井筒用报警灭火控制装置技术方案.docx

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1、ZMK127井筒用报警灭火控制装置设计方案2023年08月一、设计依据1二、设计方案22.1 设计原理22.2 装置功能52.3 技术参数6三、配置清单9四、施工方案10五、实际安装效果图13六、产品资质文件14一、设计依据煤矿安全规程2023第一百四十五条箕斗提升井或者装有带式输送机的井筒兼作风井使用时,必须遵守下列规定:（二）箕斗提升井或者装有带式输送机的井筒兼作进风井时,箕斗提升井筒中的风速不得超过6m/s、装有带式输送机的井筒中的风速不得超过4ms,并有防尘措施。装有带式输送机的井筒中必须装设自动报警灭火装置、敷设消防管路。煤矿防灭火细则第三十五条装有带式输送机的井筒兼作进风井时，井筒

2、中必须装设自动报警与自动灭火装置，敷设消防管路。第四十四条井下爆炸物品库、机电设备胴室、检修碉室、材料库、井底车场、使用带式输送机或者液力偶合器的巷道以及采掘工作面附近的巷道中，必须备有灭火器材，其数量、规格和存放地点，应当在灾害预防和处理计划中确定，宜配备自动灭火装置。第五十五条带式输送机必须装设防打滑、跑偏、堆煤、撕裂等保护装置，同时应当装设温度、烟雾监测装置和自动洒水装置，宜设置具有实时监测功能的自动灭火系统。（GB51078-2015煤炭矿井设计防火规范5.2.7电缆密集场所和主要带式输送机，宜设置具有实时温度监测功能的线型光纤感温火灾探测系统。二、设计方案2.1 设计原理ZMK127

3、井筒用报警灭火控制装置由三部分组成：一是传感控制层，采用ZWX4-Z矿用隔爆兼本安型光纤测温主机和双通道测温光纤检测整条皮带温度，采用GQQ5煤矿用烟雾传感器对井筒内各类火灾隐患产生的烟雾进行实时监测，而DFH207(A)矿用本安型电动球阀则能根据实时温控和烟控自动进行洒水灭火。二是传输层，采用带串口服务器功能的矿用本安型网络交换机，同时支持以太网电口信号、光口信号和RS485信号，实现对各类检测数据的上传和自动报警灭火指令的下达。三是应用层，井筒用报警灭火控制装置软件，分析整个井筒温度分布，控制温度超限区域的电动球阀自动洒水灭火。软件已取得计算机软件著作权证书，整套装置已取得井筒用报警灭火控

4、制装置煤安证。2.1.1 火灾预警火灾预警由ZWX4-Z光纤测温主机和测温光缆组成，分布式光纤测温是一种实时、在线、连续的温度测量技术，可以提供井筒内皮带的0.5米精度内的温度分布并定位报警位置。根据煤矿实际情况，分布式光纤测温主机可放置在主井口机房或者就近的设备嗣室内，测温光缆从光纤测温主机处开始沿皮带敷设2路光缆，每路长度600米(主井皮带长度500米。)，主要对井筒皮带火灾隐患点进行无盲区全覆盖监测。分布式光纤测温监控软件上对井筒进行分区监测，每个分区设置一个温度报警值，若其中某个分区温度测量值超过设定报警值，则该分区报警状态会显示在监控软件上，可通过软件快速定位报警位置,同时光纤测温主

5、机会输出一个高电平信号控制声光报警器动作，提醒附近人员注意查看故障并及时排除问题。2.1. 2自动灭火装置自动灭火装置采用一体化电动球阀，配套烟雾传感器，使用本安电源，带485通讯接口，集合控制和洒水，灭火效果佳。就近从消防水管取水，节约成本。井筒内每隔约100米布置一套电动球阀控制洒水灭火，总共布置5套电动球阀。经485总线并接、信号转换后接入网络交换机。上位机监控软件为井筒用报警灭火控制装置监控软件，通过该监控软件可实时查看各装置球阀的编号、开/关状态等信息，同时也能直接控制球阀动作，修改参数等功能。2.1.3系统联动电脑终端放置在地面调度室(也可放置于井口机房)，网络交换机和测温主机放置

