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[摘 要]国投新集刘庄煤矿装备了重庆煤科院生产的KJ90N安全监控系统，该系统可根据井下传感器所反馈的各项参数，对被控开关实现断电、复电等功能，针对该系统已具备的功能，实际应用中可以扩展出多种应用，在提供安全监控的同时，节省大量的人力物力，降低生产成本，提高企业的经济效益，本文中，将阐述在KJ90N安全监控系统上扩展出的两种应用，即“远程控制自动洒水降尘装置”、““远程侦测及自动排水控制装置”及其他相关扩展的设计与应用探讨。
[关键词]安全监控 自动洒水 自动排水 扩展应用
中图分类号：X924.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）32-0282-01
一、安全监控系统概况
刘庄煤矿现安装了中煤科工集团重庆研究院研发生产的KJ90N安全监控系统，其整个监控系统由光线环网、地面中心站以及自交换机以下的树状结构组成，通过各类传感器，可实时将井下瓦斯、风速、温度、CO、风筒开闭、风门开关等参数反馈到监控中心站，当模拟量达到限值或开关量状态翻转时，具备自动或手动断电控制的功能，安全性较高。在实际生产应用中，针对这一特性，可以扩展开发出多种实际应用，为安全生产工作带来便捷，大幅提高生产效率，现分例将这些扩展应用进行阐述说明。
二、远程控制自动洒水降尘装置
2.1设计构想
随着国家对矿井安全生产、环境保护和职业病危害的重视，矿井粉尘浓度的危害也越来越受到关注，因此对矿井粉尘的防治要求也越来越高，矿井采掘工作面及矿井主要回风巷道，均需要按需或定期洒水降尘。本矿实际中，由于矿井采区及主要回风巷道距离较长，防尘队职工人数有限且集中于早班入井，洒水降尘的工作难度较大，且中、夜班无法做到随时开启矿井主要回风巷道内的喷雾来降低粉尘浓度，假如可通过KJ90N安全监控系统远程控制喷雾装置定时自动洒水，不仅可以有效降低粉尘危害，同时可节省大量人力资源，为安全生产带来便捷并提高生产效率。
2.2设计说明
针对KJ90N安全监控系统具有远程手动控制井下电气设备供电开关的功能，可设计通过控制井下防爆电磁阀的供电开关来间接控制回风巷道中的洒水喷雾装置，做到定时、定量及按需洒水降尘。
在实际案例应用中，可在矿井采区主要回风大巷中安设粉尘浓度传感器，监控中心站接收由井下粉尘浓度传感器反馈的数据，形成图表，来确定井下巷道内的实时粉尘浓度的变化规律，据此来确定井下喷雾洒水装置的开启时刻及开启时间的长短，达到最佳的降尘效果。
在KJ90N安全监控系统中设置当粉尘浓度传感器达到一定值时，井下分站对电磁阀供电开关执行断电动作，其控制电路由开路状态切换为闭合状态，电磁阀供电开关选用常闭状態供电，随即防爆电磁阀在供电状态下打开管道通路，喷雾洒水装置开始工作。
当粉尘浓度传感器降低到某一值时，执行复电操作，电磁阀供电开关控制电路转换为开路状态，随即防爆电磁阀失电，其控制的供水管路断路，喷雾洒水装置停止工作。
2.3设备说明
1）电磁阀需选用防爆型电磁阀，按现刘庄煤矿井下供水管路内压力，应选择工作压力在4Mpa以上的电磁阀，例如KL523型防爆电磁阀；
2）防爆电磁阀使用DC24V供电，根据现有条件，其供电电源可取自井下监控分站电源KDW660/24B（A），上级供电可使用井下动力电或照明综保电路；
3）电磁阀供电开关易选用控制电路闭合状态供电，防尘工和监测工应定期对装置进行检查，防线电磁阀失电状态无法将供水管道断路的，应及时联系更换或维修，避免因巷道积水造成安全隐患。
