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近年来,我国煤矿瓦斯爆炸事故频发,严重威胁了煤矿的安全生产,所以应用瓦斯监测系统来预防瓦斯事故的发生具有十分重要的意义。然而现行的瓦斯监测系统多为单坑道监测的分散结构,而且其网络通讯主要通过载波、电话线、调制解调器(MODEM)以及专用的设备总线来传送数据与控制信号。这种结构和通信方式扩展性能差,可靠性低,维护成本高,且在实际运行过程中,MODEM 运行不稳定的现象时有发生。针对上述问题,本文提出了一种基于GPRS 无线通讯和CAN 总线有线通讯的集散式新型煤矿瓦斯监测系统,有效地解决了现有设备存在的问题。
本文设计的新型煤矿瓦斯监测系统分为矿局监测中心、矿区地面监测总站、井下监测分站和井下多传感器信息采集系统四部分。井下各智能传感器测得的瓦斯浓度以及环境参数,通过专用传感器总线传送到井下监测分站,监测分站对采集的数据进行实时的分析处理、判断报警和存储,并通过集成的CAN 总线控制器和CAN 总线发送接收器,将采集数据通过CAN 总线传送到井上地面监测总站。井上地面监测总站以一定的周期采集各分站数据,并根据环境参数和瓦斯浓度进行综合分析、实现瓦斯灾害预测、超限报警、保存历史数据、生成报表等功能;同时可通过GPRS MODEM 把数据发送到矿局监控中心。
综上所述,本系统主要有以下四个特点:
1.整个系统采用集散式多层监测结构,实现一点超限多层报警,很大程度上提高了监测系统的可靠性;
2.矿局监测中心与矿区监测总站之间采用GPRS 通讯技术,在提高资源利用率的同时,使得整个系统的运行可靠性及性价比大幅度提高;
3.地面监测总站和井下监测分站之间采用CAN 总线进行通讯,便于实现不同监测分站的互联,提高了系统的兼容性;
4.采用多参数采集的多传感器系统和数据融合方法进行瓦斯突出和瓦斯浓度超限的早期预测, 为矿井的安全提供可靠保障。
因此,该系统的设计与应用标志着煤矿自动化、网络化程度的进一步提高,将会使煤矿安全监测得到根本性的改善。