礦井設(shè)備監(jiān)控保障安全生產(chǎn)

　　1井下設(shè)備監(jiān)控

　　1KJ50型PROMOS監(jiān)控系統(tǒng)

　　煤礦井下尤其是采區(qū)工作面，是一個(gè)復(fù)雜并且存在瓦斯和煤塵爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境，與其相適應(yīng)的電控系統(tǒng)應(yīng)該具有適用于各種控制任務(wù)的通用型、高性能、高可靠性的特點(diǎn)，但是早期的繼電控制系統(tǒng)等電控系統(tǒng)難以達(dá)到上述要求。為此，鄭州煤炭設(shè)計(jì)研究院和兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司常州科學(xué)技術(shù)開發(fā)研究所將KJ50型PROMOS監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于永城煤電集團(tuán)陳四樓煤礦北四采區(qū)順槽伸縮膠帶、下山膠帶的控制與保護(hù)以及采掘設(shè)備、順槽膠帶、下山膠帶、給煤機(jī)的集中控制，較好地滿足了生產(chǎn)管理和設(shè)計(jì)安裝的需要。

　　該系統(tǒng)是德國(guó)本布羅電子有限公司自動(dòng)化技術(shù)的成果。它是由控制器、輔助控制器、控制接口、控制轉(zhuǎn)換接口、耦合器、智能I/O部件、具有智能I/O部件的系列擴(kuò)音電話、礦用直流穩(wěn)壓電源、線路終端和系統(tǒng)配套的其他裝置（各種開關(guān)、奧妙、按鈕、傳感器、電控閥、總線等）組成的。

　　陳四樓煤礦的井下現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明該監(jiān)控系統(tǒng)具有以下主要特點(diǎn)：①系統(tǒng)有較強(qiáng)的適用性和可擴(kuò)展性，可以組成不同的控制規(guī)模，其邏輯控制方式可以通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)，使復(fù)雜的邏輯控制變得簡(jiǎn)單易行。②系統(tǒng)中的許多裝置均為智能部件，能對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，然后傳送給控制器再處理，并且以匯報(bào)的方式與控制器進(jìn)行通信，實(shí)際上是一種小型的數(shù)據(jù)集散控制系統(tǒng)。③系統(tǒng)中的產(chǎn)品采用簡(jiǎn)便快捷的直插式插接件相連，使系統(tǒng)在惡劣的環(huán)境中也能快速準(zhǔn)確地安裝和更換。④系統(tǒng)中有獨(dú)立的語(yǔ)音通信線，使系統(tǒng)在可以延伸的地方都可以進(jìn)行語(yǔ)音通信。⑤系統(tǒng)中有特定的安全保障回路，與控制回路相連使用，可使系統(tǒng)控制安全可靠。

　　2煤礦工作面綜合監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)誕生

　　由中國(guó)礦業(yè)大學(xué)和兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司興隆莊煤礦合作完成的“煤礦工作面綜合監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)”，總體技術(shù)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，對(duì)于保障煤礦工作面的安全生產(chǎn)有著極其重要的意義，已經(jīng)由專家通過了技術(shù)鑒定。

　　此項(xiàng)研究課題是為了適應(yīng)煤礦高產(chǎn)高效綜放工作面生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展而提出來的。該系統(tǒng)由地面主機(jī)、井下中心站、9個(gè)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)及相應(yīng)的井上、井下通信網(wǎng)絡(luò)等幾個(gè)部分組成，具有前后部輸送機(jī)和泵站工況參數(shù)的監(jiān)測(cè)、乳化液配比的監(jiān)測(cè)、支架支護(hù)質(zhì)量和頂板壓力的監(jiān)測(cè)與系統(tǒng)分析、頂板離層的自動(dòng)檢測(cè)、巷道變形的監(jiān)測(cè)、工作面各主要設(shè)備的開停監(jiān)測(cè)及開機(jī)率統(tǒng)計(jì)等功能。該系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在：實(shí)現(xiàn)了頂板離層在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為分析離層與采動(dòng)影響的關(guān)系提供了可靠的監(jiān)測(cè)手段；大屏幕本安計(jì)算機(jī)用于煤礦井下工作面工況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，提高了計(jì)算機(jī)技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用水平；實(shí)現(xiàn)了乳化液泵站的多參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并為濃度調(diào)整提供了依據(jù)實(shí)現(xiàn)了工作面支護(hù)質(zhì)量與頂板壓力專家系統(tǒng)在線分析和工作面主要設(shè)備的故障在線監(jiān)測(cè)。