2.4应用示例
本应用中的洒水喷雾装置易选择安装在主要回风巷道内与进风巷道的联巷口前后，在本矿实际应用中，可选择安装在西区2#回风石门距整流硐室联巷口20m的位置，其电磁阀可安设在整流硐室联巷中，供水管路可直接取自西区2#回风石门的阀门，电磁阀供电电源取自整流硐室配电点，井下监控分站中央变电所，粉尘浓度传感器安设在2#回风石门东侧。如下图
三、远程侦测及自动排水控制装置
3.1设计构想
国投新集刘庄煤矿在延煤层掘进、掘进工作面过断层及工作面面回采的过程中，部分低洼段巷道或出水点较多的位置，容易形成巷道积水，产生安全隐患，为此需在这些容易积水的地方修筑水槽或沉淀池，安装电动水泵或者风泵，并配备专人根据水槽或沉淀池的水量定期排水。而部分长距离巷道可能因为巷道距离过长或有多个水槽，经常会出现无法及时排水造成巷道漫水的状况，若水泵长期运行无人关闭的话，又会造成设备损坏。若是能实时监测水槽或沉淀池内的水量，并当超过一定水位时水泵自动开始工作排水，水位下降到合适位置时，自动停止工作，那么不仅能做到排水及时可靠，杜绝安全隐患，还能节省大量的人力，提高生产效率。
3.2设计思路
要做到水泵的自动运行和停止工作，首先要能够实时监测到水泵工作位置沉淀池或水槽内的水位，我们只需要传递一个开关量信号来告诉系统，水位是否超限、是否需要水泵开始工作即可。
故首先要获取报警开关量信号的来源，为与KJ90N安全监控系统兼容，我们可通过改装GFK70（A）型风筒开闭传感器来实现，通常水位浸报器或水位控制在当达到一定水位后，其反馈的报警电路开闭状态即开始翻转，如果我们将浸报器或水位控制开关的开闭翻转电路与风筒开闭传感器内的触电信号电路直接连接，那么当水位报警时，GFK70（A）型风筒开闭传感器的触电信号发生翻转，那么GFK70（A）型风筒开闭传感器输出电平信号也将发生改变。
在KJ90N安全监控系统中，我们可以将改装后的GFK70（A）型风筒开闭传感器地址命名为“某某水槽水位”，同时设置当该开关量报警时，控制水泵的供电开关或控制风泵的电磁阀控制量动作，使电动水泵或风泵自动开启，达到自动排水的目的；当水位报警解除后，控制水泵的供电开关或控制风泵的电磁阀控制量再次动作，水泵或风泵自动停止作业，达到保护设备的目的。
3.3应用示例
本应用中的风泵常使用在矿井主要回风巷道中，例如本矿西三13-1煤回风大巷中即有两处巷道地势低洼，需要定期使用风泵排水的位置。控制风泵的电磁阀可选择安装在附近与进风巷联巷中的进风侧，实际应用中，可选用较长的6分软管延长供风距离。使用电泵的地方可直接使用远程馈电断电器控制其电泵上级电源开关。
四、其他扩展
在矿井实际的生产应用当中，KJ90N安全监控系统还可以扩展出其他应用，例如
1）皮带运输设备与刮板运输设备之间等上下级设备的急停关联；
2）监测抽采管路内的CO或瓦斯浓度来控制抽采管路的开启和停抽；
3）通过改装传感器来达到自动控制放炮后自动开启喷雾的装置；
4）通过控制风机开关来达到远程主备风机切换的功能；
未实现及未推广的扩展应用功能有待各位同事共同研究。
五、小结
在当今煤炭市场形势下，在原有设备基础上进行改进，依然能获得提高生产效率、降低成本及减少安全隐患的效果，是企业提高竞争能力的一种手段，鼓励和推广原有系统的扩展应用不仅仅有利于生产成本的降低及安全系数的提高，同时也是凝聚企业创造力的有效方式。
参考文献
[1]国家安全生产监督管理总局.煤矿安全规程.北京；煤炭工业出版社，2006.
