第7章__煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,煤礦機電安全管理,四川師范大學(xué)工學(xué)院 機電工程系,2010.3,第,7,章 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng),及安全管理,近年全國重大礦難事故一覽,時間,地點,遇難人數(shù),事故原因,2010.3.28,山西王家?guī)X煤礦,37,人遇難，一人下落不明,透水事故,2010.03.01,內(nèi)蒙古烏海,31,名被困者無生還可能,在建的神華集團駱駝山煤礦發(fā)生透水事故,2010.01.05,湖南立勝,34,人死亡,湖南立勝煤礦發(fā)生重大火災(zāi)事故,2009.11.21,黑龍江鶴崗,共造成,108,人遇難,新興煤礦發(fā)生瓦斯爆炸,2009.09.08,河南省平頂山,54,人死亡,違法違規(guī)組織生產(chǎn)導(dǎo)致的特大事故,2009.05.30,重慶市綦江縣,30,人死亡、,77,人受傷,違規(guī)違章行為引發(fā)的特別重大安全生產(chǎn)事故。,2009.02.22,山西屯蘭,78,人死亡,瓦斯?jié)舛冗^高，煤礦爆炸。,第,7,章 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng),與安全管理,1,煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng),2,礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)安全管理,3,煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)簡介,第一節(jié) 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)簡介,煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是指具有模擬量、開關(guān)量、累計量采集、傳輸、存儲、處理、顯示、打印、聲光報警、控制等功能，用于煤礦通風(fēng)安全及生產(chǎn)環(huán)節(jié)監(jiān)控的系統(tǒng),。,包括,：,煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)、煤礦瓦斯抽采（放）監(jiān)控系統(tǒng)、煤礦軌道運輸監(jiān)控系統(tǒng)、煤礦膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)、煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)、煤礦排水監(jiān)控系統(tǒng)、煤礦火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、礦山壓力監(jiān)控系統(tǒng)、煤與瓦斯突出監(jiān)控系統(tǒng)、人員位置監(jiān)測系統(tǒng)等。,第一節(jié) 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)簡介,1815,年英國發(fā)明瓦斯檢定燈,20,世紀(jì),30,年代日本發(fā)明光干涉瓦斯檢定器,40,年代，美國研制出,鉑絲催化元件,1954,年，英國采礦安全研究所（,SMRE,）制成了最早的載體催化元件,60,年代以后，便攜式瓦斯監(jiān)測裝置和監(jiān)測系統(tǒng)得到了快速發(fā)展,一、礦井安全監(jiān)控技術(shù)發(fā)展概況,第一節(jié) 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)簡介,我國礦井安全監(jiān)控技術(shù),發(fā)展,建國初期，煤礦下井人員主要使用光學(xué)瓦斯檢定器、瓦斯檢定燈、檢知管、風(fēng)表等,；,60,年代初期，研制達到使用水平的載體催化元件,和,AQR-1,型瓦斯測量儀。,70,年代,研制出,瓦斯斷電儀,；,80,年代初期，從歐,美,引進,、吸收,礦井監(jiān)控,系統(tǒng)；,80,年代以后，,逐步開發(fā)出,KJ126,、,KJF2000,、,KJ95,、,KJ90,等系統(tǒng)。,第一節(jié) 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)簡介,二、煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的分類,煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)可按照監(jiān)控目的、信號傳輸方式、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等來進行分類,:,如按傳輸信號復(fù)用方式分為：,時分制系統(tǒng)、頻分制系統(tǒng)、碼分制系統(tǒng)、復(fù)合復(fù)用方式（同時采用頻分制、時分制、碼分制中兩種或兩種以上的系統(tǒng)）；,按系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為：,樹形、環(huán)形、星形、總線形等；,按傳輸信號的調(diào)制方式可分為：,基帶、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相等；,按工作方式可分為：,主從方式、多主方式等。