压风自动化系统建设基本标准

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1、附件11压风自动化系统建设基本标准压风自动化系统是根据井下供风要求，设计安装一套自动化控制系统，实现空压机房的故障诊断、监测预警、负荷调节、电量计量、能耗分析，自动切换运行、无人值守管理等功能。压风自动化系统由压风机自动控制系统和视频监控系统组成，控制系统具有完善的保护性能，能够满足矿山安全规程的规定和普遍采用的安全措施。一、重点监测参数水池液位：水冷空压机冷却水池液位，为空压机冷却提供足够的水量。管路流量：单位时间内流经水泵出口管路截面的流体量，用于水量检测，漏水检测。管路压力：供风管路压力实时监测，保证井下供风压力。管路温度：水冷空压机冷却水管路温度实时监测，确保空压机不超温运行。储气罐温

2、度：供给井下风源温度实时监测，保证井下用风设备正常工作。供风管路气体压力：供给井下风源压力实时监测，保证井下用风设备正常工作。电机电流：空压机电流实时监测，保证空压机正常运行。空压机运行状态：实时监测空压机房各台设备运行。阀门开到位、关到位：包括水冷空压机冷却水管路阀门、离心式空压机油泵冷却阀门、空压机气管阀门、储气罐排污阀、水池补水阀门等阀门状态。远程就地状态：各种阀门、空压机工作方式。有毒有害气体监测：供风管路CO、NO2等气体监测仪表，超过定值停止供风。三、自动化控制系统（一）控制要求各种类型的空压机根据井下供风需求按照启动流程、峰谷平自动启停或者定时启停空压机。供风需要时，空压机状态自

3、检完成后开启冷却循环设备，达到空压机启动条件开启空压机，出口压力达到定值后，打开储气罐阀门为井下生产供气。系统具有手动和自动两种方式。达到自动轮换开停、故障自动倒机、定时自动倒机和一键倒机控制要求。达到节约能源，降低劳动强度，实现空压机房的无人值守和自动供风。（二）功能要求1.应具有空压机运行前状态监测及运行状态监测功能。2.上位机控制系统实现的主要功能如下：数据采集和控制功能、远程操控功能、实时报警/报警记录、报表查询功能、具备能耗分析计算功能。3.下位机控制系统实现的主要功能如下：（1）开关量、模拟量信号的采集，与上位机通讯，把各过程量数值送给上位机。（2）先进的控制和丰富的算法功能，对采

4、集到的各种信号进行分析处理，并结合生产的实际情况，完成各种控制算法，输出运算结果，合理调度的适时起停并保证生产安全。（3）对管路流量、温度及泵出口压力等进行采集，实时监控，超过设定值时，发出报警。（4）储气罐上增加温度传感器，实现超温报警、空压机停机功能。4.系统能够根据风压来确定开启风机的数量，根据运行时间合理确定开停压风机。5.系统具备自动轮换开停、故障自动倒机、定时自动倒机和一键倒机功能，具有系统急停闭锁功能。6.系统具备检修、手动、自动的控制方式，具备就地和远程互为闭锁的控制模式。7.压风机房具有视频监控系统。（三）设备要求现场仪表应包括电动阀门、液位计、压力变送器、温度传感器、烟雾报

5、警器、气体监测传感器、视频监控系统等。仪表选型要求耐腐蚀、防潮、适用于井下环境的可靠仪表产品，完全满足现场使用要求。1.电动阀门应采用国内外知名品牌，应具有体积小、重量轻、转矩范围广、防护等级高等特点。具有可靠的硬触点式行程限位开关。在保护功能上，有开、关向独立的过力矩保护以及电机过热保护。采用先进的电动执行机构，定位精确，运行可靠，实现对压力、温度、流量、液位等多参数的调节。 2.液位计投入式液位计与超声波液位计一同使用，互为参考，确保液位检测稳定可靠。投入式液位计选用国内知名品牌品牌产品，静压式液位变送器，基于液体静压与该液体高度成正比的原理来测量液位高度变化，具有良好的性价比和较高的精确

