神华神东煤炭集团保德煤矿安全监控系统技术方案
保德煤矿KJ2000N安全监控系统设计说明书
（基于光纤冗余环网及CAN总线）
前言
保德煤矿是神东煤炭集团所属的大型石炭二叠纪出口煤配煤基地，位于山西省保德县境内，属黄土高原晋西北边缘，晋北大型煤炭基地河保偏矿区，地处黄河东岸，河东煤田的北部，分属东关、桥头两镇辖区，保德县城东约18km，距离神东总部大柳塔约130 km，距离忻州约350 km。交通方式便利，可以采用公路和铁路两种交通方式。东西宽约5.7km，南北长14km，面积约55.9 km2。
矿井三个采区，分别为一盘区、三盘区、五盘区；两个回风立井，五个进风井斜井；采掘面设置为两个综采面，五个掘进面。 1、设计思想：
根据《煤矿安全监控系统通用技术要求》（AQ6201-2006）及《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》（AQ1029-2007）规定要求并结合保德煤矿井下实际情况，对保德煤矿安全监控系统进行以下设计。
矿井采用北京瑞赛长城航空测控技术有限公司生产的KJ2000N安全监控系统，实现光纤以太环网+CAN总线为通讯传输结构的快速反应系统，保证系统的高可靠性和高实时性，并将数据实时传送至神华神东煤炭集团监控主网。
根据保德矿生产接续情况，在未来保德煤矿井下最大分站数量将达到60~65台。每台网络传输接口可扩展为3块通讯卡，每块通讯卡最大可接入10台分站。为将来考虑井下每个盘区需安设2台网络传输接口，共6台网络传输接口。将来视实际生产需要扩展通讯卡。
矿井监控系统通讯示意图如下：
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2、使用KJ2000N系统的优势：
井下分站的通讯方式使用CAN总线通讯方式，主要特点就是“多主并发，主动上传”，即不需要中心站扫描，只要接收到传感器有新的数据，便向中心站上传数据，并且实现多台分站同时上传数据。通信传输实时性强、响应速度快，冗余特性和节点故障不影响整个系统性能等，从而使监控系统运行可靠性得到极大的提高。
KJ2000N系统主干网采用工业以太网，传输介质为矿用阻燃通信光缆，整个监控光缆通讯网络为光纤冗余环网结构，“环网”即光缆从地面中心站交换机为起点，将井下所有防爆交换机串接后，在最后一台交换机单向结束，再以最后一台交换机为起点以不同路径返回地面中心站交换机，形成光传输线路闭环，即光纤环网；“冗余”为地
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面及井下交换机提供的功能，即在环网中的光缆任意一点出现中断，环网中的交换机会自动重构通讯链路，从环网的另一侧与地面交换机进行数据交互，使通讯保持正常。 3、系统具体设计安装方案：
3.1、地面安全监控中心站部分及要求：
1）监控主机2台，主、备机各1台，用来运行安全监控系统软件，使用高性能服务器；
2）上传服务器1台，用来向公司实时传输安全监控系统数据，使用中低性能服务器；
3）配置双机热备组件1套，使监控主、备机实现双机热备份以及故障自动侦测和主机发生故障后主、备机在五分钟内自动切换；
3）KJ2000N中心站软件1套，软件完全满足《MT/T1008-2006煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求》；
4）地面环网主交换机1台，做为光纤环网的地面主交换设备； 5）辅助设备： UPS不间断电源（要求在电网停电后能保证系统正常运行2小时以上）、信号避雷器、电源避雷器、打印机、显示器；
6）中心站必须建立电源及系统信号防雷保护系统，并符合有关标准规范的要求，防雷接地要求：系统工作接地电阻≤4Ω，通讯屏蔽防雷接地点接地电阻≤0.5Ω。
A．动力供电：
电压波动范围220±10%,频率50hz±2%。波形失真率≤20%。 1机房电源为双路两级稳压电源供电，双路电源应分别取自不○
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同供电点的一类电源，第一级为交流稳压器供一台UPS及其它计算机外设，第二级为UPS不间断电源，它的输出供主控计算机，UPS不间断电源在电网停电后必须保证供电2小时以上。
2设计人员必须实地调查，实测动力源波动范围，供电质量。○
从而确定是否需要采取更为严格的隔离措施，降压措施等。
3机房应设专用配电柜或配电箱。UPS电源输入和稳压器的输入○
均由配电箱引出。
4配备与地面中心站相兼容的电源插座，其接地应符合国家规○
定的机电标准。（面对插座，右插孔为火线，左插孔为零线，上插孔为地线）。
B.恒湿温要求：
机房内的环境条件要求开机时，温度湿度为A级，停机时温度湿度为B级。 3.2、井下部分：
3.2.1：光缆铺设路径：
由地面中心站→一平台→孙井辅平硐→措施巷→一号辅运大巷→一号辅运1900米→集中主运巷→一五盘区变电所→集中主运68联巷→五盘区辅运巷→五盘区19联巷配电点→五盘区主运巷→集中辅运大巷→一号辅运巷→井底绕道→二号辅运巷→三盘区措施巷→一号主运大巷→二平台进风井→地面中心站。以上环网铺设光缆共20km。
井下交换机地址摆放及IP设置：
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交换机地点名称IP地址 Can1 IP 一五盘区变电所fsk （192.168.0.10） 五盘区8联巷变电所 （192.168.0.22） 井底复用水仓 （192.168.0.28） 81304泵站fsk （192.168.0.17） 81304泵站can (192.168.0.31) 一号主运8联巷 （192.168.0.34） 3.2.2：分站及传感器布置：
Fsk 192.168.0.18 Fsk 192.168.0.11 Can2 IP Can3 IP 192.168.0.23 192.168.0.24 192.168.0.27 192.168.0.29 192.168.0.30 192.168.0.26 192.168.0.32 192.168.0.33 192.168.0.35 192.168.0.36 192.168.0.20 1）枣林北部区：1号分站，监测北部区驱动机房、上仓刮板机房、一号原煤仓瓦斯，报警值≥1.5%；监测北部区一号、二号、三号、四号原煤仓CO，报警值≥24ppm。
2）枣林南部区：2号分站，监测南部区一号、二号原煤仓、上仓机头、驱动机房瓦斯，报警值≥1.5%；监测南部区一号、二号原煤仓CO，报警值≥24ppm；
3）刘家堰主扇房：3号分站，监测刘家堰主扇负压，报警值≥2.94Kpa；刘家堰一号主扇一级、二级开停，刘家堰二号主扇一级、二级开停。
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2011年8月15日 KJ2000N安全监控系统设计说明书-定稿
