煤矿井下安全监控系统的设计

摘要 

煤矿安全监控系统及其技术是随着煤炭工业和社会经济的发展而逐步发展起来的。因此论文中会首先对于国内外安全监控系统及其技术的发展过程及现状做一个介绍，同时会对安全监控系统目前存在的问题和未来发展趋势做一个探讨。也正是由于这些问题的存在以及安全监控检测手段的落后，作者才会对于煤矿安全监控系统的设计做一些探讨和研究，特别是对于瓦斯气体的检测和监测。因此，后面的几个章节会是对安全监控系统的一个整体的分析和设计，这其中包括系统构成、设计要求及特点、通信系统的设计、井下分站的设计、瓦斯传感器的设计以及系统的抗干扰设计和各类传感器控制器等等。特别是对于系统井下网络结构的探讨，通过分析比较现在主要几种系统的井下网络结构，提出了较为完善的井下网络结构。在各类井下事故中，瓦斯事故是最严重，也是发生频率最高的一类事故，所以在整个安全监控系统中，对于瓦斯气体的检测和监控就显得十分重要。因此论文中也会对瓦斯气体的检测和监控进行一些探讨。这也是本设计的一个特点。      

关键词：安全监控，井下分站，瓦斯传感器，通信系统。

目  录

1  绪论 1

1.1  概述国内外监控系统及其技术的发展 1

1.2  目前存在的问题 2

1.3  未来发展的趋势 4

1.4  该系统的要求和特点 5

1.4.1  设计要求 5

1.4.2  本系统特点 6

1.5  本文所作的工作 8

2  系统总体设计 10

2.1  本系统设计的基本结构 10

2.2  系统的工作原理 13

3 监控系统中心站的设计 13

3.1  监控系统中心站的结构 14

3.2  相关配套设备 14

3.3  监控系统软件的设计 16

3.3.1  监控系统软件的功能 16

3.3.2  监控软件的构成 17

3.3.3  监控软件的模块化设计 18

4 通信系统的设计 21

5 井下网络结构的设计 23

5.1  现有几种系统的井下网络结构及其特点 23

5.2 　两种网络结构的分析比较 26

5.3 　比较理想网络结构的设计 27

6  井下分站的设计 29

6.1  硬件的设计 29

6.2  软件的设计 30

7  瓦斯传感器的设计 31

7.1  瓦斯传感器的结构和工作原理 31

7.1.1  传感器的结构和功能的简单介绍 31

7.1.2  传感器的主要技术要求 32

7.1.3  对瓦斯传感器的技术要求 33

7.2  瓦斯传感器的设计 33

7.3  系统配接的各种传感器控制器 34

8  瓦斯气体检测与监控的设计 38

8.1  矿井瓦斯事故及其危害 39

8.1.1  瓦斯爆炸的条件及其影响因素 40

8.1.2  瓦斯爆炸的原因分析 41

8.1.3  瓦斯爆炸的危害 41

8.2  预防瓦斯爆炸的技术措施 41

8.3  瓦斯气体的检测与监控 42

9  监控系统抗干扰的简单设计 46

总结 47

致谢 47

参考文献 48

附录：系统总体结构图 50