6、度及稳定性，可以做大量程，适合杂质较少的各种液体介质，有广泛的适用性。3.压力变送器压力变送器选用知名品牌品牌产品，主要用于测量气体、液体和蒸汽的压力、负压力等参数，然后将其转换成420mA.DC信号输出。4.温度传感器选用知名品牌品牌产品端面热电阻传感器，适用于电机轴瓦、水泵轴承、储气罐等位置的表面测温。采用磁吸式材料，便于安装；外壳采用不锈钢材质，适用于潮湿的工况环境。5.视频监控视频监控选用国内知名品牌，不锈钢防爆防护网络摄像头；配备硬盘录像机，配备存储容量。附件12充填自动化系统建设基本标准充填自动控制系统是根据充填生产工艺要求，运用PLC系统控制技术和在线监测、智能管控技术，实现充填

7、生产的自动运行、智能控制、数据分析、风险预判、远程监控等功能，达到充填系统安全、高效、智能运行的目的。在集控中心完成“遥控”、“遥信”、“遥测”，实现充填系统自动化、智能化、现场无人的目标。充填自动控制系统由工业控制计算机、程序控制柜、就地控制箱、传动设备、通讯网络、检测仪表、控制调节阀门等设备组成。通讯网络主要有通讯连接器、网络交换机、网桥等。一、重点监测参数充填流量：单位时间内流经充填管路截面的流体量，用于充填料浆实时量与累计量检测，管路泄露检测；采用电磁流量计进行检测。充填浓度：流经充填管路截面的流体浓度，是充填生产的关键检测量，用于充填料浆浓度检测，充填体质量检测，与充填流量配合进行充

8、填料浆干量检测；采用差压式浓度计、核子浓度计进行检测。充填压力：生产过程中，充填料浆管路的压力检测，若压力过高，则存在堵管风险；若压力过低，则存在管路泄露的风险。搅拌液位：充填料浆制备搅拌机料位的监测，根据搅拌机内料位的波动范围合理调节充填管路流量和物料添加量，使液位保持在一定波动范围内，以保证充填生产稳定、持续的进行；采用超声波液位传感器、雷达液位传感器进行检测。砂位：立式砂仓或深锥浓密机内沉降尾砂的料位监测，是充填生产的重要参数，既要避免砂位过高造成跑混或压耙，又要避免砂位过低不满足生产需要，采用重锤料位计、泥层界面仪进行检测。下砂流量：单位时间内流经立式砂仓或深锥浓密机下砂管路截面的流体

9、量，用于尾砂下砂实时量与累计量检测，管路泄露检测；采用电磁流量计进行检测。下砂浓度：流经立式砂仓或深锥浓密机下砂管路截面的流体浓度，当下砂浓度不满足生产需求时及时预警；与充填流量配合进行尾砂干砂量检测；采用差压式浓度计、核子浓度计进行检测。用灰量：生产过程中胶凝材料的添加量计量，胶凝材料用量是充填生产最重要的成本之一；采用螺旋计量秤、微粉计量秤、转子计量秤进行检测。水流量：单位时间内流经生产用水管路截面的流体量，用于生产用水实时量与累计量检测；采用电磁流量计进行检测。温度：对电机、泵运行过程中发热情况实时监测，保证设备运行，采用温度传感器和温度变送器。电流：对电机运行状态监测，保证电机、泵正常

10、运行。管夹阀开度：生产管路上调节式管夹阀开度的实时检测，以保证生产过程的进出平衡；采用耐磨胶管调节阀、调节球阀。阀门开闭：生产管路上阀门开闭状态的实时检测，确保生产管路阀门的开关到位，避免因管路开关不到位影响生产；采用闸阀、球阀、蝶阀等阀门。二、自动化控制系统（一）控制要求1.造浆系统检测调节回路料浆浓度是影响充填强度的主要因素，而对料浆浓度的控制是源于前段的造浆过程，造浆浓度不合理直接影响充填浓度。立式砂仓一般采用风水联动造浆方式。水调节造浆浓度，风调节造浆效果。采用现场人工经验与控制系统相结合的方式进行控制。深锥浓密机下砂回路无需造浆，在尾砂浓度较高时应加调浓水进行浓度调节。2.胶凝材料流