6、于主井口机房，电脑终端与网络交换机可通过矿方环网连接。井筒用报警灭火控制装置软件安装于电脑终端上，共设置5个分区，可实时通过分布式光纤测温主机和测温光缆获得整个井筒内的温度分布，并绘出动态温度曲线，分析每个分区的最高温度值，若某个分区温度超过报警值，分区报警状态会显示在监控界面上，快速定位报警位置，自动打开对应分区的上下两个DFH207(A)矿用本安型电动球阀，进行洒水灭火，当获取的实时温度低于下限温度，控制关闭球阀。图1井筒用报警灭火控制装置架构图软件功能：A.能实时监控电动球阀的工作状态，球阀关闭/开启/掉线有不同的故障提示；B.电动球阀数量可设置；C.通过软件可设置电动球阀的时间、机号、

7、关闭延时时间、工作模式；D.电动球阀开启后，洒水状态下喷头管路有相应的提示功能；E.能实时监控烟雾传感器的工作状态，当烟雾传感器检测到烟雾值超标动作时会有相应的提示和连续的尖锐报警声；F.能显示实时温度曲线，并显示当前各分区的最高温度；当最高温度超过设定报警值时，会有断续的尖锐报警声。G软件上能根据实时温度和烟感自动开启/关闭电动球阀；H.软件上能手动开启/关闭电动球阀；1 .支持操作记录和故障记录查询，并可将其打印供统计分析；J.各分区的开启和关闭球阀的温度值可单独设置；K.可升级为煤矿用带式输送机防灭火集控软件。图2井筒用报警灭火控制装置监控软件2 .2装置功能1、分布式光纤测温主机采用目

8、前世界最先进的分布式光纤传感与控制技术以及自主研制开发的测温预警技术。其工作原理是利用光在光导纤维中传输时产生的自发拉曼（Raman）散射和光时域反射（OTDR）原理来获取空间温度分布信息的。测温原理：激光器发出激光脉冲，经光纤耦合器进入感温光纤。激光在传输过程中，产生的背向拉曼散射光，分为StOkeS（温度不敏感）和Anti-stokes（温度敏感）光信号。通过处理后可计算出光纤沿途各点的温度分布。定位原理：利用光时域反射技术（OTDR）,光在光纤中的传播速度是一常量，通过计算拉曼散射信号的回波时间，就可实现对所有温度点的准确定位。分布式光纤测温有如下特点：无盲区：分布式光纤测温是一种实时、

9、在线、连续的温度测量技术，它由光纤测温主机、感温光纤、监控软件等组成，能准确探测光纤沿线各点的温度并定位报警位置，空间定位精度最高可达0.5米，可做到被测区域无盲区。高安全可靠性：采样光波信号，免受高压环境下强电磁干扰，数据稳定可靠。另外,光纤本身绝缘，不导电，能充分保障操作人员人身安全。性能优异：测温精度一般为1（最高可达0.5）,空间分辨率一般为1米（最高可达0.5米）。分布式光纤测温主机产品特点：带串口屏显示，能显示实时报警信息、实时温度曲线，可查询报警历史记录，针对不同的故障类型（断纤、超温）有不同的报警提示功能。2、自动灭火装置是一种集控制功能于一体，通过RS485通讯，实现自动洒水

10、控制。整套装置采用本质安全型电源供电，井下使用维护方便安全。DFH207（A）矿用本安型电动球阀是自动灭火装置的关键设备，是实现装置各项功能正常工作的执行单元。该电动球阀用于煤矿井下，作为自动灭火装置的控制设备，三片式高平台，电路采用集成电路，由控制板、液晶显示屏、接口板等组成，可以配接不同类型的传感器。电动球阀上电时液晶显示屏依次显示公司名称、机号和延时时间、当前模式、进入工作模式。采用TSD型通用遥控器，可在井下就近修改参数，也可通过地面监控软件进行修改。1.1.1 3技术参数2.3.1 ZWX4-Z矿用隔爆兼本安型光纤测温主机矿用隔爆兼本安型光纤测温主机采用分布式光纤传感与控制技术以及自

