KJ565矿井水文在线监测预警系统

泰安市一开电气有限公司（以下简称“泰安一开”）与山东大学、山东科技大学合作研发了煤矿排水及水文监测系统、煤矿洒水喷雾降尘装置、矿用传感器、矿用本安型操作箱、矿用隔爆兼本安型可编程控制器、矿用隔爆兼本安型直流稳压电源、矿用本安型信号转换器、风门控制用电控装置、矿用隔爆兼本安型监控分站、矿用隔爆兼本安型监控子站、矿用本安型流量压力监控子站、矿用LED灯等一系列产品，能有效的为煤矿企业安全生产、节能降耗及提高生产效率提供有效保障。

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一、产品概述

《煤矿安全规程》（2011年版）第252条及《煤矿防治水工作条例》第5条明确要求，具有水害威胁的矿井需要建立健全水文动态监测系统。随着煤矿开采由浅部进入深部，矿井受水害威胁的程度越来越严重，需要正常观测的水文项目不断增多，但大多采用人工测量，测量低，实时性差，出现异常不能及时发现，因此不能及时采取措施防止灾害发生。

针对以上情况，我公司综合运用现代传感器技术、计算机技术、网络通讯技术，研发设计了“KJ565型矿井水文在线监测预警系统”，对井上、井下引起水害的各种水文监测点进行实时监测，对于调度室及时掌握矿井地下水文动态、预防水害发生、保证矿井的安全具有重要的现实意义。

二、工作原理

矿井水文在线监测报警系统可全天候实时监测引起矿井水害的各种参数，并在地面监控中心上位机上显示和存储，一旦出现险情，立即报警，以便及时采取措施，保证矿井及井下人员安全。监测数据可通过计算机网络查询，报警信息可以短信形式发送到有关人员的手机上。

地面野外水文钻孔测量由安装在各钻孔内的基于GPRS的智能水位遥测仪（带手机模块）完成。智能水位遥测仪定时（定时时间间隔可设置）测量水位，也可实现监控中心计算机实时召测，并通过GPRS路由器或固定IP地址将测量数据发送传输至监控计算机，实现集中显示、存储，一旦出现异常情况(水位超限、水位变化速度超限、水位超出传感器的量程、传感器露出水面、钻孔遭破坏而现场出现异常振动、供电电压不足、手机欠费等)，监控计算机立即进行声光报警。

井下系统分为三个网络层次，底层网络由智能传感器(如智能堰式流量传感器、智能管路流量传感器、智能水压传感器、智能水位传感器、智能位移传感器等)、声光报警器及监测分站组成，监测分站通过发送不同的地址（每个智能传感器都设有的地址，地址范围1～256）依次控制各智能传感器执行测量工作，并读取和存储其测量数据。地面监控计算机根据监测数据产生报警信息，并由监测分站转给声光报警器。智能传感器、监测分站由本安电源供电。中层网络的拓扑结构分别为环形以太网型、RS485总线型、M-BUS总线型等，特点是多个网络结点可共用一条通信信道，非常适合煤矿井下测点分布较广的情形。上层网络为计算机局域网络，监控计算机作为网络结点，具有网络服务器功能。

三、功能特点

1、系统骨干网全部采用光纤传输，抗干扰能力强、实时性好。

1、 可以独立布线成系统，也可以借助原有光纤或工业以太环网上传数据。

2、 系统网络拓扑结构中的交换机除满足现有水文监测预警系统的需求外，预留冗余硬件接口，方便以后系统扩容或其它系统的接入。

3、 系统扩容简单、方便。

4、 系统监测分站预留传感器接入容量，如需增加监测点，只需要将传感器接入附近监测分站的预留信号输入通道即可，无需增加其他任何通信成本。

5、 监测系统采用B/S架构，与矿井数字化网络平台兼容。

6、 系统可监测井下带压开采的水头压力，增加电控阀门和电控装置后，井下放水孔可实现自动疏防水，并可实现远程监控。

7、 软件可实现对矿井涌水量、排水量、突水资料、长观孔、水源井与防治水数据资料的管理、查询，以及为图形的绘制提供所需的数据，并自动打印出表，自动生成水文相关关系曲线图，能够方便、快速地把钻孔资料注记到钻孔所在的位置或图形的边界，绘制柱状图。

四、系统参数

1、系统容量：256 台分站设备。

2、系统巡检周期： ≤30s。

3、数据传输方式：光纤、RS485总线、以太网。

4、通讯距离

光纤通讯：≤20km（单模光缆）

总线通讯：≤1km（四芯通信电缆）

以太网通讯：≤100m（RJ45网线）

5、网络传输协议：TCP/IP、ModBus RTU。

6、操作系统：Windows xp。

7、数据库：SQL2005建立数据库存储备份，监测数据保存。

8、通讯分站采用KDW660/18B矿用隔爆兼本安型直流稳压电源供电。

8、 地面设备供电电源：AC220V。