11、量检测调节回路胶结充填中，所选择的凝结材料以及相应的配比量，是直接影响充填体强度的决定因素。胶凝材料添加系统由胶凝材料仓、给料机、计量秤/冲板流量计等构成。根据给定的充填配比和尾砂下砂的干砂量，控制添加胶凝材料给料量，保证充填体强度。3.生产水流量检测回路生产水根据充填料浆的浓度要求和生产配比、尾砂下砂浓度等参数适量添加；既要避免添加过量影响充填体强度，又要避免添加过少造成堵管风险。4.搅拌装置液位调节装置搅拌装置是将砂仓砂浆与胶结材料进行混合搅拌的设备，其运行的稳定性影响充填生产的稳定性。控制系统通过在搅拌机上安装液位计对搅拌机料位进行检测，在砂仓下砂管路安装电动胶管阀，根据检测到的料位控制

12、胶管阀的开度，自动调整下砂量，使搅拌机料位稳定在设定范围，防止搅拌机冒槽及抽空。5.尾砂下砂流量调节回路尾砂下砂流量检测是充填系统的重要检测点。在立式砂仓/深锥浓密机下砂管路上安装流量计和浓度计，通过计算实时干砂量，判断工艺过程是否断流、爆管，且配合浓度计检测数据计算充填量。6.充填砂浆流量调节回路充填料浆流量检测是充填系统的重要检测点。在充填管路上安装流量计和压力传感器，判断充填管路是否断流、爆管，且配合浓度计检测数据计算充填量。7.充填料浆浓度调节回路充填料浆浓度稳定是整体充填过程的关键环节，直接影响充填体强度。浓度检测采用浓度计。对浓度检测值与设定值之间的差值进行处理，差值一般分为高、低

13、两种，每种情况再进行细分。控制系统差值大小，对搅拌槽加水量、胶管阀开度、管路补加水量等进行合理调配。（二）功能要求1.一键充填控制一键充填系统包含充填系统的一键开停车功能，在充填开停车过程中，系统自动检测砂仓料位、水泥仓料位、水压水位、压缩空气及设备状态等是否满足生产要求，如有不满足要求，系统提醒操作人员及时处理。系统一键开车功能，可实现设备的顺序开启控制，全程无需人工干预，并逐步实现造浆、润管引流、制浆、保液位、控配比、控浓度等工序直至达到稳态生产。开车过程中设备出现故障可提醒人工干预。一键开车完成后，系统自动进入稳态运行状态，系统根据目标参数（浓度、流量、配比、液位等），自动调整相关阀门和

14、设备，保证生产过程参数在要求范围之内。2.生产过程自检自调、自动纠偏生产过程中工艺出现波动系统应实现自动纠偏，保证充填浓度流量等各指标稳定、配灰精确，实现调度中心统一监控。出现特殊情况，系统提醒人工干预。 3.报警系统应采用画面加语音的报警模式，设备异常或充填生产参数异常，系统可弹出醒目的报警提示，语音自动播报精准报警信息，同时，相应位置视频画面应自动弹出，实现视频联动报警。4.生产追溯生产过程中的重要数据如充填流量、干砂流量、水泥流量、水流量、浓度、搅拌机液位等系统全程实时记录至数据库，可随时查看。具备充填系统报表统计功能，为充填生产提供详细准确的管理数据。（三）设备要求现场仪表主要包括液位

