瓦斯检查电子信息自动传输系统的设计

　　引言

　　平煤股份八矿是个多煤层同时开采的突出矿井，井下瓦斯检查点多面广、作业现场分散，瓦检工作至关重要。瓦斯检查电子信息自动传输系统可以直接显示从地面瓦斯监测系统直接获得的数据，避免瓦斯检查工出现假检、漏检，杜绝瓦斯超限事故的发生。

　　1 总体思路
　　①利用现有 KJ2000N 监控系统，构建瓦斯检查电子信息自动传输系统，实现井下采掘工作面瓦斯检查工所查数据可以直接上传瓦斯调度，支持传感器数据实时显示在井下瓦斯检查电子牌板上。②细化瓦斯检查操作标准、建立瓦斯超限快速反应和应急管理机制。③使用瓦斯检查电子信息自动传输系统、煤矿安全监控系统和煤矿安全生产自动化监测监控管理系统，规范煤矿安全生产管理过程，从提高企业监管力度着手，减少人为事故发生。④依靠实时远程监控系统，实现多人同时对矿井瓦斯情况进行监测，掌握矿井瓦斯变化，做到快速响应，追踪并消除重大安全隐患，为煤矿安全提供可靠的应用平台。⑤把治理瓦斯放到高于一切的位置，将瓦斯传感器报警点和断电点调低到 0.65%，增强了预测事故的能力。⑥制定瓦斯管理预警制度，采掘工作面瓦斯传感器超过 0.5%，进行瓦斯异常原因分析，并下发瓦斯异常通知单。

　　2 主要内容
　　2.1 瓦斯检查电子信息自动传输系统
　　2.1.1 系统构成 由地面计算机、KTG114 矿用光端机、电子瓦斯管理牌板、KDW12 电源箱等组成。

　　2.1.2 工作原理 地面计算机用于读取 KJ2000N 瓦斯监测系统的数据，把解调配置的数据通过矿光缆环网防爆交换机，送入 KTG114 百兆光端机，矿用光端机把数据转换成查分二相码格式，然后向电子瓦斯管理牌板下置数据，可以连接多块电子瓦斯管理牌板。

　　2.1.3 电子瓦斯管理牌板安装位置和显示的内容 ①安装在下井口的电子瓦斯管理牌板，可以显示各采区的风速、重点工作面的瓦斯、一氧化碳、烟雾等数据。②安装在采区口的电子瓦斯管理牌板，可以显示各采、掘工作的瓦斯、一氧化碳、烟雾等目的地的环境参数，看是否适合职工进入。③安装在采、掘工作面巷道口的电子瓦斯管理牌板，可以显示地面传送过来的瓦斯、一氧化碳、风速、烟雾等的环境参数，而且，可以直接与采、掘工作面的电子瓦斯管理牌板相联，直接获取现场一手环境信息。④安装在采掘工作面巷道口的电子瓦斯管理牌板，可以作为应急监测子系统，用作应急抢险使用，在采、掘工作面巷道口可以直接看到巷道里面的状况，看是否适合抢险人员进入。⑤安装在采掘工作面里面的瓦斯管理牌板，支持瓦检员手动遥控输入当班 3-6 次的瓦斯、一氧化碳、温度等参数，一是就地显示，二是自动把数据返回到瓦斯调度监测主机。⑥安装在采掘工作面里面的瓦斯管理牌板，可以分布安装在巷道里面以及机电设备附近，一是方便矿工查看，二是方便瓦检员录入数据。

　　2.2 KJ2000N 安全监控系统
　　KJ2000N 总线型快速反应安全监控系统，采用新型的宽带工业以太网+现场总线传输平台，实现全数字化数据传输，主干网采用工业以太网，支持光纤冗余环网结构；系统采用的 KJJ107 井下隔爆兼本安型网络交换机具有高性能以太网交换功能，同时，系统改变了中心站对各个分站巡检的主从工作方式，取而代之的是多主并发上传方式。

