1、KJ514礦井水文監測系統設計方案山東誠德電子科技有限公司二0一三年七月1. 項目意義在傳統的礦井水文監測方法中，采用人工攜帶儀器進行測量和記錄的方法進行監測。傳統的監測方法對于所需要的監測數據不能進行實時的監測，而且借助人工來實現這一系列數據的記錄和管理，工作量將是極為巨大的，而且容易出現錯誤，數據間斷，造成管理上的混亂。在無法得到準確、連續、實時的數據和分析結果的情況下，對相關管理部門的科學、迅速的決策造成了很大的難度。在辦公自動化和管理信息化的趨勢下，這種落后的操作不利于建設現代化礦山的發展，達不到礦井防治水害的要求。2. 項目設計依據(1) 保障*煤礦安全生產、及時防治水害的需要地下水

2、的動態變化，能直觀地反映含水層的水文地質條件，長期監測礦井主要充水含水層對防治礦井水害發生具有重要意義。及時掌握水文動態，可以達到對水害事故的早發現、早預報、早防治，保障煤礦的安全、正常生產。(2)*煤礦水文地質類型(“中等”型)晉城煤監局*礦業有限公司水文地質類型劃分報告顯示，*礦水文地質類型為“中等”型。(3) 煤礦安全規程(國家安全生產監督管理總局，2011)要求 第252條規定，水文地質條件復雜的礦井，必須針對主要含水層建立地下水動態觀測系統，進行地下水動態觀測、水害預測分析。并制定相應的“探、防、堵、截、排”等綜合防治措施。(4) 煤礦防治水規定(國家煤礦安全監察局，2009年)要求

3、第19條：礦井應當建立水文地質信息管理系統，實現礦井水文地質文字資料收集、數據采集、圖件繪制、計算評價和礦井防治水預測預報一體化。建立水文地質信息管理系統，可以提高防治水工作效率，提高防治水工作決策水平。第108條：進行水體下采掘活動時，應加強水情和水體底界面變形的監測。地表水情監測一般包括：水位、水質、流量和汛期降雨量變化等；地下水情監測包括：水位、水質和水溫變化等。水體底界面的變形監測主要在地表水體底界面進行。有條件的礦井應設立水情自動監測系統。(5) 保護生態環境的需要利用該系統可評估煤炭開采過程中對地下水資源的影響，及早采取措施避免造成對生態環境的影響。(6) 山西省煤礦安全質量標準化

4、標準及考核評級辦法（晉煤安發2012715號）的規定防治水安全質量標準化標準及考核評分表附表A.4中明確要求，水文地質條件中等及以上的礦井都必須建立水文觀測系統（承壓開采的礦井，必須建立地下水文動態觀測系統），并按規定時間堅持觀測和分析水情變化。3. 項目實現的系統功能及特性 （1）、井下各水文參數實時監測、實時傳輸及超限報警。（2）、建立*煤礦礦井水文數據庫。（3）、實現了現場數據的實時在線傳輸，及時掌握井下井上水文情況。（4）、支持局域網客戶端模式及WEB用戶瀏覽器模式的數據共享（5）、專線/工業環網的傳輸方式，適合于井下惡劣的工作壞境，保證系統的穩定工作。（6）、使用防水航空接頭，安裝維

5、護簡單，防水、防塵性好。（7）、強大的軟件分析功能，具有多參數曲線同時繪制功能及統計直方圖功能n 可以查看一臺分機一段時間的曲線變化情況。n 分析鉆孔水位、水壓、流量等參數的變化率情況曲線。n 分析統計一段時間的流量值等。（8）、專線/工業環網實時數據傳輸，解決了以往煤礦安全系統布線復雜，維護成本高等缺點。（9）、傳輸方式包括can總線模式，以太環網（TCP/UDP等）傳輸模式以及光端機轉換，滿足煤礦當前的傳輸要求，以及今后的升級。（10）、雙機熱備份以及備用電源保證系統運行的穩定性和可靠性。（11）、分布式網絡結構，實現了部分儀器故障不影響系統運行，同時系統具有良好的可擴展性。4. 礦井水文

