太原市煤气化集团东河煤矿监控监测系统及井下人员作业系统

调研报告

一、矿井概况

东河煤矿是由太原煤炭气化(集团)有限责任公司购并蒲县汇鑫、东河、辛庄、东山4个小煤矿组成的，设计生产能力450kt/a，其中东河煤矿东山井(由原东河、汇鑫、东山小煤矿组成)设计生产能力为300kt/a，辛庄井为150kt/a。后来又经过2004和20xx年进一步的技术改造，生产能力不断提高，现生产能力为810 kt/a，其中东河煤矿东山井生产能力为660kt/a，辛庄井为150kt/a。

东河煤矿东山井位于蒲县县城东北方向直线距离25km处。地理坐标为：东经111°17′05″~111°21′47″，北纬36°29′06″~36°33′10″。

井田西部有罗南柏油公路(县级)通过，为矿井主要交通公路，沿此公路矿井至蒲县县城32km，到临汾市70km。另外，井田北部的克城镇有柏油公路通往隰县黄土镇和洪洞县赵城镇，形成了与邻县的交通网络，交通比较便利。

井田处于吕梁山脉南段，蒲县东部山地区域，海拔标高一般在+1350m～+1500m左右，相对高差100m～200m之间，井田内地形较为复杂，但大的冲沟不发育，属褶皱侵蚀中山地貌，山峰顶部较平坦，山坡多为缓坡类型，大部分沟谷呈“U”型，呈现成熟期地貌特征。 井田南段为蒲县主要河流昕水河的源头地带，北部有一小部分跨过分水岭进入昕水河另一支流的源头地带区。

二、井田内主要含煤地层

井田处于霍西煤田乔家湾勘探区北部，主要含煤层为石炭系本溪组、太原组及二叠系山西组，煤系地层总厚度95～185m，平均厚度160m，含煤层14层，总厚度3.01～20.26m，平均9.05m，含煤系数

6.65%。这些煤层中山西组2号煤层最稳定，全井田范围内可采，也是矿井目前批准开采的煤层。

2号煤层厚度1.39～2.00m，平均1.69m，倾角一般为3°～10°，东部边界倾角在15°以上，煤层较稳定,结构简单，煤层伪顶为一层灰色、浅灰色砂质泥岩、砂岩等。伪顶之上为一层中粒砂岩。底板为灰岩、浅灰色粘土岩、泥岩。

三、矿井瓦斯、煤尘爆炸及煤层自燃情况

(1)瓦斯

根据山西省煤炭工业局晋煤安发【2009】86号文件批复，太原煤炭气化(集团)有限责任公司东河煤矿东山井为低瓦斯矿井，绝对瓦斯涌出量3.89 m3/min，相对瓦斯涌出量1.59 m3/t。

(2)煤尘爆炸危险和煤的自燃

根据山西省煤炭工业局晋煤安发【2009】86号文件批复，太原煤炭气化(集团)有限责任公司东河煤矿东山井2号煤煤尘具有爆炸性，煤层自燃等级为Ⅱ级，属自燃煤层。

四、瓦斯监测监控系统简介

瓦斯监测监控系统采用重庆煤科院KJ90NB瓦斯监测监控系统，系统主要有监控主机、监控分站、传感器、控制器、环网交换机、传

输光缆、通信电缆等组成。监控主机采用研祥工控机为系统主机，监控主机采用双机热备方式以保证系统全天候正常运行。主机电源接入调度机房供电系统，双回路供电，大功率UPS不间断电源保证停电后系统运行时间不小于6小时。

本系统共安装F—16分站５台，其中地面风机房1台，用于监测主扇风机负压及2台风机开停。副井底监控设备硐室1台，用于监测总回风巷、主皮带巷、轨道巷的瓦斯、风速、CO及风门开关等。1301综采工作面1台，用于监测1301工作面进、回风巷道、1303掘进工作面的瓦斯，以及采煤机的开停、远程馈电断电控制等。西轨道巷、西主皮带巷各安装分站1台，用于监测两巷掘进工作面的瓦斯含量，局部通风机的开停监测以及综掘机的远程馈电断电控制。分站电源自带UPS电池续航能力不低于6小时（26日续航7小时）。