　　此項(xiàng)成果在興隆莊煤礦實(shí)施國(guó)家攻關(guān)項(xiàng)目的5318高產(chǎn)高效綜合機(jī)械化放頂煤工作面中投入使用。實(shí)踐表明：該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，技術(shù)先進(jìn)，運(yùn)行可靠，監(jiān)測(cè)內(nèi)容較全面，數(shù)據(jù)分析能力強(qiáng)，為綜放工作面大功率設(shè)備的安全運(yùn)行提供了較為全面的監(jiān)測(cè)保障，并且取得了較可觀的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。專家們指出：這項(xiàng)成果的開發(fā)和應(yīng)用成功，對(duì)于我國(guó)開采設(shè)備大型化和自動(dòng)化水平較高的一礦一面（或兩面）的高產(chǎn)高效礦井有著良好的推廣應(yīng)用前景。
　3濟(jì)二礦監(jiān)測(cè)井下設(shè)備保安全

　　兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司濟(jì)寧二號(hào)煤礦安裝的KJ95型礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠全面監(jiān)測(cè)井下的生產(chǎn)工作環(huán)境和部分生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)值超過安全生產(chǎn)規(guī)定值時(shí)及時(shí)報(bào)警。

　　該系統(tǒng)由服務(wù)器、交換機(jī)及用戶端組成，在井下安裝了18臺(tái)瓦斯傳感器、9臺(tái)風(fēng)速傳感器、4臺(tái)一氧化碳傳感器、4臺(tái)溫度傳感器和2臺(tái)負(fù)壓傳感器。經(jīng)過幾年的使用，最近又對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)改造。系統(tǒng)對(duì)井下的膠帶運(yùn)行狀況、架空載人裝置的運(yùn)行狀況、風(fēng)門開關(guān)、溫度、負(fù)壓、局扇開停、一氧化碳和瓦斯?jié)舛鹊拳h(huán)境參數(shù)通過傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)通過礦局域網(wǎng)直接傳送到服務(wù)器，由服務(wù)器對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工分析，出具圖形、報(bào)表等，提供的工礦監(jiān)測(cè)圖十分形象的在桌面上供用戶使用。此系統(tǒng)通過礦局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了全礦聯(lián)網(wǎng)，礦領(lǐng)導(dǎo)、各科室及區(qū)隊(duì)都能看到相關(guān)的數(shù)據(jù)。

　　4綜掘工作面可視控制系統(tǒng)誕生

　　由兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司興隆莊煤礦與天津天寧礦用電子設(shè)備廠共同研制的綜掘工作面可視控制系統(tǒng)，是一種集通話、控制、檢測(cè)、保護(hù)于一身的控制和通訊系統(tǒng)，可對(duì)其3km范圍以內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行集中控制和動(dòng)態(tài)檢測(cè)。

　　在井下使用的時(shí)候，只要在每個(gè)控制點(diǎn)配置1臺(tái)電源、擴(kuò)音電話和電纜，就可實(shí)現(xiàn)通話和預(yù)警；配置控制器、智能輸入輸出及各種傳感器，就可對(duì)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行控制。控制器帶有彩色大屏幕液晶顯示器，是控制系統(tǒng)的核心。智能輸入輸出作為每一部帶式輸送機(jī)或者刮板輸送機(jī)的就地控制分站，帶有4路輸入和4路輸出，輸出節(jié)點(diǎn)用于控制電機(jī)的啟停，輸入節(jié)點(diǎn)用于接入保護(hù)傳感器和就地啟停按鈕。