11、主研制开发的测温预警技术，利用光在光导纤维中传输时产生的自发拉曼（Raman）散射和光时域反射（OTDR）原理来获取空间温度分布信息，用于易燃、易爆等危险区域和有强电磁干扰、腐蚀、高温和防爆要求的温度监测。主要技术参数：1）供电电源a）输入电压：85-265VACb）输入视在功率：60VA2）测量距离：4km3）测温范围：-40C-250C4）温度分辨率：0.1C5）测温精度：16）测量时间：W3s通道7）测量通道：4通道8）定位精度：Im9）通讯接口：a）以太网电信号：接口数量：1个；传输速率：10100Mbps自适应；传输距离：IOOmb）以太网光信号：接口数量：1个；接口类型：SC单模；

12、传输速率：10/IOOMbps自适应；传输距离：20km10）显示方式：5.6英寸彩色液晶串口显示屏，可显示分区报警、超温报警、断纤故障报警、温度曲线、历史数据等内容11）面板包含12个按键，可就地操作防爆型式：矿用隔爆兼本安型1.1.2 DFH207（A）矿用本安型电动球阀矿用本安型电动球阀是自动灭火装置的关键设备，是实现装置各项功能正常工作的执行单元。该电动球阀用于煤矿井下，作为自动灭火装置的控制设备，三片式高平台，电路采用集成电路，由控制板、液晶显示屏、接口板等组成，可以配接不同类型的传感器。主要技术参数:1）供电电源a）额定工作电压：DC12Vb）工作电流：0.6A2）RS485传输接

13、口a）传输方式：总线型b）传输速率：9600bps（可配置）C）最大传输距离：2km3）水压适应范围：0.2-7MPa4）电动球阀动作时间：5s5）关闭延时：0-9999s6）显示方式：1.3寸O1ED液晶显示7）功能：具有通过红外遥控器进行时间、机号、关闭延时时间、工作模式设置8）防爆型式：矿用本质安全型1.1.3 KDW127/18矿用隔爆兼本安型直流稳压电源矿用隔爆兼本安型直流稳压电源负责给本系统其它设备提供12V直流本安电源。主要技术参数：1）供电电源a）输入电压：85-265VACb）输入电流：0.5A2）输出电压：DC12V1路，额定电流：1.5A3）保护方式：双重过压、双重过流保

14、护，短路保护，自动恢复防爆型式：矿用隔爆兼本安型1.1.4 KXB24矿用本安型声光报警器主要用于煤矿井下配接矿用隔爆兼本安型光纤测温主机使用，具有语音、灯光提示报警功能，安装方便，性能可靠。1.1.1 技术参数：1）供电电源：直流9-25V,工作电流W200mA2）输入信号：高低电平信号3）语音声级强度：距其Im远处应不小于80dB（A）4）光信号：发出的光信号在黑暗中20m远处应清晰可见2.3.5 GQQ5煤矿用烟雾传感器GQQ5煤矿用烟雾传感器，为矿用本质安全型电气设备，内含烟雾检测探头，适用于煤矿井下、露天煤矿、选煤厂等工作场所，作为带式输送机输送带烟雾检测之用。主要技术参数：1）本安

15、供电电压:DCI2V（可用9-24V本安电源）2）输入电流O15A3）接入端子:3芯8.5mm间距接线端子4）烟雾报警浓度:5%obs/m5）响应时间:小于20s6）输出信号:有源开关量（高低电平）2.3.6 KJ2矿用本安型网络交换机KJJI2矿用本安型网络交换机为传输设备，可将RS485信号转换为以太网（光或电）信号。具有以太网光口和以太网电口，支持全双工，可以将RS485信号和以太网信号相互转换。主要技术参数：1）工作电压：DC12V2）以太网光信号接口：接口数量：2个，接口类型：SC单模；传输速率：IOOMbps,最大传输距离：20km3）以太网电信号接口数量：3个，传输速率：10/100MbPS自适应，传输距离：IOOm4）RS485信号接口：接口数量：1个，传输速率：9600bps（可配置），最大传输距离：2km2.3.7井筒用报警灭火控制装置软件主要技术参数：井筒用报警灭火控制装置软件可设置分区监测，同时每个分区都设定好