,第一節(jié) 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)簡介,按監(jiān)控目的分類：,（,1,）煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng),（,2,）瓦斯抽采（放）監(jiān)控系統(tǒng),（,3,）煤礦軌道運輸監(jiān)控系統(tǒng),（,4,）煤礦膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng),（,5,）提升運輸監(jiān)控系統(tǒng),（,6,）煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng),（,7,）煤礦排水監(jiān)控系統(tǒng),（,8,）煤礦火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng),（,9,）礦山壓力監(jiān)控系統(tǒng),（,10,）煤與瓦斯突出監(jiān)控系統(tǒng),（,11,）人員位置監(jiān)測系統(tǒng),（,12,）綜合監(jiān)控系統(tǒng),第二節(jié) 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng),煤礦安全監(jiān)控的主要內(nèi)容,對井下,CH4,、,CO,、,O2,、,CO2,等氣體濃度的檢測；對風(fēng)速、風(fēng)量、氣壓、溫度、粉塵濃度、水位等環(huán)境參數(shù)的檢測；對生產(chǎn)設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)測、監(jiān)控等。,煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng),組成,一般由傳感器、井下分站、傳輸線路、地面中心站、監(jiān)控軟件組成，如下圖所示：,圖,7-1,煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng),第二節(jié) 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng),一、煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)基本構(gòu)成,1.,傳感器,2.,井下監(jiān)控分站,井下監(jiān)控分站是一種以嵌入式芯片為核心的微機計算機系統(tǒng)，可掛接多種傳感器，能對井下多種環(huán)境參數(shù)諸如瓦斯、風(fēng)速、一氧化碳、負壓、設(shè)備開停狀態(tài)等進行連續(xù)監(jiān)測，具有多通道，多制式的信號采集功能和通訊功能，通過工業(yè)以太網(wǎng)或總線方式能及時將監(jiān)測到的各種環(huán)境參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)傳送到地面中心站，并執(zhí)行中心站發(fā)出的及時發(fā)出報警和斷電控制信號。,3.,信號傳輸網(wǎng)絡(luò),將監(jiān)測到的信號傳送到地面中心站的信號通道。如無線傳輸信道、電纜、光纖等。,4.,地面中心站,二、煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控設(shè)備,（一）傳感器,1.,高低濃度甲烷傳感器,2.,一氧化碳傳感器,3.,礦用氧氣傳感器,4.,溫度傳感器,5.,風(fēng)速傳感器,6.,煙霧傳感器,7.,開停傳感器,二、煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控設(shè)備,（二）、便攜式氣體檢測報警儀,（三）、甲烷報警礦燈,（四）、井下分站,（五）、安全監(jiān)控系統(tǒng),傳感器,煤礦安全監(jiān)測主要通過檢測儀器來實現(xiàn)。一個簡單的檢測儀器通常由傳感器、信號變換電路及電源等部分構(gòu)成。 借助于敏感元件，對被測物理量進行檢測和信號變換，輸出模擬量信號或開關(guān)量信號的裝置，稱為傳感器。傳感器主要由敏感元件、轉(zhuǎn)換器件、測量及變換電路和電源等組成，如圖所示。,被測量,敏感,元件,轉(zhuǎn)換,元件,電源,測量,電路,地面中心站,煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中心站是煤礦環(huán)境安全和生產(chǎn)工況監(jiān)控系統(tǒng)的地面數(shù)據(jù)處理中心，用于完成煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的信息采集、處理、儲存、顯示和打印功能，必要時還可對局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)或設(shè)備發(fā)出控制指令和信號，中心炸一般由主控計算機及其外圍設(shè)備和監(jiān)控軟件組成，通常設(shè)置在煤礦監(jiān)控中心或生產(chǎn)調(diào)度室中。,高低濃度甲烷傳感器,主要用于監(jiān)測高瓦斯煤礦井下環(huán)境氣體中的瓦斯?jié)舛?