[2]各类传感器、设备的相关说明书；来源于网络.
作者简介：钱鸣（1987）、安徽淮南人、2010年毕业于淮南师范学院，现供职于国投新集刘庄矿业有限公司，主要从事煤矿安全监控相关技术研究。
[关键词]安全监控 自动洒水 自动排水 扩展应用
中图分类号：X924.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）32-0282-01
一、安全监控系统概况
刘庄煤矿现安装了中煤科工集团重庆研究院研发生产的KJ90N安全监控系统，其整个监控系统由光线环网、地面中心站以及自交换机以下的树状结构组成，通过各类传感器，可实时将井下瓦斯、风速、温度、CO、风筒开闭、风门开关等参数反馈到监控中心站，当模拟量达到限值或开关量状态翻转时，具备自动或手动断电控制的功能，安全性较高。在实际生产应用中，针对这一特性，可以扩展开发出多种实际应用，为安全生产工作带来便捷，大幅提高生产效率，现分例将这些扩展应用进行阐述说明。
二、远程控制自动洒水降尘装置
2.1设计构想
随着国家对矿井安全生产、环境保护和职业病危害的重视，矿井粉尘浓度的危害也越来越受到关注，因此对矿井粉尘的防治要求也越来越高，矿井采掘工作面及矿井主要回风巷道，均需要按需或定期洒水降尘。本矿实际中，由于矿井采区及主要回风巷道距离较长，防尘队职工人数有限且集中于早班入井，洒水降尘的工作难度较大，且中、夜班无法做到随时开启矿井主要回风巷道内的喷雾来降低粉尘浓度，假如可通过KJ90N安全监控系统远程控制喷雾装置定时自动洒水，不仅可以有效降低粉尘危害，同时可节省大量人力资源，为安全生产带来便捷并提高生产效率。
2.2设计说明
针对KJ90N安全监控系统具有远程手动控制井下电气设备供电开关的功能，可设计通过控制井下防爆电磁阀的供电开关来间接控制回风巷道中的洒水喷雾装置，做到定时、定量及按需洒水降尘。
在实际案例应用中，可在矿井采区主要回风大巷中安设粉尘浓度传感器，监控中心站接收由井下粉尘浓度传感器反馈的数据，形成图表，来确定井下巷道内的实时粉尘浓度的变化规律，据此来确定井下喷雾洒水装置的开启时刻及开启时间的长短，达到最佳的降尘效果。
在KJ90N安全监控系统中设置当粉尘浓度传感器达到一定值时，井下分站对电磁阀供电开关执行断电动作，其控制电路由开路状态切换为闭合状态，电磁阀供电开关选用常闭状態供电，随即防爆电磁阀在供电状态下打开管道通路，喷雾洒水装置开始工作。
当粉尘浓度传感器降低到某一值时，执行复电操作，电磁阀供电开关控制电路转换为开路状态，随即防爆电磁阀失电，其控制的供水管路断路，喷雾洒水装置停止工作。
2.3设备说明
1）电磁阀需选用防爆型电磁阀，按现刘庄煤矿井下供水管路内压力，应选择工作压力在4Mpa以上的电磁阀，例如KL523型防爆电磁阀；
2）防爆电磁阀使用DC24V供电，根据现有条件，其供电电源可取自井下监控分站电源KDW660/24B（A），上级供电可使用井下动力电或照明综保电路；
3）电磁阀供电开关易选用控制电路闭合状态供电，防尘工和监测工应定期对装置进行检查，防线电磁阀失电状态无法将供水管道断路的，应及时联系更换或维修，避免因巷道积水造成安全隐患。
2.4应用示例
本应用中的洒水喷雾装置易选择安装在主要回风巷道内与进风巷道的联巷口前后，在本矿实际应用中，可选择安装在西区2#回风石门距整流硐室联巷口20m的位置，其电磁阀可安设在整流硐室联巷中，供水管路可直接取自西区2#回风石门的阀门，电磁阀供电电源取自整流硐室配电点，井下监控分站中央变电所，粉尘浓度传感器安设在2#回风石门东侧。如下图