该系统共安装传感器35台，其中瓦斯传感器13台，风机开停传感器6台，风门传感器3套，负压传感器2台，风速传感器4台，温度传感器3台，远程馈电断电控制器3台。

本系统利用井下工业以太环网来实现数据传输，井下安装100M环网交换机2台，地面安装环网交换机1台，通过主副井筒光缆将瓦斯监测数据传输到地面监控主机。

在大巷中所安装的监控设备包括瓦斯监控分站、人员定位基站、环网交换机等全部有监控设备硐室中专用综保开关供电。在1301工作面中安装的监控分站和人员定位基站采用就近取电方式供电。

五、KJ251A型煤矿人员管理系统

本系统是加强入井人员管理、提升生命保障、促进煤矿安全生产的理想产品。结合煤矿井下特殊的作业环境，采用先进的冗余技术、数据存储技术、双机热备技术、防碰撞技术、校验机制、低功耗技术及后备电源技术、防作弊机制等保障了系统准确可靠识别及传输，彻底解决了井下人员分布实时统计及考勤不准确的难题。实现对入井人员的身份核查、实时监测、跟踪定位、轨迹回放、重点区域数量统计、电子巡更、考勤管理、报表查询、信息网络发布、双向通讯、爆破闭锁、紧急搜救、生产调度、工资核算等功能，为煤矿安全生产以及紧急救援提供第一手可靠的决策实时信息。该系统可方便接入综合自动化网络平台，无须重复布线，减少投资。

(1)、主要功能特点

a. 跟踪定位功能：系统对井下人员进行实时地跟踪监测，自动显示其位置。

b. 考勤管理功能：系统能够实时地记录作业人员出入井时刻；自动生成井下作业时间；可对全矿井、部门、干部或员工进行月考勤及报表打印，考勤准确率高，无漏卡现象。

c. 双向通讯功能：系统不仅能够接收识别卡发送信息，还可以对全矿井或部分区域内目标进行群发“撤离”命令、对单个目标下发“撤离升井”或“回电话”命令。中心站终端显示命令下发确认；地面可自由对命令进行撤销。

d. 自动识别功能：乘车出入的工作人员无需下车，在车辆进入监测区域后，就可自动完成人员定位及考勤功能。

e. 数据存储功能：矿用读卡器和分站具有实时存储多条数据信息功能；即使在通讯中断的情况下，读卡器能够存储不少于3000条的数据信息，分站能够存储不少于4000条的数据信息。

f. 查询统计功能：能够对井下人数、重点区域人数、超时员工、上下井人数、系统运行信息等进行统计；对井下员工信息、分布情况进行查询。

g. 一键求救报警功能：识别卡可发送遇险求救信息，中心站进行报警提示，提供地址、时间等营救信息。

h. 班中餐及津贴统计发放功能：通过当班出勤统计数据，正确发放实际下井人员的班中餐及下井津贴，避免人工统计可能导致的违规现象。

i. 危险场所门禁功能：根据需要在煤矿井下限制员工进入特殊区域。如果有未经许可人员接近该区域可发出声光报警信号，地面监控主机也会发出报警信号。

j. 特殊工种人员电子巡更功能：可对瓦检员、安检员等特殊工种人员进行实时监控、巡更管理。

k. 井下搜救功能：利用中心站提供的井下人员的大致地点，借助手持式读卡器可对井下人员进行精确搜寻。

l. 干部跟班管理功能：可对跟班干部井下跟班情况、工作时间、指定区域到位信息、加班情况等进行跟踪管理。

m. 区域爆破(放炮)闭锁功能：实时统计爆破区域内人员数量，区域内有人员时，实现爆破作业可靠闭锁；无人员时方可解锁进行爆破作

业，确保井下人员生命安全。

n. 工资核算功能：自动导出人员月考勤信息，核算出工资报表，供财务部门参考。

o. 防作弊机制：实时监测分析入井人员携带标识卡性能及数量，发现替代卡则进行报警提示，确保入井人员携带标识卡的完好性和唯一性。

p. 安全环保：标识卡发射功率不大于1mw，符合国家相关规定。

（2）、主要技术指标

a. 系统容量：可接分站64台以上，每台分站可接8台目标识别器，可监测目标数量65535个。

b. 数据传输速率

工业以太网方式：100Mbps/1000Mbps；

RS485通讯方式：2400bps/4800bps；

c. 系统通讯距离

井下矿用交换机至地面中心站：≤45Km；

分站至中心站或环网节点（交换机）：≤15Km；

矿用读卡器至分站：≥3Km；

矿用读卡器与识别标识卡间通讯距离： 0～100m可调；

d. 系统巡检时间

工业以太环网通讯方式：≤4s；RS485通讯方式：≤ 30s； e. 最大并发识别数量：200张；

f. 标识卡电池工作时间: 2年以上，双向识别卡可更换电池。

（3）、系列人员定位分站

KJ251-F8/F2、KJ90-F16(B)