，可以連續(xù)自動地將井下沼氣濃度轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號輸送給關(guān)聯(lián)設(shè)備，并具有就地顯示沼氣濃度值，超限聲光報警等功能。還可與各類型監(jiān)測系統(tǒng)及斷電儀、風(fēng)電瓦斯閉鎖裝置配套，適宜在煤礦采掘工作面、回風(fēng)巷道等地點固定使用。采用熱催化原理與熱導(dǎo)原理相結(jié)合來測量沼氣濃度，克服了單一元件測量過程中的不穩(wěn)定現(xiàn)象，具有性能穩(wěn)定、測量精確、響應(yīng)速度快，結(jié)構(gòu)堅固、易使用易維護等特點。并具有遙控調(diào)校、斷電控制、故障自校自檢等新功能,。,井下分站,KJ90-F8/KJ90-F16,型井下監(jiān)控分站（以下簡稱分站）是一種以嵌入式芯片為核心的微機計算機系統(tǒng)，可掛接多種傳感器，能對井下多種環(huán)境參數(shù)諸如瓦斯、風(fēng)速、一氧化碳、負壓、設(shè)備開停狀態(tài)等進行連續(xù)監(jiān)測，具有多通道，多制式的信號采集功能和通訊功能，通過工業(yè)以太網(wǎng)或總線方式能及時將監(jiān)測道德各種環(huán)境參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)傳送到地,面,并執(zhí)行中心站發(fā)出的各種命令，及時發(fā)出報警和斷電控制信號。,安全監(jiān)控系統(tǒng),第三節(jié) 礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)安全管理,一、礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)一般規(guī)定,1.,煤礦企業(yè)應(yīng)建立,安全儀表計量檢驗制度,。,2.,高瓦斯礦井、煤（巖）與瓦斯突出礦井，,必須裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng),。,沒有裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的礦井的煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷的掘進工作面，,必須裝備甲烷風(fēng)電閉鎖裝置或甲烷斷電儀和風(fēng)電閉鎖裝置,。,沒有裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的無瓦斯涌出的巖巷掘進工作面，,必須裝備風(fēng)電閉鎖裝置,。,沒有裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的礦井的采煤工作面，,必須裝備甲烷斷電儀,。,第三節(jié) 礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)安全管理,3.,采區(qū)設(shè)計、采掘作業(yè)規(guī)程和安全技術(shù)措施，必須對安全監(jiān)控設(shè)備的種類、數(shù)量和位置，信號電纜和電源電纜的敷設(shè)，控制區(qū)域等做出明確規(guī)定，并,繪制布置圖,。,4.,煤礦安全監(jiān)控設(shè)備之間必須使用,專用阻燃電纜或光纜,連,接,，嚴禁與調(diào)度電話電纜或動力電纜等共用。防爆型煤礦安全監(jiān)控設(shè)備之間的輸入、輸出信號必須為,本質(zhì)安全型,信號,。,安全監(jiān)控設(shè)備必須具有,故障閉鎖功能,：當(dāng)與閉鎖控制有關(guān)的設(shè)備未投入正常運行或故障時，必須切斷該監(jiān)控設(shè)備所監(jiān)控區(qū)域的全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的電源并閉鎖；當(dāng)與閉鎖控制有關(guān)的設(shè)備工作正常并穩(wěn)定運行后，自動解鎖,。,第三節(jié) 礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)安全管理,礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)必須具備甲烷斷電儀和甲烷風(fēng)電閉鎖裝置的全部功能,；,當(dāng)主機或系統(tǒng)電纜發(fā)生故障時，系統(tǒng)必須保證甲烷斷電儀和甲烷風(fēng)電閉鎖裝置的全部功能；當(dāng)電網(wǎng)停電后，系統(tǒng)必須保證正常工作時間不小于,2h,；系統(tǒng)必須具有防雷電保護；系統(tǒng)必須具有斷電狀態(tài)和饋電狀態(tài)監(jiān)測、報警、顯示、存儲和打印報表功能；中心站,主機應(yīng)不少于,2,臺,，,1,臺備用,。,二、安裝、使用和維護的安全管理,1.,安裝斷電控制系統(tǒng)時，必須根據(jù)斷電范圍要求，提供斷電條件，并接通井下電源及控制線。安全監(jiān)控設(shè)備的供電電源必須取自被控制開關(guān)的電源側(cè)，嚴禁接在被控開關(guān)的負荷側(cè)。,拆除或改變與安全監(jiān)控設(shè)備關(guān)聯(lián)的電氣設(shè)備的電源線及控制線、檢修與安全監(jiān)控設(shè)備關(guān)聯(lián)的電氣設(shè)備、需要安全監(jiān)控設(shè)備停止運行時，須報告礦調(diào)度室，并制定安全措施后方可進行。