　　在按照現(xiàn)場(chǎng)的要求配置以后，系統(tǒng)便可以完成以下的主要功能：①順序起動(dòng)和停機(jī)。通過控制器上的啟車按鍵和停車按鍵，可以實(shí)現(xiàn)刮板輸送機(jī)、帶式輸送機(jī)的逆煤流方向順序啟動(dòng)和順煤流方向順序停機(jī)。啟動(dòng)之前有語(yǔ)言報(bào)警，而且啟動(dòng)的時(shí)間間隔是可調(diào)的。②緊急停車。在遇到緊急情況的時(shí)候，按下掘進(jìn)工作面沿線的任意一臺(tái)擴(kuò)音電話上的閉鎖按鈕，就能夠?qū)崿F(xiàn)掘進(jìn)工作面所有被控制設(shè)備的立即停機(jī)。③就地單啟、單停。在每一臺(tái)被控制的設(shè)備附近均設(shè)置了單啟、單停按鈕。當(dāng)控制器的“工作方式選擇”被設(shè)定為“就地”方式的時(shí)候，只要按下該按鈕，就可以對(duì)此臺(tái)設(shè)備單獨(dú)實(shí)行啟動(dòng)和停機(jī)。④設(shè)備保護(hù)。每一臺(tái)設(shè)備均帶有堆煤保護(hù)，帶式輸送機(jī)還帶有跑偏、煙霧、溫度、速度等保護(hù)。⑤沿線通話、報(bào)警。沿線的每一臺(tái)電話均能和其它的電話進(jìn)行通話，設(shè)備每次起動(dòng)之前都有語(yǔ)言報(bào)警，提高了設(shè)備運(yùn)行的安全性，避免了各種惡性事故的發(fā)生。

　　5基于GIS系統(tǒng)的煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)

　　兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司青龍煤礦的煤層瓦斯含量高、涌出量大，嚴(yán)重威脅礦工的生命安全。為了做到防患與未然，他們建立了一套基于GIS系統(tǒng)的煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，使得礦井的安全管理直觀快捷，有效地減少了事故隱患。

　　礦井信息與空間位置信息有著密切的關(guān)系，因此他們?cè)诿旱V的信息化建設(shè)中引入了能夠把空間位置與屬性數(shù)據(jù)信息結(jié)合在一起的軟件平臺(tái)。該系統(tǒng)采用了Maplnfo的Java4.5產(chǎn)品，利用它完善的地圖操作功能以及定位、地圖導(dǎo)航、專題圖和各種統(tǒng)計(jì)分析功能實(shí)現(xiàn)了可視化的生產(chǎn)調(diào)度、安全調(diào)度和安全監(jiān)控等功能。能夠任意選擇顯示目標(biāo)煤礦和相應(yīng)煤礦的采掘工程圖，隨意查詢游覽采掘工程圖和其它生產(chǎn)關(guān)系圖透明疊加進(jìn)行空間分析；能夠直接在圖上測(cè)量距離，直接在數(shù)字采掘工程圖越界位置編制警告督辦令，并通過網(wǎng)絡(luò)及時(shí)下發(fā)。其中的安全監(jiān)控子功能包括在線檢測(cè)、瓦斯超限、曲線分析、全局監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)查詢、歷史曲線分析和郵件處理等功能。

　　它可以以圖形方式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)單個(gè)煤礦的全部傳感器工作情況以及井下設(shè)備的工作狀態(tài)。在圖上能夠看到每個(gè)傳感器當(dāng)時(shí)的瓦斯?jié)舛却笮『驮O(shè)備的開停狀態(tài)，具有瓦斯超限有鈴聲報(bào)警和通訊中斷有相應(yīng)顯示。通風(fēng)系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的風(fēng)速、風(fēng)量、風(fēng)向和變化趨勢(shì)等相關(guān)數(shù)據(jù)的處理、分析功能，能夠?qū)崟r(shí)顯示和查詢監(jiān)控所采集數(shù)據(jù)，并能自動(dòng)做出超限報(bào)警。曲線分析可以對(duì)煤礦的瓦斯情況進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、分鐘數(shù)據(jù)、小時(shí)數(shù)據(jù)查詢并且可以生成針對(duì)一個(gè)瓦斯傳感器的部分?jǐn)?shù)據(jù)的圖形曲線。由子系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的瓦斯?jié)舛群妥兓厔?shì)等相關(guān)數(shù)據(jù)的處理、分析，系統(tǒng)依據(jù)所采集數(shù)據(jù)自動(dòng)生成相應(yīng)的專題圖，并做出超限警報(bào)提示。

