矿用分布式光纤测温及灭火控制系统

KJ1959矿用分布式光纤测温及灭火控制系统(以下简称“系统”)是我公司专门为煤矿井下部分重点易发火灾区域研发的一套兼具光纤测温和传感器实时监测火灾情况的自动报警灭火系统。火灾发生时，燃烧会产生大量的热量以及烟雾、火焰、一氧化碳等各种混杂气体。系统主要通过检测火灾发生的这几种环境特征，达到智能判断火灾是否发生，并自动进行语音声光报警及灭火操作。

所属分类：

智慧矿山控制系统

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产品描述

矿用分布式光纤测温及灭火控制系统
依据标准
2021版《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，井筒中必须装设自动报警与自动灭火装置，敷设消防管路。
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。

系统简介
KJ1959矿用分布式光纤测温及灭火控制系统(以下简称“系统”)是我公司专门为煤矿井下部分重点易发火灾区域研发的一套兼具光纤测温和传感器实时监测火灾情况的自动报警灭火系统。
火灾发生时，燃烧会产生大量的热量以及烟雾、火焰、一氧化碳等各种混杂气体。系统主要通过检测火灾发生的这几种环境特征，达到智能判断火灾是否发生，并自动进行语音声光报警及灭火操作。

系统用途
（1）皮带机槽钢、轴承、滚轴、机头、机尾等关键位置的实时温度监测和定位、机电硐室及临时配电点防灭火；井下采空区环境温度在线监测及火灾预警等；
（2）通过实时温度数据监测和分析，判断设备运行状态，将故障、事故消除在萌芽状态，做到防患于未然；
（3）软件具有温度异常报警、温度异常点定位、实时温度曲线显示、温度历史数据查询、电动球阀状态、烟雾传感器状态、一氧化碳值等实时监测功能；
（4）系统可以设置报警功能：具有定温报警（设定最大温度/最低温度值）、差温报警（实时温度与平均温度差别过大，用于判别局部过热点）、温升过快报警、光纤破坏报警、装置异常等报警功能。

原理说明
系统的核心设备KJ1959-Z矿用隔爆兼本安型分布式光纤测温主机内部含有光纤测温模块、自动灭火控制模块、通讯传输模块。光纤测温模块是一种实时在线并持续上传监测数据的一种测量技术，采用光纤作为温度传感和信号传输的载体，依据后向拉曼（Raman）散射效应。激光脉冲从光纤中的一端进入，在向前传播中光纤分子相互作用，发生多种类型的散射。利用光时域反射（OTDR）原理实现对沿光纤温度场的分布式测量，可实现矿井采空区早期预测和火源定位以及自动灭火功能。可为井筒内皮带提供0.3米精度内的温度分布及定位报警位置，测温光缆从测温主机处开始沿着运输机皮带两侧沿途铺设，能在第一时间内监测皮带的温度。
自动灭火控制模块，可实时监测火焰、一氧化碳、烟雾等传感器的数值，一旦监测到数值异常，会自动进行判断是否有火灾发生，如果发生火灾，会第一时间控制相应的电动球阀进行洒水灭火或者控制干粉灭火装置进行灭火。从而实现对皮带火灾隐患的3D全域监测及自动灭火操作。
通讯传输模块，主要是与地面监测站进行数据通讯，实现数据的上传与下发。

系统构成
系统主要由KJ1959-Z矿用隔爆兼本安型分布式光纤测温主机(以下简称为“主机”)、矿用本安型语音声光报警器、矿用一氧化碳传感器、烟雾传感器、矿用本安型火焰传感器、矿用本安型电动球阀、灭火水幕、矿用隔爆兼本安型直流稳压电源、干粉灭火装置、喷粉管路、监控系统、以太网交换机等组成。