15、计、物位计、浓度计、电磁流量计、压力变送器、温度传感器、电压和电流变送器、电动闸阀、电动球阀、电动管夹阀等。仪表选型完全满足现场使用要求。1.液位计对搅拌机液位和水池液位等进行测量，根据测量距离选择合适的量程，防护等级IP65或以上；采用雷达液位计或超声波液位计。 2.物位计对立式砂仓/深锥浓密机砂位进行测量，根据测量距离选择量程，防护等级IP65或以上；采用重锤物位计或泥层界面仪。 对胶凝材料仓物位进行测量，根据测量距离选择量程，防护等级IP65或以上；采用雷达物位计或超声波物位计。3.浓度计对来砂管路、下砂管路、充填管路的料浆浓度进行测量，根据工况选择合适的设备；采用差压式智能浓度计或核子

16、浓度计。4.流量计在来砂管路、下砂管路、充填管路、水管路、风管路上安装流量计，根据流体介质和管道直径，选用合适的流量计；采用电磁流量计。5.压力变送器在立式砂仓/深锥浓密机下砂口、充填管路上安装压力变送器，量程根据参数进行选择。6.电动球阀用于水管路的控制；分为电动开关球阀和电动调节球阀。7.电动闸阀尾砂输送管路和料浆管路安装电动耐磨闸阀，满足生产管路定时切换要求，带配套电动执行器380V驱动电机，带手动操作机构，带开关阀到位反馈。8.胶管调节阀尾砂输送管路和料浆管路安装电动耐磨管夹调节阀，满足每条生产管路流量控制的要求，带配套电动执行器380V驱动电机，带手动操作机构，带开关阀到位反馈和开度

17、反馈。胶管调节阀一般不做截止阀使用。9.胶凝材料计量对胶凝材料流量进行测量，根据工艺情况选用合适的设备。采用微粉称计量设备或冲板流量计。10.PLC控制器控制系统选用国内外知名品牌逻辑控制器作为中央控制系统，人机交互界面应选用国内知名品牌的正版软件，IO备用点数不低于20%，每个机架备用槽位不低于20%。11.服务器、工控机、触摸屏服务器、工控机、触摸屏应选用满足生产需求的国内外知名品牌，相关配置应满足自动控制需求。UPS电源应能保证关键设备仪表断电后的应急处置，断电保持30min以上，容量应根据自动控制系统装机容量计算得出。12.视频监控视频监控选用国内外知名品牌，防护等级应能够满足现场需求

18、；硬盘录像机按照要求配存储容量。附件13带式输送系统建设基本标准带式输送机自动控制系统应设置空仓、满仓保护；防大块冲击、防跑偏装置、紧急停车、过速、过载、打滑等保护装置；线路上的信号、电气联锁和紧急停车装置；应实现集中控制，与给料机、破碎机、多条皮带机实现一键启动，按顺序开停设备。带式输送机自动控制系统需满足矿山安全规程的规定和相关安全措施。系统建设完成后，操作员可在集控室终端上监视控制运输皮带生产过程，完成对运输皮带生产及相关环节的监控任务，实现带式输送系统的综合自动化。带式输送机自动控制系统还应包括视频监控系统（摄像机、硬盘录像机、网络交换机等）、设备监测系统（电机轴温、电流、转速等数据监

19、测及风险预报）等。一、重点监测参数电机温度：对电机运行过程中发热情况实时监测，采用温度传感器和温度变送器。电流：对电机运行状态监测，采用电流互感器或电流变送器。电机轴承振动：对电机运行过程中振动情况实时监测，在电机负荷端分别安装，采用振动传感器。漏斗堵塞检测：带式输送机输送物料过程中检测漏斗堵塞，采用门式结构型或压力传感行漏斗堵塞检测器，防护等级不低于IP65。皮带纵向防撕裂装置：带式输送机输送物料过程中检测输送带纵向撕裂，采用皮带纵向防撕裂检测器。跑偏装置：带式输送机运行过程中输送带发生跑偏检测，采用跑偏开关。打滑检测装置：带式输送机运行过程中输送带发生打滑检测，采用打滑检测器。拉绳开关：带