6Profibus-DP總線在煤礦設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

　　最近，山東科技大學(xué)成功地將Profibus-DP總線技術(shù)應(yīng)用于兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司興隆莊煤礦東風(fēng)井廣場(chǎng)的壓風(fēng)機(jī)、扇風(fēng)機(jī)和水泵監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)于保障煤礦的安全生產(chǎn)及保持設(shè)備的高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有十分重要的意義。

　　Profibus是一種國(guó)際化、開放式、不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，用于工業(yè)自動(dòng)化日益廣泛。它有3個(gè)兼容版本，其中Profibus-DP總線是一種高速（數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)12Mbit/s）的經(jīng)濟(jì)的設(shè)備級(jí)網(wǎng)絡(luò)，主要用于現(xiàn)場(chǎng)控制器與分散I/O之間的通信。此系統(tǒng)有1臺(tái)Profibus-DP主站、3臺(tái)Profibus-DP從站及其現(xiàn)場(chǎng)的通風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、9及各種變送器組成。

　　主站設(shè)在主監(jiān)控室中，從站設(shè)在每個(gè)監(jiān)控設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)，由Profibus-DP總線將所有從站設(shè)備連接起來。主站采用工控機(jī)作為上位機(jī)，通過現(xiàn)場(chǎng)總線接口卡與現(xiàn)場(chǎng)總線相連，使工控機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)連接為能完成組態(tài)、運(yùn)行、操作等功能的完整的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。從站1監(jiān)控4臺(tái)300kW空壓機(jī)的運(yùn)行，從站2監(jiān)控風(fēng)井廣場(chǎng)5臺(tái)水泵的運(yùn)行，從站3監(jiān)控風(fēng)井2臺(tái)通風(fēng)機(jī)及風(fēng)井風(fēng)壓、瓦斯、粉塵等參數(shù)。在此監(jiān)控系統(tǒng)中，因?yàn)?臺(tái)從站距離主站都比較遠(yuǎn)，因此在每一個(gè)從站現(xiàn)場(chǎng)還設(shè)計(jì)有人機(jī)界面，通過液晶觸摸屏可以顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的詳細(xì)運(yùn)行參數(shù)，也可以控制每一個(gè)從站相應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行。該型設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)采用Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)分布式控制，迄今為止已經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定運(yùn)行了1a以上。興隆莊煤礦的運(yùn)行實(shí)踐證明，采用這種總線技術(shù)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，抗干擾能力強(qiáng)，降低了系統(tǒng)的成本。

　　7礦井機(jī)車運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)

　　由兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司南屯煤礦和合肥工業(yè)大學(xué)共同研制的KJ15A礦井機(jī)車運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)、適應(yīng)性強(qiáng)、工作可靠、操作維護(hù)方便，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

　　該系統(tǒng)主要由地面調(diào)度站、遠(yuǎn)地控制分站和測(cè)控現(xiàn)場(chǎng)三部分組成。其中，地面調(diào)度站有主控計(jì)算機(jī)、顯示設(shè)備、打印機(jī)、管理計(jì)算機(jī)和智能通訊器等設(shè)備；遠(yuǎn)地控制分站有隔爆電源箱和控制分站；測(cè)控現(xiàn)場(chǎng)有軌道計(jì)軸器、井下收發(fā)訊機(jī)、動(dòng)態(tài)信號(hào)機(jī)和電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)等設(shè)備。KJ15A系統(tǒng)所用的工控網(wǎng)絡(luò)是多層總線星型混合結(jié)構(gòu)的二級(jí)網(wǎng)絡(luò)。主控室設(shè)在地面，主控機(jī)采用研華系列工控機(jī)，從主控室引出4根網(wǎng)路通訊電纜直至井下。控制分站安裝在巷道井壁上，采用自行研制的專用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。每根網(wǎng)路通訊電纜上可掛接15臺(tái)控制分站。控制分站是由高檔工業(yè)控制微型機(jī)組成的專用現(xiàn)場(chǎng)智能分站，直接管理傳感設(shè)備和執(zhí)行設(shè)備。每臺(tái)控制分站都配有專用電源箱，可以管理4個(gè)測(cè)控點(diǎn)。每個(gè)測(cè)控點(diǎn)包括1對(duì)計(jì)軸傳感器、1臺(tái)收訊機(jī)、1臺(tái)信號(hào)機(jī)和1臺(tái)電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)。