关联件简介
矿用隔爆兼本安型分布式光纤测温主机
1. 供电电压：井下AC127/380/660V任意可选；地面AC220V；
2. 测量通道：8通道；
3. 测温范围：0～90℃（据测温光缆而定）；
4. 单通道测量距离：4km(可定制扩展)；
5. 通讯接口：RJ45电口、SC光口、RS485、继电器输出；
6. 测温精度：±1℃；
7. 定位精度：0.5m；
8. 测量时间 ≤2s/每通道；
9. 空间分辨率：≤1m；
10. 主机带有彩色液晶显示屏，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. 主机内部带有报警输出点，可直接配置矿用本安型语音声光报警器；
12. 防爆型式：矿用隔爆兼本质安全型，防爆标志：Ex db [ib Mb]I Mb。
矿用本安型语音声光报警器
1.额定工作电压：DC18V；
2. 工作电流：≤600mA；
3. 通信信号：RS485；
4. 语音文件存储：30 条；
5. 主要功能
a.具有播放存储的语音文件的功能；
b.具有声光报警功能，报警光信号在黑暗环境中 20m 远处清晰可见。
6. 防爆型式：矿用本质安全型，防爆标志：Ex ib I Mb。
矿用一氧化碳传感器
1. 工作电压：18VDC；
2. 工作电流：≤200mA；
3. RS485 输出信号
a.路数：1 路；
b.波特率：2400bps；
4. 测量范围及分辨率
a.测量范围：（0～1000）×10-6CO；
b.分辨率：1×10-6CO。
5. 防爆型式：矿用本质安全型，防爆标志：Ex ib I Mb。

矿用本安型烟雾传感器
1. 额定工作电压：DC18V；
2. 工作电压范围：DC9V～DC24V；
3. 最大工作电流：≤200mA；
4. 灵敏度和响应时间
当烟雾浓度达到 5%obs/m 时，传感器应动作，且响应时间应不大于 20s。
5. 动作性能
当烟雾浓度≥5%obs/m 时，红色 LED 灯常亮，蜂鸣器报警，继电器动作，RS485 输出报警信号；
当烟雾浓度＜5%obs/m 时，红色 LED 灯熄灭，蜂鸣器停止，继电器恢复，RS485 输出正常信号。
6. 传感器输出信号
a.RS485 信号；
b.无源节点信号；
7. 防爆型式：矿用本质安全型，防爆标志：Ex ib I Mb。
矿用本安型火焰传感器
1. 工作电压：DC12-16V；
2. 工作电流：16-40mA；
3. 输出信号：无火警信号：高阻状态，高电平≥13V；有火警信号：低电平≤3V。
矿用本安型电动球阀
1. 额定工作电压：DC 12V；
2. 额定工作电流：≤500 mA；
3. 工作压力范围：0.2～7MPa；
4. 公称通径：20mm；
5. 延时时间：0～9999s，遥控器设置；
6. 信号传输：2路高低电平信号；2路RS485信号；
7. 显示方式：液晶显示，可清楚显示当前球阀工作状态，传感器数据等；
8. 带遥控调校功能，所有参数可通过遥控器远程修改；
9. 防爆型式：矿用本质安全型，防爆标志：Ex ib I Mb。
矿用隔爆兼本安型直流稳压电源
1）额定工作电压：AC127V/220V/380V/660V；
2）输入视在功率：≤150VA；
3）电源波动范围：75%～110%；
4）输出电压：1路12V；1路18V。
5）主要功能
a.交流电停电时，备用电池立即自动投入工作。
b.电源具有过流、过压及短路保护功能，当发生故障时，电源自动保护，故障解除后自动恢复正常工作。
c.电源具有交/直流工作状态指示功能。
6）防爆型式：矿用隔爆兼本质安全型，防爆标志：Ex db [ib Mb]I Mb。

系统特点
（1）立体测温，不漏死角，随着测温光缆的布设进行沿线测温。
（2）精准测温，精确度可达±0.1℃。
（3）温度报警模式可灵活设置。
（4）可实时查看电动球阀的工作状态。
（5）可在软件上设置开启电动球阀的个数，全开/单个开/相邻开。
（6）该系统配置灵活，可根据不同的场合需要进行组合。
（8）用光纤感知温度信息，本质安全，抗电磁干扰，稳定性高；
（9）温度信息通过光信号传输，不受电磁干扰；
（10）具有较高的灵敏度和分辨率，测量频带较宽，响应速度快，具有较大的动态测量范围；
（11）测量距离远，体积小，本身不带电，布线简单，不受电磁干扰，抗辐射性能好；

主要技术参数
（1）模拟量输入传输处理误差不大于1%；
（2）系统最大巡检周期不大于30s；
（3）远程控制响应时间不大于30s；
（4）调出整幅画面85%的响应时间不大于2s，其余画面应不大于5s；
（5）从工作主机故障到备用主机手动投入正常工作时间不大于5min；
（6）系统传输的误码率不大于10^-8；
（7）重要监测点模拟量的实时监测值存盘记录可保存7d以上；模拟量统计值、开关量状态及变化时刻、设备故障/恢复正常工作时刻及状态等记录可保存1年以上。当系统发生故障时，丢失上述信息的时间长度不大于5min。