20、式输送机运行过程中输送带需要紧急停车或启动闭锁，采用拉绳开关。二、自动化控制系统（一）控制要求1.启停控制实现在控制中心一键启停控制，逆序启动，顺序停车；实现在控制中心单台设备启停控制；实现就地单台设备启停控制。2.急停控制当任一带式输送机出现紧急停车故障时，如闭锁、纵撕、漏斗堵塞等，紧急停车，与该皮带带有闭锁关系的设备紧急停车。能够实现现场拉绳、急停等操作。（二）功能要求1.工作方式（1） 远程集中控制：通过监控计算机监控画面向井下主控器发起车和停车指令，自动按流程顺序起动、停止、联锁与保护；（2） 就地控制：根据生产要求在主控器上发出开、停车指令，同时将信息传给监控计算机；（3） 禁启/检

21、修方式：当设备发生故障时，按下急停开关并锁住则可实现设备检修或禁启。2.急停保护带式输送机沿线每隔100m设置1台拉线急停开关，通过钢丝绳连接。3.保护功能每条带式输送机设打滑、沿线闭锁、跑偏、堆料、超温、防撕裂等保护。长度超过400m的带式输送机必须满足GB 16423-2020 6.4.3.6的规定。（1）速度检测、打滑和超速保护选用速度检测传感器。检测带式输送机速度，实现低速打滑和超速保护。（2）沿线急停闭锁和故障位置检测选用拉绳急停闭锁开关。用于带式输送机沿线紧急闭锁保护，具有故障地点识别功能。当闭锁开关动作，控制机报警并发急停命令。（3）跑偏保护带式输送机沿线设置跑偏传感器，用于跑偏

22、检测和保护，成对使用。（4）超温检测温度传感器检测带式输送机滚筒温度，当温度超过温度传感器的设定值时，传感器动作，控制机报警停车。（5）撕裂传感器在带式输送机尾设置撕裂传感器，实现皮带纵向撕裂检测。（6）与空仓、满仓联锁装料点和卸料点设空仓、满仓等保护和报警装置，并与带式输送机联锁。4.显示与报警在监控计算机和显示控制台上动态显示各设备的运行状态和急停、皮带跑偏、超温、打滑、电机故障等故障信号；实时皮带速度、滚筒温度等模拟量信息。（三）设备要求仪表选型要充分考虑检测工况，力求检测稳定可靠，仪表选型应选用矿用本安型仪表，满足现场使用要求。1.矿用一般型PLC可编程控制箱满足现场需求，IO备用点数

23、不低于20%，每个机架备用槽位不低于20%。具有RS485方式、TCP/IP电缆以太网传输方式和TCP/IP光缆以太网传输方式等通讯功能。2.矿用本安型速度传感器根据现场输送皮带设计带速选择，防护等级IP65及以上。3.矿用本安型急停开关根据现场需求选择开关数量，防护等级IP65及以上。4.矿用跑偏传感器满足现场需求，满足带式输送机 跑偏开关（JB/T 10939-2010）相关要求。5.矿用本安型撕裂传感器满足现场需求，满足带式输送机 输送带纵向撕裂检测器（JB/T 10937-2010）相关要求。撕裂传感器到配接设备之间的最大传输距离不小于1km。（电缆参数：R=12.8/km（单芯）、C

24、=0.06F/km、L=0.8mH/km）。6.服务器、工控机、触摸屏服务器、工控机应选用满足生产需求的国内外知名品牌，相关配置应满足自动控制需求。UPS电源应能保证关键设备仪表断电后的应急处置，断电保持30min以上，容量应根据自动控制系统装机容量计算得出。7.视频监控视频监控选用国内外知名品牌，防护等级应能够满足现场需求；硬盘录像机按照要求配存储容量。附件14固定设备操作类远程控制系统建设基本标准固定设备操作类远程控制系统：根据远程作业的控制要求，在地表和井下作业现场安装自动控制系统，采用现场总线操控技术、网络总线传输技术和智能控制技术，实现井下固定设备的远程操控、设备的状态和数据记录等功