　　此項(xiàng)成果引入了智能控制技術(shù)，探索出一系列柔性調(diào)度算法，解決了動(dòng)態(tài)目標(biāo)跟蹤中前向不定性和后向不定性、行車路徑的動(dòng)態(tài)鏈接、信號(hào)聯(lián)鎖關(guān)系的自動(dòng)判定、設(shè)備損壞時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自適應(yīng)重組等問題，以任務(wù)和任務(wù)串的調(diào)度方式增強(qiáng)了傳統(tǒng)的進(jìn)路調(diào)度方式，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化調(diào)度。成功地將軌道計(jì)軸器投入使用，能適應(yīng)各種機(jī)車，并能檢測(cè)車速、運(yùn)行方向和車皮數(shù)等信息。開發(fā)了重演軟件，能夠在選定的時(shí)間內(nèi)以隨意的速度重現(xiàn)運(yùn)輸過程。井下設(shè)備采用積木式結(jié)構(gòu)，能夠適應(yīng)不同規(guī)模的礦井，基本系統(tǒng)安裝后，用戶還能方便地自行對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)充改造。

　　8煤礦井下架線電機(jī)車直流牽引網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)

　　兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司鮑店煤礦根據(jù)煤礦井下直流供電的特性以及井下電機(jī)車運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，研制出井下架線電機(jī)車直流牽引網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，不僅保證了直流牽引網(wǎng)絡(luò)的正常供電，而且在故障后能快速?gòu)?fù)電，提高了電機(jī)車的運(yùn)輸效率，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

　　該系統(tǒng)在操作臺(tái)可以集中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各開關(guān)進(jìn)行操作；與各個(gè)分區(qū)開關(guān)之間也可以單獨(dú)操作控制，互不閉鎖；各開關(guān)現(xiàn)場(chǎng)也可就地操作。直流550V架線為串行供電方式，分區(qū)開關(guān)660V工作電源亦為串行供電控制，上一級(jí)開關(guān)控制下一級(jí)開關(guān)，操作臺(tái)與各分區(qū)開關(guān)采用編碼方式進(jìn)行通訊。向架線供電時(shí)，操作臺(tái)首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行掃描，依次發(fā)出各個(gè)開關(guān)的編碼，各分區(qū)開關(guān)接到各自的編碼指令后，將分區(qū)開關(guān)的工況信息返回到操作臺(tái)進(jìn)行分析，并做出相應(yīng)的顯示，各種指示燈亮，分區(qū)開關(guān)正常的直流接觸器閉合運(yùn)行，架線有電。故障燈亮，直流接觸器不能閉合，架線無電，應(yīng)檢查排除故障。出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)人為或故障斷電，操作臺(tái)顯示各類故障，可在調(diào)度室直接對(duì)某一分區(qū)開關(guān)直接復(fù)電。因機(jī)車運(yùn)行接地、短路或人為故意斷電即可進(jìn)行迅速恢復(fù)，避免了逐個(gè)去人查找的麻煩。

　　其特點(diǎn)如下：①采用新型霍爾元件傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電流采樣，信號(hào)經(jīng)單片機(jī)處理后實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)。開關(guān)具有開門閉鎖功能，檢修開關(guān)時(shí)就地和遠(yuǎn)控都不能操作，保證了檢修時(shí)的安全。②具有直流漏電閉鎖功能。在分區(qū)開關(guān)閉合前對(duì)架空線直流550v線路的絕緣性能進(jìn)行檢測(cè)。如線路絕緣值低于設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值，漏電閉鎖電路動(dòng)作，使分區(qū)開關(guān)無法閉合，起到線路保護(hù)作用。線路絕緣值大于設(shè)定絕緣值，漏電閉鎖電路不動(dòng)作，使分區(qū)開關(guān)正常閉合供電。考慮到漏電閉鎖電路的重要性，還設(shè)計(jì)了漏電閉鎖電路自身檢測(cè)用的漏電閉鎖電路試驗(yàn)電路，以檢驗(yàn)其可靠性。
9中厚煤層高產(chǎn)高效面支架位態(tài)與支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)