三、远程侦测及自动排水控制装置
3.1设计构想
国投新集刘庄煤矿在延煤层掘进、掘进工作面过断层及工作面面回采的过程中，部分低洼段巷道或出水点较多的位置，容易形成巷道积水，产生安全隐患，为此需在这些容易积水的地方修筑水槽或沉淀池，安装电动水泵或者风泵，并配备专人根据水槽或沉淀池的水量定期排水。而部分长距离巷道可能因为巷道距离过长或有多个水槽，经常会出现无法及时排水造成巷道漫水的状况，若水泵长期运行无人关闭的话，又会造成设备损坏。若是能实时监测水槽或沉淀池内的水量，并当超过一定水位时水泵自动开始工作排水，水位下降到合适位置时，自动停止工作，那么不仅能做到排水及时可靠，杜绝安全隐患，还能节省大量的人力，提高生产效率。
3.2设计思路
要做到水泵的自动运行和停止工作，首先要能够实时监测到水泵工作位置沉淀池或水槽内的水位，我们只需要传递一个开关量信号来告诉系统，水位是否超限、是否需要水泵开始工作即可。
故首先要获取报警开关量信号的来源，为与KJ90N安全监控系统兼容，我们可通过改装GFK70（A）型风筒开闭传感器来实现，通常水位浸报器或水位控制在当达到一定水位后，其反馈的报警电路开闭状态即开始翻转，如果我们将浸报器或水位控制开关的开闭翻转电路与风筒开闭传感器内的触电信号电路直接连接，那么当水位报警时，GFK70（A）型风筒开闭传感器的触电信号发生翻转，那么GFK70（A）型风筒开闭传感器输出电平信号也将发生改变。
在KJ90N安全监控系统中，我们可以将改装后的GFK70（A）型风筒开闭传感器地址命名为“某某水槽水位”，同时设置当该开关量报警时，控制水泵的供电开关或控制风泵的电磁阀控制量动作，使电动水泵或风泵自动开启，达到自动排水的目的；当水位报警解除后，控制水泵的供电开关或控制风泵的电磁阀控制量再次动作，水泵或风泵自动停止作业，达到保护设备的目的。
3.3应用示例
本应用中的风泵常使用在矿井主要回风巷道中，例如本矿西三13-1煤回风大巷中即有两处巷道地势低洼，需要定期使用风泵排水的位置。控制风泵的电磁阀可选择安装在附近与进风巷联巷中的进风侧，实际应用中，可选用较长的6分软管延长供风距离。使用电泵的地方可直接使用远程馈电断电器控制其电泵上级电源开关。
四、其他扩展
在矿井实际的生产应用当中，KJ90N安全监控系统还可以扩展出其他应用，例如
1）皮带运输设备与刮板运输设备之间等上下级设备的急停关联；
2）监测抽采管路内的CO或瓦斯浓度来控制抽采管路的开启和停抽；
3）通过改装传感器来达到自动控制放炮后自动开启喷雾的装置；
4）通过控制风机开关来达到远程主备风机切换的功能；
未实现及未推广的扩展应用功能有待各位同事共同研究。
五、小结
在当今煤炭市场形势下，在原有设备基础上进行改进，依然能获得提高生产效率、降低成本及减少安全隐患的效果，是企业提高竞争能力的一种手段，鼓励和推广原有系统的扩展应用不仅仅有利于生产成本的降低及安全系数的提高，同时也是凝聚企业创造力的有效方式。
参考文献
[1]国家安全生产监督管理总局.煤矿安全规程.北京；煤炭工业出版社，2006.
[2]各类传感器、设备的相关说明书；来源于网络.
作者简介：钱鸣（1987）、安徽淮南人、2010年毕业于淮南师范学院，现供职于国投新集刘庄矿业有限公司，主要从事煤矿安全监控相关技术研究。