一些故障发生,因此,分析和探讨常见故障现象发生的原因,制定有针对性的技术措施,为确保矿井安全监控系统正常运行具有重要意义。

2 煤矿监控系统运行故障分析

2.1 传感器模拟量误报

传感器模拟量误报主要表现有二种现象,一是现场环境参数,如瓦斯浓度、一氧化碳浓度不高,但传感器监测显示高值,地面中心站显示高值。造成此现象的原因:传感器故障内部元件接触不良,如可插拨的集成块插脚与插座的接触、黑白元件引线与主板的接触;黑白元件老化,造成电桥输出值偏大;对零和精度调校操作不规范;传感器及通信线路接线盒因工作环境影响,如进水、受伤等造成通信线路短路;传感器至分站之间通信线路受到强磁场干扰;二是现场传感器监测显示值与实际值一致,但传输到地面中心站显示高值,造成此现象的原因:分站编码与解码出错;分站至地面中心站之间通信线路受到干扰形成误码;中心站定义测点传感器名称错误,如瓦斯传感器定义成一氧化碳传感器或风速传感器。

2.2 通信中断

通信中断表现现象,地面中心站数据采集提示某分站通信中断,中断分站号在每一巡检周期下完全一样,呈现时断时通现象。造成此现象的原因:一是通信线路接线盒受潮,线路阻抗发生改变,如夏季井下湿度大,接线盒进水;二是当井下新增或拆除分站时,引起整个通信线路的阻抗发生较大变化,以上两种情况,均可引起全网通信阻抗的不匹配,从而造成通信中断现象。此外,通信线路受到强磁场的干扰,产生误码也会导致通信中断现象的出现。

2.3 开停曲线异常

设备开停曲线异常表现现象,地面中心站发现,曲线显示的设备开停记录和现场该设备开停状态不一致,曲线记录该设备频繁开停,但现场实际该设备断电后,就一直没有送上电。造成此现象的原因:经检查,开停传感器安装位置正常、接触牢固、开停信号指示灯显示正常,设备无故障,由于现场人员频繁手动送电,开关频繁启动,形成强干扰磁场,被开停传感器接收,导致中心站设备开停曲线异常现象。

2.4 断电异常

设备断电异常表现现象,地面中心站对井下某一分站下的某路设备发出“手控断电”命令,提示“程控断电”,现场设备确实断电,但一段时间后,在没有人为送电的情况下,偶尔发生提示“程控正常”,现场设备自动送电。造成此现象的原因:经检查断电器本身无故障,根据故障现象发生的分站号相对稳定,对该分站进行检查,结合分站其它模拟量、开关量测点工作正常进行判断,排除了通信故障,最终查明为分站控制程序出错,导致设备断电异常现象。

3 煤矿监控系统故障处理对策

3.1 传感器模拟量误报

为防止传感器模拟量误报,在管理与维护工作中应注意以下几个方面:

下井使用的传感器质量必须有保证,维修人员要认真做好仪器检修与标校工作,确保检修过的仪器技术参数符合要求,完好率、合格率达到100%;

井下监测维修工要严格执行岗位职责,加强对线路的巡查,现场管理与监管到位,要教育现场各类施工人员正确使用与保护好监控设备;

采煤工作面设置的瓦斯传感器,为确保工作稳定性,将使用期7 d缩短为4 d更换一次;

采煤工作面设置的瓦斯传感器T0、T1和综掘工作面设置的T1以及钻机瓦斯传感器均安装保护罩,防止受潮和撞击;

综掘工作面、开拓工作面、巷修处的线路用胶皮进行包裹,防止耙矸机和架棚时损坏监控线路;

瓦斯传感器插头线进行改造,把原插头用尼龙螺丝代替,将电缆直接引入传感器内部进行压紧,减少插头接触不好或氧化引起故障;

通信线路铺设应避开大型机电设备和变频设备,防止磁场干扰。

3.2 通信中断

防止通信中断现象的发生,在管理与维护工作中应注意以下几个方面:

监控系统通信接口必须使用系统防雷装置,在每年雷雨季节前,要对所有防雷装置和接线盒进行1次检查维护,严防接头松动和进水;

严格按规定连接通信电缆的屏蔽层,并定期对接地电阻值进行测试,保证其接地电阻小于0.5Ω;

每两个月必须进行1次通信电缆性能测试,在维护和测试时要分段检测,检测过程中要防止电缆芯线短路或芯线与屏蔽层相连,防止出现整个系统通信中断;

通信线缆铺设应与动力电缆分帮布置,吊挂线缆应留有一定的驰度,防止巷道来压变形,使接头拉断,接线盒处要避开有淋水的地方。井下监测维修工每天应对线路巡查,对不符合线缆敷设要求的要立即整改;