,2.,安全監(jiān)控設(shè)備必須定期進行調(diào)試、校正，,每月至少,1,次,。甲烷傳感器、便攜式甲烷檢測報警儀等采用載體催化元件的甲烷檢測設(shè)備，,每,7,天必須使用校準(zhǔn)氣樣和空氣樣調(diào)校,1,次,。,每,7,天必須對甲烷超限斷電功能進行測試,。,安全監(jiān)控設(shè)備發(fā)生故障時，必須及時處理，在故障期間必須有安全措施。,二、安裝、使用和維護的安全管理,3.,必須每天,檢查,安全監(jiān)控設(shè)備及電纜是否正常，使用便攜式甲烷檢測報警儀或便攜式光學(xué)甲烷檢測儀與甲烷傳感器進行對照，并將記錄和檢查結(jié)果報監(jiān)測值班員；當(dāng)兩者讀數(shù)誤差大于允許誤差時，先以讀數(shù)較大者為依據(jù)，采取安全措施并必須在,8h,內(nèi)對,2,種設(shè)備調(diào)校完畢。,4.,礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)中心站,必須實時,監(jiān)控全部采掘工作面瓦斯?jié)舛茸兓氨豢卦O(shè)備的通、斷電狀態(tài)。,礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的,監(jiān)測日報表,必須報礦長和技術(shù)負責(zé)人審閱。,5.,必須設(shè)專職人員負責(zé),便攜式甲烷檢測報警儀的充電、收發(fā)及維護。每班要清理隔爆罩上的煤塵，發(fā)放前必須檢查便攜式甲烷檢測報警儀的零點和電壓或電源欠壓值，不符合要求的嚴禁發(fā)放使用。,二、安裝、使用和維護的安全管理,6.,配制甲烷校準(zhǔn)氣樣的裝置和方法必須符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，相對誤差必須小于,5%,。制備所用的原料氣應(yīng)選用濃度不低于,99.9%,的高純度甲烷氣體。,7.,安全監(jiān)控設(shè)備布置圖和接線圖應(yīng)標(biāo)明傳感器、聲光報警器、斷電器、分站、電源、中心站等設(shè)備的位置、接線、斷電范圍、傳輸電纜等，并根據(jù)實際布置及時修改。,三、甲烷傳感器和其他傳感器的設(shè)置的安全規(guī)定,1.,甲烷傳感器報警濃度、斷電濃度、復(fù)電濃度和斷電范圍必須符合表,3,規(guī)定,。,2.,低瓦斯礦井的煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進工作面，必須在工作面設(shè)置甲烷傳感器,。,3.,在回風(fēng)流中的機電設(shè)備硐室的進風(fēng)側(cè)必須設(shè)置甲烷傳感器,。,4.,高瓦斯礦井進風(fēng)的主要運輸巷道內(nèi)使用架線電機車時，裝煤點、瓦斯涌出巷道的下風(fēng)流中必須設(shè)置甲烷傳感器,。,三、甲烷傳感器和其他傳感器的設(shè)置的安全規(guī)定,5.,在煤（巖）與瓦斯突出礦井和瓦斯噴出區(qū)域中，進風(fēng)的主要運輸巷道和回風(fēng)巷道內(nèi)使用礦用防爆特殊型蓄電池電機車或礦用防爆型柴油機車時，蓄電池電機車必須設(shè)置車載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測報警儀，柴油機車必須設(shè)置便攜式甲烷檢測報警儀。當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^,0.5%,時，必須停止機車運行。,6.,瓦斯抽放泵站必須設(shè)置甲烷傳感器，抽放泵輸入管路中必須設(shè)置甲烷傳感器。利用瓦斯時，還應(yīng)在輸出管路中設(shè)置甲烷傳感器。,三、甲烷傳感器和其他傳感器的設(shè)置的安全規(guī)定,7.,裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的礦井，每一個采區(qū)、一翼回風(fēng)巷及總回風(fēng)巷的測風(fēng)站應(yīng)設(shè)置風(fēng)速傳感器，主要通風(fēng)機的風(fēng)硐應(yīng)設(shè)置壓力傳感器；瓦斯抽放泵站的抽放泵吸入管路中應(yīng)設(shè)置流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器，利用瓦斯時，還應(yīng)在輸出管路中設(shè)置流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器。,裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的開采容易自燃、自燃煤層的礦井，應(yīng)設(shè)置一氧化碳傳感器和溫度傳感器。,裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的礦井，主要通風(fēng)機、局部通風(fēng)機應(yīng)設(shè)置設(shè)備開停傳感器，主要風(fēng)門應(yīng)設(shè)置風(fēng)門開關(guān)傳感器，被控設(shè)備開關(guān)的負荷側(cè)應(yīng)設(shè)置饋電狀態(tài)傳感器。,四川師范大學(xué)工學(xué)院 機電工程系,Thank You !,