矿用本安型分站是KJ251A煤矿人员管理系统的关键设备，实现定位

信息的实时收集、处理、存储、统计、显示及通讯等功能。KJ90-F16(B)

矿用本安型分站不仅能够接入矿用读卡器，还能够接入甲烷、开停等

传感器，实现安全生产监控系统和人员定位管理系统的二合一功能。

主要技术指标：

输入电压：AC660V/AC380V/AC220V/AC127V，(50±2) Hz(可选)；

额定工作电压：12VDC/18VDC；

分站与数据通讯接口的传输口：1路；

通讯传输方式：RS485、半双工、主从式、双极性；

分站与数据通讯接口的最大传输距离：≥10 km；

分站与读卡器的传输口：4路；

接入读卡器数量：8台（F8）/2台(F2)；

远程本安供电距离：≥2km；

备用电源工作时间：≥2h；

分站存储数据时间：≥2h；

分站在主通讯中断后，可存储4000条数据信息。

（4）、系列读卡器

作为KJ251A煤矿人员管理系统的关键设备，负责与标识卡间的

无线通讯，实现信息的采集、处理、存储、显示及发送等功能。KTW118

型矿用无线通信基站能够接收矿用本安手机和定位识别卡的信息，实

现矿井无线通讯系统和人员定位系统的二合一功能。

主要包括KJF210 A/B型矿用读卡器、KTW118型矿用无线通信基站。 主要技术指标：

额定工作电压：DC9V～DC24.5V；；

工作电流：≤150mA；

工作频率：2.4GHz±0.08GHz；

并发识别数量：≥200个识别卡；

识别移动目标的最大位移速度：不小于10m/s；

漏卡率：小于10-4；

接收灵敏度：-65dBm；

接收容量：1～65535；

无线传输距离：≥80m；

发射功率：≤1mW；

防护等级：IP54；

中断存储容量：≥3000条。

（5）、系列定位识别卡

KGE116C/D定位识别卡是KJ251A煤矿人员管理系统的关键设备，能将加密的编码信息发送给矿用读卡器，接收来自地面监控中心的调度命令。KGE116C单向识别卡用于标识人员或小型设备，体积小、重量轻、固定方式多样化、密封性能好；KGE116D双向识别卡用于标识人员或流动生产资料，识别距离远、发送求救信息、接收命令及声光提示等。

主要技术及功能指标：

1）带欠压报警提示；

2）供电方式：

KGE116C型标识卡：DC3V（纽扣型非充电锂电池，不可更换）； KGE116D型标识卡：DC3V（纽扣型非充电锂电池组，可更换）；

3）使用寿命：

KGE116B/C型标识卡：≥2年；

KGE116D型标识卡：≥1年；

4）发射功率：≤1mW；

5）编码范围：1～65535；

6）无线接收距离：≥100m(KGE116D)；

7）防护等级：

KGE116C型标识卡：完全密封；

KGE116D型标识卡：IP54；

8）KGE116D型标识卡接收命令，进行声光提示；

9）携带方式：体积小，可配置为帽卡、腰卡、矿灯卡。

（6）、FDY50矿用移动式读卡器

本设备用于检查携带标识卡的唯一性，也可对井下目标动态搜寻及准确定位。

主要技术指标：

最大并发识别数量：≥200个识别卡；

识别移动目标的最大位移速度：不小于10m/s；

漏卡率：小于10-4；

发射功率：≤0dBm；

接收容量：1～65535；

无线接收距离：

无线最大接收距离：≥50m（搜寻状态）；

近距离接收距离：≤50cm(检身及验卡状态）；

工作时间：≥10h；

存储容量：8000条信息；

外观尺寸：65mm×116mm×41mm；

防护等级：IP54。

（7）、PH24 矿用本安型电子显示屏

既能与近距离读卡器连接，实现对标识卡工作状态进行检测判断，也可安装在井下对规定区域内的人员信息进行显示，可同时显示6条信息。

主要技术指标：

1）同时显示窗口：6个；

2）显示刷新周期：2s；

3）输入电压：AC220V(地面)；DC12V(井下)；

4）主、从通讯传输方式：RS485；

5）到下级设备的最大传输距离：2km；

6）可实时显示CH4、CO等环境参数。

（8）、KBR(A)爆破闭锁控制器

该设备是实现放炮闭锁监控，确保爆破区域有人员时，发爆器可靠闭锁，严禁爆破作业的关键设备。能够实时检测发爆器是否接入系统、与地面中心站通讯进行信息交互、接收中心站的下发命令，对发爆器进行解闭锁控制、动态指示解闭锁、区域内人员有无、瓦斯浓度、站岗人员是否到位、通讯等状态，确保爆破作业时，避免炸死炸伤人员事故发生。