做好通信电缆接线处防水工作。其一分站的模入口插口防水,如果联接的电缆高于分站箱,可将模入口附近的电缆悬挂成“U形”状,以防电缆上凝结水顺着电缆淋进分站上的模入口插口。其二接线盒的防水,通信线路接头处采用“倒U形”吊挂法,使接线盒或接头点高于其两侧的电缆,此外,还可采用塑料袋包扎法、“O形接头+塑料袋”吊挂法、接线盒或包扎接线盒的塑料袋中放置干燥剂,并定期更换,以增加防水效果;

合理各采区的分站设计,优化分站布局,达到各采区系统线路感抗匹配,根据需要还可人为改变感抗,如采用增加滤波电容器法等。

3.3 开停曲线异常

开停传感器记录着井下重要设备的运转状态,为确保开停记录的准确性,在管理与维护工作工作中必须注意以下几个方面:

开停传感器安装时做到位置合理、接合牢固、状态翻转正常,并与地面中心站进行校对,保证灵活可靠;

使用中防止卡固位置的变换或松动;

井下监测维修工应定期检查传感器的位置有无变动、固定时否牢固、工作是否正常、走线是否合理;

电气设备必需由专人管理,设备需手动开停时,应有专人进行操作,严禁频繁手动送电。

3.4 断电异常

断电异常现象,使地面中心站对井下设备产生“失控”现象,从造成现象的原因分析,主要与断电器、分站、通信线路、系统控制程序等多方面因素有关,为确保系统程控断电的可靠性,在管理与维护工作中必须注意以下几个方面:

断电器在入井使用前要进行功能试验,测试指标达到技术规范要求,整机设备符合完好标准;

断电器使用过程中,要定期进行断电器执行控制的可靠性、馈电信号的准确性试验;

监控分站在人井使用前要进行通电调试,分站的每个开出口要进行开、闭功能试验,分站的逻辑控制进行测试,测试指标达到技术规范要求,整机设备符合完好标准方可入井使用;

井下监控分站安装场所,要尽量避开或远离其它有强电磁场的设备,在断电控制信号在选用时,应优先选择电压、电流型,如选择触点型应优先选择常闭触点;

井下监测维修工,要严格执行岗位职责,每天应对瓦斯电闭锁功能进行一次试验,发现问题立即处理;

中心站值班人员在进行断电试验过程中要做好记录,对功能失灵的设备,要立即通知监控值班人员进行处理,处理结果在有详细记录;

中心站计算机必须安装正版杀毒软件和防火墙,并及时进行软件升级,不得运行与监控无关的软件,每三月应对中心站计算机进行一次全面检测与维护,每月对调制解调器的接收发送信号进行测试;

在处理断电异常故障事故时,应本着先易后难的排除原则,其一逐步对断电器、分站、通信线路进行检查和故障排除,其二对中心站服务器软件进行更新、更改分站号测试,最后可进行分站中EPROM程序芯片进行重写,直至断电异常故障排除,在此过程中应严格执行各项操作规程,做到认真细致。

4 结束语

随着煤矿企业安全治理力度的不断加大,矿井安全监控系统运行的安全性、灵敏性、可靠性尤为重要,针对矿井安全监控系统运行中出现的故障进行分析,制定系统运行管理与维护工作技术措施,实践表明,在矿井安全监控系统运行维护工作中起到了显著的作用,大大的减少了矿井安全监控系统运行故障的发生,在系统出现故障时,对快速地排除故障和消除事故隐患也有着重要指导作用。

[1] 余婷婷.刍议煤矿安全管理[M].淮南职业技术学院学报,2010,(4):51-53.

[2] 国家安全生产监督管理总局.煤矿安全规程[M].北京:煤炭工业出版社,2009.

[3] 中国煤矿安全网.防止安全监测监控系统管理数据中断措施[EB/OL](2010-12-30)[2011-02-25]http://www.mkaq.org.

[4] 张安福.矿安全监测系统维护技巧[J].煤矿安全, 2006,37(5):54-55

AbstractThe article describes the roles of the coal-mine safety monitoring system.It also expounds some common operation malfunctions of the coal-mine safety monitoring system,such as misstatement of sensor analog quality,communication interruption,abnormal curves of switching on-off,abnormal power interruption and so on.The article also analyzes the causes of malfunction,and formulates some pertinent technical measures.Practice shows that they have played a significant role in the operation and maintenance of coal-mine safety monitoring system.

Key wordssupervisory system;common breakdown;analysis;processing countermeasure

Analysis and Countermeasures of Malfunction of Coal-Mine Safety Monitoring System

MAO Long-quan

(Huainan Vocational&Technical College,Huainan A nhui232001)

TD76

B

1671-4733(2011)01-0014-03

10.3969/j.issn.1671-4733.2011.01.005

2011-02-25

毛龙泉(1967-),男,安徽淮南人,一级实习指导教师,从事煤矿通风安全与监控技术教学工作,电话:0554-2215502。