　　兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司濟(jì)寧二號(hào)煤礦23上01綜采工作面煤層厚度中厚偏薄，斷層發(fā)育。他們實(shí)施以支架頂梁仰角、俯角、平衡千斤頂以及煤壁片幫和端面冒頂?shù)葹楸O(jiān)測(cè)內(nèi)容的支架位態(tài)與支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)，確保了支架合理的位態(tài)和支護(hù)質(zhì)量。

　　監(jiān)測(cè)分析表明，支架頂梁的仰俯范圍在-1°~9°，平均為3.7°。這樣，即使工作面在過斷層和采高變化較大時(shí)，支架仍能保持良好位態(tài)。可見頂梁基本處于水平狀態(tài)，與頂板接觸良好，有利于發(fā)揮立柱的支撐作用。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，頂梁和掩護(hù)梁最大角度為174.5°，最小角度為146°，平均值為159.37°，樣本標(biāo)準(zhǔn)差為6.94°。根據(jù)平衡千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)尺寸和行程得知，支架頂梁與掩護(hù)梁夾角的設(shè)計(jì)最大值為199.225°，最小值為134.528°，平均為167.23°。因此，支架支護(hù)過程中頂梁與掩護(hù)梁的夾角處于合理的范圍之內(nèi)。上述分析表明，從平衡千斤頂?shù)墓ぷ鳡顟B(tài)角度講，支架處于良好的工作狀態(tài)，能夠適應(yīng)工作面采高變化的實(shí)際情況，對(duì)頂板具有良好的支護(hù)作用。

　　為了分析平衡千斤頂?shù)氖芰Ψ植紶顩r以確定其合理的受力范圍，對(duì)于工作面所采集的壓力數(shù)據(jù)也進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。在采高較小的情況下，頂板的運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)；平衡千斤頂能夠根據(jù)頂板的運(yùn)動(dòng)情況調(diào)節(jié)頂梁的受力中心，使之能較好地發(fā)揮對(duì)頂板的支撐作用；由于傾斜方向上重力的影響，工作面不同部位上覆巖層的運(yùn)動(dòng)有所不同，著在平衡千斤頂?shù)脑鲎璺植贾械玫搅嗣黠@的體現(xiàn)，說明平衡千斤頂能夠根據(jù)工作面不同壓力條件自動(dòng)調(diào)節(jié)支架的工作狀態(tài)，使支架在整體上保持協(xié)調(diào)一致的同時(shí)還能適應(yīng)工作面內(nèi)部壓力沿傾斜方向的變化。

　　2地面設(shè)備監(jiān)控

　　1地面排矸多媒體機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)

　　兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司東灘煤礦選用的地面排矸多媒體機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)，不僅保證機(jī)車速度而且保障運(yùn)輸安全，較好地解決了機(jī)車在運(yùn)輸車場(chǎng)的通過能力問題，創(chuàng)造了顯著的效益。

　　該系統(tǒng)由室內(nèi)集控設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)設(shè)備組成。其中，控制機(jī)車運(yùn)行的信號(hào)設(shè)備均設(shè)在現(xiàn)場(chǎng)，有電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)、信號(hào)機(jī)、傳感器和攝像儀，轉(zhuǎn)轍機(jī)可以改變機(jī)車的行車方向，信號(hào)機(jī)指示機(jī)車的開停，傳感器跟蹤監(jiān)測(cè)機(jī)車位置，攝像儀監(jiān)視車場(chǎng)列車占道情況；室內(nèi)設(shè)備由操作控制臺(tái)、繼電器柜、電源柜、防雷柜以及大屏幕顯示器等組成。系統(tǒng)主機(jī)984-385控制軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，整個(gè)程序分為兩個(gè)程序段。在第一個(gè)程序段中，系統(tǒng)清零、傳感器短路狀態(tài)檢測(cè)程序、進(jìn)路狀態(tài)控制程序都是整個(gè)軟件核心部分。該程序控制進(jìn)路查詢、占用、解鎖間的轉(zhuǎn)換、信號(hào)機(jī)開放和一些提示信號(hào)以及轉(zhuǎn)轍機(jī)的自動(dòng)控制信號(hào)。第二程序段含送進(jìn)路和解鎖進(jìn)路程序、電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)控制與報(bào)警程序以及數(shù)據(jù)傳送程序。

