第1页共7页矿井水文自动监测系统研究摘要：水害作为煤矿井下主要灾害之一，严重威胁着煤矿的安全生产，其表现形式是矿井涌水量突然增大超出矿井排水系统的排水能力，因此，建立矿井水文自动监测报警系统十分必要。关键词：矿井水文监测：TP274文献标识码：A：1007-9416（2013）06-0099-011系统主要功能系统可全天候监测引起矿井水害的各种参数，并在地面监控计算机上显示和存储，一旦出现险情（根据综合信息预报），井上、井下立即报警，以便及时采取措施，保证矿井及井下人员安全。监测数据可通过计算机网络查询。2系统组成及工作原理系统主要由各种智能传感器（如智能堰式流量传感器、智能管第2页共7页路流量传感器、智能水压传感器等）、通信分站、通信线路、通信接口及监控计算机组成，分布在各测点的智能传感器完成被测量（如涌水量、水仓水位、钻孔水压、防水设施变形等）的测量，并通过一条公共传输线路（传感器级M-BUS总线：四芯电缆，其中两根供电，两根通信）将测量数据发送给通信分站，再由通信分站通过另一条公共传输线路（分站级RS485总线：两芯电缆）远传至地面监控计算机，实现集中处理、存储、报警。报警信息既被送给井下声光报警器，提醒井下人员采取相应的行动。监控计算机具有网络服务器功能，有关领导和部门只要打开各自的计算机，就可通过浏览网页来查询全部监测内容。各类传感器一般都受环境温度影响，为掌握影响程度，进行温度补偿，所有智能传感器都装有温度传感器，温度传感器还可用于测水温。井下系统分为三个网络层次，底层网络由智能传感器、声光报警器及通信分站组成，通信分站为主机，通过发送不同的地址（每个智能传感器、声光报警器都设有唯一的地址，地址范围1～80）第3页共7页依次控制各智能传感器执行测量工作，并读取和存储其测量数据。智能传感器采用总线集中供电方式，即由通信分站输出一对电源线，给智能传感器供电，而通信分站由本安电源直接供电。因声光报警器耗电较大，故直接由127V交流电供电。地面监控计算机根据监测数据产生报警信息，并由通信分站转给声光报警器；中间层网络由通信分站与监控计算机组成，监控计算机为主机，通过发送不同的地址（每个通信分站都设有唯一的地址，地址范围1～32）依次选通各通信分站，并读取其存储的测量数据；上层网络为计算机局域网络，监控计算机作为网络结点，具有网络服务器功能。底层、中层网络的拓扑结构分别为M-BUS总线型、RS485总线型，特点是多个网络结点可共用一条通信信道，非常适合煤矿井下测点分布较广的情形。M-BUS总线是欧洲标准的2线串行总线，专门为耗能测量仪器传送信息而设计，具有布线简便（无极性、可任意分支，普通双绞线）、抗干扰能力强等优点。当分站级RS-485总线过长或挂接通信分站过多时，需在总线上第4页共7页加RS485中继器，以提高通信距离和可靠性，RS485中继器由单独的本安电源供电。3通信接口3.1通信线路通信接口是地面计算机与井下通信分站通信的转换接口。将通信接口后面板的RS232通信线插到计算机后面的RS232串行口上；用两芯通信电缆将通信接口后面板的“总线”口接到井下，并接入通信分站内的接线端子上，注意+、-不能接反，可先将通信接口上电，用万用表在井下量电压（5V左右）来判断+、-。通信电缆做接头时，必须保证同颜色的线相连，千万不要接错。为防雷击，通信接口采取了防雷击设计。为保证井下系统安全，下井信号为本安信号。3.2供电电源通信接口供电电压为AC220V，由市电提供，必须良好接地。3.3运行第5页共7页系统全部安装完毕，打开电源开关，正常工作后，计算机向井下通信分站发送数据时，通信接口前面板上“发送”指示灯亮；井下通信分站向计算机发送数据时“接收”指示灯亮。4通信分站4.1功能通信分站不断读取和存储所接智能传感器的测量数据，当地面监控计算机选通通信分站并发“读数据”命令时，通信分站就将存储数据发给计算机；当地面监控计算机选通通信分站并发“搜索”命令时，通信分站就自动搜索其所带智能传感器的数量、地址、类型等，并发给计算机。4.2容量一台通信分站所带智能传感器的数目不能超过100，各智能传感器必须设置不同的地...