　　2.3 KTG114 矿用隔爆兼本安型网络光端机
　　2.3.1 结构 KTG114 矿用隔爆兼本安型网络光端机（以下简称光端机）具有 1 路标准百兆光接口，1 路标准 RS-485接口或 1 路同步差分二项码接口，可方便的将分站或其他设备（RS-485）接入环网或直接与地面中心站通讯。配有备用电池，当交流电源停电时，备用电池自动投入运行。

　　2.3.2 功能 ①与分站等设备双向通信功能。②与地面光收发器等设备双向通信功能。③初始化参数设置和掉电保护功能。初始化参数可通过主站输入和修改。④可实现光口和差分二相码/RS485 电接口之间的数据转换。⑤电源指示功能，处于直流供电状态时，可使用遥控器进行关断。⑥端口状态、通讯状态指示功能。⑦电池电量状态指示功能。

　　2.3.3 工作原理 光端机通过光收发器实现与环网或其他光系统之间的通讯，通过 RS-485 接口或同步差分二项码接口实现与分站或其他终端设备的通讯。计算机下发数据经网络传至光端机的光口，经光电转换传至网络模块，模块将网络信号转成标准串口信号后送至单片机，再经单片机处理后传至分站或其他设备；设备返回数据又经单片机处理传至网络模块，经模块转换成网络数据传至光收发器，经过光电转换后传至光口，最后又经过网络返回计算机。

　　2.4 瓦斯检查电子信息自动传输系统与 KJ2000N 监控系统的配置和通讯
　　①安装搜索配置软件 NprotSearchUtility。②运行该软件，点击“Search”按钮，等待搜索结束后会显示网络上所有的光端机。③双击搜索到的光端机，自动打开 WEB（浏览器）配置界面，输入密码（默认：XD）并回车。④进入光端机默认界面。⑤点击 NetworkSettings，进入 IP 地址配置界面 ， 根 据 实 际 需 要 修 改 后 点 击 Submit。 ⑥ 点 击SerialPortSettings，进入串口配置界面，根据实际需要修改波特率后点击 Submit。⑦点击 OperationModes，进入工作模式配置界面，在 Destinationaddress（目标返回地址）中输入计算机的 IP 地址后点击 Sumbit。⑧若需要输入多台电脑 IP 地址，可点击图中的 AdvancedSettings，进入高级配置界面。可输入 IP 地址范围，最多 4 组。完成后点击Submit。⑨IP 地址、波特率、目标返回地址均配置结束后点击 SaveandRestart，重启网络模块即可。⑩在设置巡检分站中加入该分站，选择分站类型，并输入光端机 IP 地址即可实现通讯。

　　3 解决的关键问题

　　①解决了瓦斯检查电子信息自动传输系统读取KJ2000N 安全监控系统数据的问题。②解决了井下瓦斯数据只能依靠监测机房进行监测，发现瓦斯异常情况逐级上报，通过电子瓦斯管理牌板可以实现人员在井下大巷或者采、掘工作面外口直接看到采掘工作面瓦斯情况。③通过瓦斯检查电子信息自动传输系统对井下瓦检员进行监督，有效避免了瓦检员空班、漏检、假报瓦斯数据。④电子瓦斯管理牌板支持现场瓦检员遥控输入，能够将数据上传到通风调度，还可以直接显示巷道内各类传感器数据。⑤通过光纤交换机可以使用井下现有的光缆，减少了材料的重复投入，节约了材料费，降低了吨煤成本。

　　瓦斯检查电子信息自动传输系统是八矿认真落实“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”瓦斯治理工作体系的具体体现，实践证明该系统有效防止了煤矿瓦斯超限事故的发生，值得在集团大力推广，为矿井的高产高效提供安全保障。

　　参考文献：

　　[1]杜保强,孔国利.基于射频无线通信的瓦斯检测系统[J].煤矿安全,2008(04).
　　[2]王如良.一种智能型瓦斯检测系统[J].炼油化工自动化,1993(05).
　　[3]刘世刚.KJ2000N 综合监控系统应用[J].山东煤炭科技，2010(02).