25、能，实现操作现场无人化、提高生产效率。固定设备操作类远程控制系统由远程操控系统、网络传输系统、本地控制系统和视频监控系统组成，具有完善的保护性能，能满足矿山安全规程的规定。一、监测重点参数控制数据：主要包括固定设备远程启动/停止，设备动作远程控制。设备数据：主要包括设备运行电流、电压、功率因数等模拟量以及运行和保护开关等开关量，实现远程实时监视系统运行状态。监测数据：主要包括断路器位置、辅助设施实时数据等，实现远程实时监视系统运行状态。二、自动化控制系统（一）控制要求固定设备操作类远程控制系统，以保证井下现场的固定设备正常运行为工作目标。来自地表管控中心操作人员的设备操作信号，经本地控制系统对

26、其进行采集和处理后，通过网络传输系统把控制数据送入井下现场的控制系统中，经过信号转换和解码后，转化为相应的控制信号，实现设备的远程作业。井下现场的控制系统会采集设备的运行状态数据，通过网络传输至地表控制系统的显示单元，便于操作人员实时掌握设备的运行情况，地表控制系统对设备数据进行分析、报警、存储，实现设备的远程操控和管理。（二）功能要求1.设备启动状态检测设备运行前所必须具备的运行条件是否满足，设备参数是否正常，应与控制系统进行连锁，避免设备带病运行。2.系统急停闭锁系统具有闭锁性急停开关，在设备检修或人员检查时，只需按下急停开关，无论采用哪种方式的操作都不能开机和运行，确保现场人员不受伤害。

27、3.本地控制系统要有手动控制方式，手动控制具有优先控制权，保证了即使远程控制系统出现故障，也可以在手动控制下实现设备正常运行。4.远程操控系统应能够根据地表操控人员的指令，进行安全、准确、实时的对井下设备进行控制。5.数据实时监测系统应能够对设备运行状态数据进行实时监控和上传，对故障预警保护，为设备运维提供保障。6.视频监控系统应具有监控现场运行情况的视频系统，并对现场视频进行采集、上传、显示和存储。7.传输数据保护系统应具有控制数据保护功能。当传输数据出现乱序、丢表和延时等突发情况，或传输网络出现断网，脱网等故障时，设备应自动停机，保护设备运行安全。8.系统自诊断可准确判断系统故障类型、位置

28、并能对操作人员进行提示及打印输出。9.实时报警/报警记录当被测参数超限、保护动作及设备运行状态异常时，既可在现场主控柜上也可在地面集控中心发出文字告警提示，并进行声、光、语音报警。并实时保存以上信息。（三）设备要求远程控制系统由远程操控系统、网络传输系统、本地控制系统和视频监控系统组成，各系统组合示意图如下：远程操控系统是远程控制系统的“大脑”，负责接收操作人员通过远程控制台下达的操作指令，通过运算并准确的将指令分配到指定的执行机构。与此同时也接收来自于执行机构的反馈信息和状态监测信息，如电机状态，油温等，通过运算实时显示在远程控制台上，以方便操作人员对设备进行监控。所以地表远程控制系统需要集

29、操纵控制和参数显示于一体。1.设备远程操纵部分设备远程操纵部分的选型主要依据井下固定设备具体操控需求而定，如果有复杂动作要求，可以选择多功能操控装置，以满足控制需求。2.参数显示屏设备状态参数显示屏提供人机交互界面，并提供种热键功能，用于操控设备切换，远程查看设备的运行状态信息，查看工作状态及日志等。3.主控制器主控制器选择应满足工业现场要求，对安全性要求比较高的应用场景，宜采用冗余设计，并根据实际需求选择合适的输入和输出数量。4.网络传输网络传输系统是远程操控系统和本地系统信息传递的桥梁，必须要求稳定快速，一般采用光纤网络，进行双向传输。系统中的网络设备，应选择工业级产品，具有接口保护和冗余电源设计；能提供快速生成树协议、存储转发、故障定位、网络浏览器管理等功能。5.视频监控视频监控应根据现场环境和操控要求进行选择；防护等级和设备参数应满足现场需要；配备硬盘录像机，配备存储容量。山东省应急管理厅办公室 2024年5月13日印发 28