　　該系統(tǒng)有著以下功能特點(diǎn)：采用美國(guó)具有國(guó)際先進(jìn)水平的可編程控制器作為系統(tǒng)控制主機(jī)，可實(shí)現(xiàn)程控方式、集中控制、手動(dòng)操作三種控制方式；圖象監(jiān)視洗矸倉(cāng)、選矸倉(cāng)、道口及翻籠工作情況，顯示機(jī)車車號(hào)、列車位置、進(jìn)路占用、信號(hào)顯示、轉(zhuǎn)轍機(jī)岔尖位置等信息；信號(hào)機(jī)燈泡斷絲、轉(zhuǎn)轍機(jī)岔尖不到位、傳感器電氣故障實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警；機(jī)車闖紅燈時(shí)，闖紅燈地帶紅光帶閃爍；統(tǒng)計(jì)洗矸倉(cāng)、選矸倉(cāng)、井口及翻籠處矸石車數(shù)，根據(jù)生產(chǎn)需要打印車輛調(diào)度管理的各種數(shù)據(jù)；留有與礦聯(lián)網(wǎng)及井下機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)接口；首次應(yīng)用的間隙鐵軌道傳感器具有防震、防水和防砸等功能，性能穩(wěn)定可靠。

　　2煤倉(cāng)煤位新型傳輸顯示系統(tǒng)誕生

　　兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司鮑店煤礦的工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)從地面發(fā)展到了井下，但是礦井上下的煤倉(cāng)煤位由于環(huán)境因素和技術(shù)限制，一直沒有納入網(wǎng)絡(luò)化管理，調(diào)度系統(tǒng)無法了解煤倉(cāng)的儲(chǔ)煤情況。為此，他們?cè)谥袊?guó)礦業(yè)大學(xué)的協(xié)助下，將選煤廠的1個(gè)原煤倉(cāng)、2個(gè)矸石倉(cāng)和3個(gè)井下煤倉(cāng)納入了調(diào)度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了煤倉(cāng)煤位的自動(dòng)監(jiān)控，減少了膠帶輸送機(jī)的停機(jī)、開機(jī)和待機(jī)時(shí)間，為煤炭洗選和外運(yùn)銷售決策提供了科學(xué)的依據(jù)。

　　該系統(tǒng)是由選煤廠分站、井下分站和礦調(diào)度室主機(jī)三個(gè)部分組成的。相對(duì)于礦局域網(wǎng)而言，它既自成一個(gè)系統(tǒng)，又是一個(gè)二記分布子系統(tǒng)。其中，選煤廠分站完成對(duì)高為30m的原煤倉(cāng)和矸石倉(cāng)煤位的測(cè)量及就地顯示，并將這些信息遠(yuǎn)傳至礦調(diào)度室主機(jī)。由于地面?zhèn)鬏敻蓴_較小，從節(jié)省投資考慮，采用屏蔽雙絞線傳輸和Bitbus總線協(xié)議糾錯(cuò)，傳輸誤碼率低于10-6，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴＞路终就瓿蓪?duì)高25m煤倉(cāng)煤位的測(cè)量、就地顯示和低位、高位報(bào)警以及將測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，以便于光纖傳輸。礦調(diào)度室主機(jī)完成對(duì)信息采集、驅(qū)動(dòng)顯示分站、向局域網(wǎng)傳送信息等功能。

　　該系統(tǒng)的測(cè)量范圍為0～35m，測(cè)量精度小于量程的0.5%，顯示精度為0.1m。選煤廠、礦井上下及礦調(diào)度室之間的信號(hào)采用光纖傳輸，抗干擾性強(qiáng)。選煤廠調(diào)度室和井下集控室設(shè)有數(shù)字顯示儀表，顯示器為按鍵式4位20.3高發(fā)光二極管顯示器，基本誤差為0.5%，分辨率為0.01，模擬變送電流為4～20mA（負(fù)載電阻為500Ω，使操作工對(duì)煤倉(cāng)煤位的確切位置一目了然。

　　此項(xiàng)成果替代了以前的高低煤位兩種顯示，在礦調(diào)度室主機(jī)上設(shè)有數(shù)字顯示和柱狀圖顯示，既直觀又美觀。此外，還充分考慮到今后系統(tǒng)的擴(kuò)展需求，留有15個(gè)倉(cāng)位傳輸接口，以便將選煤廠18個(gè)煤倉(cāng)全部都納入該系統(tǒng)，組成獨(dú)立的煤倉(cāng)煤位傳輸顯示網(wǎng)。