6、監測系統概述“礦井水文監測系統”，是根據根據煤礦發展需求，針對煤礦水害問題突出的現狀，為加強礦井水文地質基礎、建立健全煤礦水害預測預報制度等工作，而研發的水文自動觀測的實時在線遠傳系統，實現現場數據在地面計算機繪制實時曲線、生成數據報表、網絡數據共享。該系統是一種礦用數據采集監測裝置。系統包括地面水位遙測系統，地面監測服務器、監測通訊分站和各種監測儀器：如明渠流量監測儀、水壓監測裝置。可以對礦井上下的水文情況進行實施監測，包括流量、水壓、水位（溫）、涌水突變、野外長觀孔水位等采集各種測量數據。所有井下數據通過總線（或工業環網）傳至地面微機，由微機進行數據分析，打印報表，繪制歷史曲線。野外鉆孔水

7、文自動遙測系統在無人職守的情況下，能夠全天候自動定時測量野外鉆孔水位、水溫，所有數據借助GSM全球移動通訊系統上傳到監測主站，通過調度監控室的監控服務器對觀測點的數值進行監測，提供實時監測數據，對監測數據進行數據分析，繪制歷史曲線，打印報表。支持局域網在線模式和信息共享，達到指導安全生產的要求。 礦井水文監測系統示意圖組網方式（任選一種）Ø 工業以太環網傳輸 Ø 總線型Ø 光端機傳輸5. 系統硬件技術指標5.1系統性能指標 1 ）最大監控容量  a) 系統最大接入分站的數量：128臺；  b) 每臺分站最大接入的傳感器數量：8-16臺。 2）

8、模擬量輸入傳輸處理誤差：模擬量輸入傳輸處理誤差1.0%。 3） 最大巡檢周期：系統最大巡檢周期不大于30 s。 4） 畫面響應時間：調出整幅畫面85%的響應時間不大于2 s，其余畫面不大于5 s。 5） 誤碼率：誤碼率不大于10-8。 6） 雙機切換時間：從工作主機故障到備用主機投入正常工作時間：5 min。 7） 備用電源工作時間：在電網停電后，備用電源能保證系統連續監測時間不小于2 h。 8） 存儲時間：系統可將測點信息進行保存1年以上時間。 9） 傳輸與供電距離  分站與傳感器之間的最大傳輸距離2000 m；5.2各產品技術指標（1）礦用本安型流量監測儀 YHL100流量監測儀

9、是對煤礦井下明渠內的水流量或其他涌水點的水流量進行自動測量和顯示、通信的集微電腦技術和計算機技術于一體的自動化監測設備。主要用于礦井下水流量自動測量、實時本地顯示及實時數據傳輸。技術指標u 供電電源： 獨立工作時：干電池組（1號R20四節串連）；工作電壓為 6VDC 工作電流為：100mA 與關聯設備連接時：本安電源供電；工作電壓為18VDC 工作電流：100mA。 最高輸入電壓Ui:19VDC； 最大輸入電流Ii：900 mA; 最大內部電感Li:2mH；最大內部電容Ci:2.2uFu 量程：0100m3/min 誤差：±4 m3/min.u 顯示方式：4位LEDu 啟動顯示：按鍵

10、啟動u 通信制式：2001000Hz，高電平：3V，低電平：0.5V；正負脈沖寬度：0.3msu 外殼防護等級： IP54 根據實際情況，當明渠不適宜使用巴歇爾槽時，改選用堰板式。（2）礦用本安型水壓監測儀 YHY10礦用本安型水壓監測儀（以下簡稱監測儀）是在煤礦井下實時監測水壓觀測孔及管道水壓。監測儀自動測量水的壓力，可通過礦用本安型數據采集儀設定參數、啟動分機、標定零點，并通過礦用一般兼本安型數據傳輸接口與計算機連接進行數據處理。（3）礦用本安型水位(溫)傳感器GUY50礦用本安型水位（溫）傳感器（以下簡稱傳感器）是在煤礦井下實時監測水倉及水文鉆孔等的水位。傳感器具有自動測量水位（溫）值并實時顯示和信號傳輸。（4）礦用本安型監測通訊分站KJF12礦用本安型監測通訊分站（以下簡稱通訊分站）是我公司在線監測系統通信的一部分，作為數據通訊的轉接站。通訊分站實現