主要技术指标

1）工作电压:9.0V～24.5V DC；

2）工作电流：≤150mA；

3)传输方式：RS485、半双工、主从式、双极性；

4）传输波特率：2400bps。

第二篇：水碾沟煤矿调研报告

襄垣县水碾沟煤

调 研 报 告

襄垣县五阳新世纪有限责任公司

二00七年五月 矿

目 录

一、矿井概况 ........................................ - 2 -

二、地质情况 ........................................ - 2 -

1、地貌情况 ...................................... - 2 -

2、煤层情况 ...................................... - 2 -

3、矿井涌水量 .................................... - 2 -

4、井田周边情况 .................................. - 2 -

5、储量情况 ...................................... - 2 -

6、煤质情况 ...................................... - 2 -

三、产权问题 ........................................ - 3 -

四、债权债务情况 .................................... - 3 -

五、合作方式 ........................................ - 3 -

六、资金的估算 ...................................... - 3 -

七、地面的设施、建筑情况 ............................. - 3 -

八、矿井技术改造项目费用及工期情况 ................... - 4 -

九、证件的情况 ...................................... - 5 -

十、经济效益分析 .................................... - 5 - 十一、后期的资源费问题及发展前景 ..................... - 5 - 十二、合作的诚意、大环境情况 ......................... - 5 - 十三、目前生产情况 .................................. - 6 -

1、矿井开拓方式 .................................. - 6 -

2、采煤方法 ...................................... - 6 - 十四、通风、瓦斯、煤层自燃、监测监控情况 ............. - 6 - 十五、存在问题 ...................................... - 6 - 十六、下一步的主要工作及发展前景 ..................... - 6 -

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一、矿井概况

水碾沟煤矿位于山西省襄垣县下良乡水碾沟村北，为村办煤矿。矿区有简易公路通往襄(垣)武(乡)公路，距太焦铁路五阳火车站15公里，交通较为便利。

该矿始建于20xx年，当年投产，批准开采15—3#煤层，煤层厚度2.8m，井田面积为1.171km2，现矿井生产能力为15万t／a。

二、地质情况

1、地貌情况

该矿为低山丘陵区，上部为黄土覆盖。

2、煤层情况

矿井主采15—3#煤层，厚2—3.5m，煤层结构简单，含1层夹矸。

3、矿井涌水量

矿井涌水量较小，正常涌水量为10m3／h，最大涌水量为20m3／h。煤层以顶板进水为主，通过采动冒落，沿裂隙进入矿坑。

4、井田周边情况

井田北有老窑港沟煤矿，东有上庄煤矿，西有崇梁煤矿，南部约有4.8km2公有煤田。除水碾沟煤矿外，周边小矿全部回采3#煤层的6m煤。

5、储量情况

根据现有资料估算本井田保有储量469万t，可采储量350万t，综采圈定300万t。

6、煤质情况

该矿主采15—3＃煤层为富灰富硫、高发热量、高熔灰分之贫煤，部分为无烟煤，可做动力用煤。具体见表—l

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煤层煤质主要指标一览表 表—1

三、产权问题

该矿为村办煤矿，属集体性质，20xx年1月由陈捷代表水碾沟煤矿转让给长治市紫裕物资有限公司，并由张会忠、陈捷、孙仙风三人经营，转让费3600万元，所占股份分别为30％、20％、50％，经营权自20xx年1月至20xx年1月，共十年。20xx年3月陈捷退出，改由张会忠、孙仙风二人经营，二人所占股份分别为30％、70％。该矿转让时有水碾沟煤矿、长治市紫裕物资有限公司、水碾沟村委会、下良镇政府四方签字。 四、债权债务情况

矿方介绍该矿基本无债权债务。 五、合作方式

我方出资一次性买断经营权。 六、资金的估算

卖方报价为7500万元左右。 七、地面的设施、建筑情况

该矿井在井口布置了井口绞车房、矿灯房、浴室和各生产部门办公室。在主立井工业场地布置了坑木加工点、临时矸石场、储煤场等。距离井口500米有爆炸材料库一座，供应井下爆破作业用火工品。