　　3興隆莊選煤廠工況監(jiān)視系統(tǒng)效果好

　　由兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司興隆莊煤礦選煤廠和中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院共同完成的“興隆莊選煤廠工況監(jiān)視系統(tǒng)”項(xiàng)目，達(dá)到了國(guó)內(nèi)的先進(jìn)水平，已經(jīng)通過了專家的技術(shù)鑒定。

　　興隆莊選煤廠工況監(jiān)視系統(tǒng)可以分為1個(gè)大系統(tǒng)和5個(gè)子系統(tǒng)，其主要的設(shè)備選用了中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院研究生產(chǎn)的“KJ28煤礦井上、井下光纖工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)”系列產(chǎn)品。各個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)部的電視圖象均采用同軸電纜進(jìn)行傳輸，子系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間、子系統(tǒng)與大系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)和圖象則全部采用光纜進(jìn)行傳輸。整個(gè)系統(tǒng)總共安裝了35套攝像儀，因此可以在選煤廠的4個(gè)技術(shù)操作室和精煤運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)置眾多的圖象集中監(jiān)視點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了由每個(gè)子系統(tǒng)各自進(jìn)行監(jiān)視、廠調(diào)度室和有關(guān)廠領(lǐng)導(dǎo)辦公室可進(jìn)行全部圖象定點(diǎn)監(jiān)視或者循環(huán)監(jiān)視，并且還能夠用于監(jiān)視運(yùn)煤列車的整個(gè)裝運(yùn)過程及車皮的清潔狀況等。

　　經(jīng)過精心安裝和調(diào)試以后，此系統(tǒng)正式投入運(yùn)行，據(jù)統(tǒng)計(jì)至少替代了原先由60名崗位司機(jī)所承擔(dān)的工作量。迄今為止，該系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)行了幾年，運(yùn)行實(shí)際有力地表明：興隆莊煤礦選煤廠的工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行可靠、圖象清晰穩(wěn)定、操作控制靈活方便，系統(tǒng)的功能與技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。

　　專家們認(rèn)為，此項(xiàng)成果將使我國(guó)采礦行業(yè)選礦廠的技術(shù)水平在現(xiàn)代化的道路上又向前邁進(jìn)了一大步，具有相當(dāng)?shù)耐茝V價(jià)值，可以在條件相類似的選礦廠進(jìn)行應(yīng)用。

　　4鮑店礦光纖工業(yè)電視系統(tǒng)通過技術(shù)鑒定

　　由兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司鮑店煤礦和中國(guó)礦業(yè)大學(xué)聯(lián)合研制的KJ28光纖工業(yè)電視系統(tǒng)已經(jīng)通過了專家的技術(shù)鑒定。

　　據(jù)了解，KJ28光纖工業(yè)電視系統(tǒng)主要是由礦井井下光纖電視和地面辦公自動(dòng)化兩大部分組成的，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)煤礦井下主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)、主要設(shè)備的全天候監(jiān)視和狀態(tài)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)等。應(yīng)用實(shí)踐表明：現(xiàn)場(chǎng)的圖像可以經(jīng)過光纖傳送到地面的調(diào)度室與有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的辦公室，20余個(gè)終端設(shè)備具有AV、TV信號(hào)切換的功能，操作方便，控制靈活可靠，完全能夠獨(dú)立地完成定點(diǎn)、循環(huán)或者選擇性地觀看全部各種圖像。

　　專家們指出：即使在煤礦井下相當(dāng)有限的照明條件下，通過該系統(tǒng)傳輸出來的圖像仍然質(zhì)量穩(wěn)定、清晰、無干擾，使得礦領(lǐng)導(dǎo)和調(diào)度人員能夠直觀、及時(shí)地了解到礦井井下各個(gè)采煤工作面的煤炭生產(chǎn)、運(yùn)輸、提升等情況，對(duì)于保障煤礦啊安全生產(chǎn)和科學(xué)地進(jìn)行調(diào)度指揮起到了重要的作用，具有很高的推廣價(jià)值。