煤矿安全监控系统的现状与发展趋势(2)

4 煤 炭 技 术 第27卷

1 煤矿监测监控技术的发展

1.1 国外煤矿监测监控技术的发展

国外煤矿监测监控技术是20世纪60年代开始发展起来的,至今已经有4代产品,基本上5~10a更新一代产品。从技术特性来看,主要是从信息传输发生的进步来划分监控系统发展阶段的

[1]

。

图1 现代煤矿监测监控系统

第一阶段,煤矿安全监控系统主要采用空分制信号传输方式。60年代中期英国煤矿的运输机控制、日本煤矿中的固定设备控制大都采用这种技术。典型系统有法国的CTT63/40煤矿监测系统,它可测瓦斯、一氧化碳、风速、温度等参数,最多可测40个测点。波兰的CMM-20系统,最多可测20个测点以及CMC-1系统,最多可测128个测点。

第二阶段,随着以晶体管电路为主的信息传输技术的发展,煤矿安全监控系统主要采用频率区分信道的频分制信号传输方式,由于采用频分制,传输信道的电缆芯数大大减少,很快就取代了空分制系统。英美等国的煤矿在60年代后期就已大量采用频分制技术。其中最具代表性且至今仍有影响的是西德Siemens公司的TST系统和F+H公司的TF200(早期是TF24)系统,这些都是音频传输系统。第三阶段,集成电路的出现推动了时分制系统的发展,从而产生以时分制为基础的第三代煤矿监控系统,其通信规程比较严格、抗干扰能力强、传输电缆与测试点数无关、结构简单、配置灵活。其中发展较快的是英国。英国煤炭研究院于1976年推出以时分制为基础的MINOS煤矿监控系统。开创了煤矿自动化技术和煤矿监控技术发展的新局面,直到今日,国内外各种监控系统尽管在功能性和产品的技术先进性上都有较大的提高,但系统的整体结构仍没有太大的变化。在此阶段典型系统有英国的MINOS系统、美国的DAN6400系统、西德的GEA MATIC-2000全矿井监控系统等。

第四阶段,随着计算机技术、大规模集成电路技术、数据通信技术等现代高新科技的迅速发展,形成了以分布式微处理机为基础,以开发性、集成性和网络化为特征的第四代煤矿监控系统。其信号的传输方式还是属于时分制范畴,但用原来的一般时分制的概念已不足反映这一高新技术的特点。其中有代表性的是美国MSA公司DAN6400系统,加拿大参透里昂600型系统。

现代煤矿监测监控系统(图1)由4部分组成:监控主机、计算机网络及监控软件;传输接口和传输

通道;井下数据采集分站;各种传感器及执行器。

1.2 我国煤矿监测监控技术的发展

我国监测监控技术应用较晚,20世纪80年代初,原煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作,大大促进了国内监控技术的发展。从波兰、法国、德国、英国和美国等(如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200)引进了一批安全监控系统,装备了部分煤矿。在引进的同时,通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况,先后研制出KJ2、KJ4、KJ8、KJ10、KJ13、KJ19、KJ38等监控系统,在我国煤矿已大量使用。这一时期的系统结构多为分布式,多采用时分制频带传输或基带传输,传感器数据经分站进入地面主机。特点是容量较大,多达数百个测点,功能较强,可接入数十种传感器,如瓦斯、风速、一氧化碳、温度等环境参数;各种机电设备开停等生产参数;电压、电流、功率等电量参数,各种机电设备的保护信号等。

90年代以来,紧跟世界监测监控系统的发展潮流,随着电子技术、计算机软硬件技术的迅猛发展和企业自身发展的需要,国内各主要科研单位和生产厂家又相继推出了KJ66、KJ75、KJ80、KJ92、KJ90、KJ95、KJ101、KJF2000、KJ4/KJ2000和KJG2000等监控系统,以及MSNM、WEBGIS等煤矿安全综合化和数字化网络监测管理系统。其主要特点是:测控分站的智能化水平进一步提高,具有网络连接功能,系统软件采用了Windows操作系统。实践表明,安全监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。

2 煤矿安全监控系统的现状

2.1 国外煤矿安全监控系统的现状

随着网络技术和通信技术的发展,国外新推出的矿井监测监控系统均采用基于开放系统互连标准模型的集散系统结构。系统由现场测控分站和控制中心主站组成。系统支持多种互连标准,方便地组成多节点的安全监测监控网络,实现系统间的通信和数据共享。安全监测监控可由原来单一的监测监控

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