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八、矿井技术改造项目费用及工期情况

水碾沟煤矿上50万吨规模需投资4500万元左右。共需时10个月。其中准备一个月、施工8个月、联合试运转1个月。

1、新打主斜并，净宽4.5m、坡度18度、长400m。30m表土段、9244元／m，计27.7万元；370m基岩段、7714元／m，计285.5万元，合计313.2万元。

2、集中运输、集中轨道巷改造成10.4m2断面，共计1470m、2155元／m，计317万元。

3、主煤仓容量500m3，计83万元。

4、风机房：14万元。

5、地面原煤皮带栈桥及涵洞：73万元：

6、地面供电站：17万元。

7、主斜井皮带lDTL80／10／2×75一部186万元；提升绞车JTP－1.6一部26万元；井下80皮带机DTL80／20／40一部36万元，DTL80／20／2×30一部54万元。

8、轻放工作面一个：设备投资1300万元。

9、炮掘工作面两个：SSD650／2×22胶带输送机两部150万元，30型煤溜四部40万元，合计190万元。

10、主水泵D46－30×8三台7.5万元；主风机FBCDZ－8－N020B二台76万元；空压机二台5万元；地面生产系统配置50万元；安全、通风、监测、监控系统207万元；通信调度26.5万元；井下供变电设备85万元；室外给排水及供热系统63万元；辅助厂房及仓库63.5万元；坑木加工房9万元。

11、其他通风、排水、监控、通信等设备设施590万元。

12、其他费用300万元。

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九、证件的情况

采矿许可证：设计生产能力为15万吨／年，有效期06年11月～11年11月；

安全生产许可证：设计生产能力为15万吨／年，有效期06年12月～09年12月；

生产许可证：设计生产能力为15万吨／年，有效期07年2月～09年12月；

矿长资格证、矿长安全资格证均有。矿长：雷正龙，证照有效期05年5月～08年5月；

营业执照有效期至09年12月。

另有一“安全生产基本条件评价核准书”评定该矿为B类矿井，有效期04年12月～05年12月，已过期。

该矿30万吨／年的技改项目已经长治市煤炭工业局批准，并上报省煤炭工业局，预计4月底批准下发。

十、经济效益分析

投资回收预计：总投资1.25亿元，可采储量350万吨，煤价180元/吨，产值6.3亿元，吨煤成本130元，投资收益5000万元，经营年限7年，预计5年收回投资。

十一、后期的资源费问题及发展前景

该矿资源价款已全部交清约1400万元。该矿南部还有1.05km2的资源，我们能够争取到。

十二、合作的诚意、大环境情况

该矿矿主由于资金、管理等原因急于出售，合作诚意大；矿井位于襄垣县境内，管理方便，

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十三、目前生产情况

1、矿井开拓方式：

该煤矿为立井开拓方式。主立井井筒直径4.2m，净断面13.85m2，深度143.21m，料石砌碹。安设一吨非标罐笼担负矿井提煤、提人、出矸、下料、进风任务；副立井井筒直径3m，净断面7.4m2，深度132m，料石砌碹。担负矿井总回风、排水任务。

运、回大巷仅井筒附近几十米采用料石砌碹，其余大巷及采区巷道均采用梯形木棚支护，梁长2.6m，腿长2.6m。

2、采煤方法：

采煤方法为高档普采，全部垮落法管理顶板，工作面采用40型煤溜。该矿南部已准备一工作面，切眼长100m，采用组合支架炮采；北部另一工作面即将掘成，切眼长70m，计划上高档普采。 十四、通风、瓦斯、煤层自燃、监测监控情况

该矿矿井瓦斯相对涌出量2.5m3／t，涌出量0.28m3／min；矿井C02相对涌出量2.76m3／t，绝对涌出量0.31m3／min，属低瓦斯矿井，煤尘有爆炸性，自燃等级为Ⅲ级，属不容易自燃煤层。

十五、存在问题

1、该矿煤层薄，不能发挥我矿综采放顶煤技术优势；

2、该矿上覆3#煤层已采，采掘资料不清；

3、该矿井下组合支架，技改后基本不能使用。

十六、下一步的主要工作及发展前景

买断后要尽快技改，实现规模效益，并且积极争取水碾沟煤矿南部的1.05 km2的公有煤田，扩大资源储备，进一步做大做强。 - 6 -