煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范培訓(xùn)課件

1、礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)安培中心* 主任 工程師第一節(jié) 礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的組成和功能v一、系統(tǒng)的組成和功能 1.1定義 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)用來監(jiān)測甲烷濃度、一氧化碳濃度、二化碳濃度、氧氣濃度、風(fēng)速、風(fēng)壓、溫度、煙霧、饋電狀態(tài)、風(fēng)門狀態(tài)、風(fēng)筒狀態(tài)、局部通風(fēng)機(jī)開停、主通風(fēng)機(jī)開停等，并實(shí)現(xiàn)甲烷超限聲光報警、斷電和甲烷風(fēng)電閉鎖控制等。1.2 組成 系統(tǒng)一般由傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、分站、電源箱（或電控箱）、主站（或傳輸接口）、主機(jī)（含顯示器）、系統(tǒng)軟件、服務(wù)器、打印機(jī)、大屏幕、UPS電源、遠(yuǎn)程終端、網(wǎng)絡(luò)接口電纜和接線盒等組成，如圖1所示。 礦務(wù)局（集團(tuán)公司）礦務(wù)局（集團(tuán)公司） 服服務(wù)務(wù)器器 電電視視墻墻或或投投影影

2、用用戶戶 重點(diǎn)產(chǎn)煤縣、市重點(diǎn)產(chǎn)煤縣、市 服服務(wù)務(wù)器器 主主 站站 打打印印機(jī)機(jī) 打打印印機(jī)機(jī) 主主機(jī)機(jī) 主主機(jī)機(jī) 交換機(jī)交換機(jī) 路由器路由器 防火墻防火墻 分分 站站 電電 源源 分分 站站 電電 源源 127VAC 127VAC 執(zhí)執(zhí) 行行 機(jī)機(jī) 構(gòu)構(gòu) 模模 擬擬 量量 傳傳 感感 器器 開開 關(guān)關(guān) 量量 傳傳 感感 器器 執(zhí)執(zhí) 行行 機(jī)機(jī) 構(gòu)構(gòu) 開開 關(guān)關(guān) 量量 傳傳 感感 器 模模 擬擬 量量 傳傳 感感 器器 用用戶戶 礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)二、工作原理 傳感器將被測物理量轉(zhuǎn)換為電信號，并具有顯示和聲光報警功能（有些傳感器沒有顯示、或沒有聲光報警）。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)（含聲光

3、報警及顯示設(shè)備）將控制信號轉(zhuǎn)換為被控物理量。 分站接收來自傳感器的信號，并按預(yù)先約定的復(fù)用方式遠(yuǎn)距離傳送給主站（或傳輸接口），同時，接收來自主站（或傳輸接口）多路復(fù)用信號。分站還具有線性校正、超限判別、邏輯運(yùn)算等簡單的數(shù)據(jù)處理能力、對傳感器輸入的信號和主站（或傳輸接口）傳輸來的信號進(jìn)行處理，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。 電源箱將交流電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需的本質(zhì)安全型直流電源，并具有維持電網(wǎng)停電后正常供電不小于2小時的蓄電池。 傳輸接口接收分站遠(yuǎn)距離發(fā)送的信號，并送主機(jī)處理；接收主機(jī)信號、并送相應(yīng)分站。傳輸接口還具有控制分站的發(fā)送與接收，多路復(fù)用信號的調(diào)制與解調(diào)，系統(tǒng)自檢等功能。 主機(jī)一般選用工控微型計算

4、機(jī)或普通微型計算機(jī)、雙機(jī)或多機(jī)備份。主機(jī)主要用來接收監(jiān)測信號、校正、報警判別、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、磁盤存儲、顯示、聲光報警、人機(jī)對話、輸出控制、控制打印輸出、聯(lián)網(wǎng)等。 第二節(jié)第二節(jié) 各類傳感器安裝要求各類傳感器安裝要求一、瓦斯傳感器密度小于空氣，一般情況下巷道上方訴甲烷濃度大于下文，因此甲烷傳感器應(yīng)布置在巷道上方，并不影響行人和行車，安裝維護(hù)方便甲烷傳感器應(yīng)垂直，距頂板不得大于300 ，距巷道側(cè)壁不得小于200。 1015mT1T2 T0上隅角10m報警濃度1.0%斷電濃度1.5%復(fù)電濃度1.0%斷電范圍：工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備報警濃度1.0%斷電濃度1.5%復(fù)電濃度1.0%斷電范圍

5、：工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全 型電氣設(shè)備報警濃度1.0%斷電濃度1.0%復(fù)電濃度1.0%斷電范圍：工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全 型電氣設(shè)備低瓦斯和高瓦斯礦井中U型通風(fēng)方式的采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置 1015mT1T2 T0上隅角10m報警濃度1.0%斷電濃度1.5%復(fù)電濃度1.0%斷電范圍：工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備報警濃度1.0%斷電濃度1.5%復(fù)電濃度1.0%斷電范圍：工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全 型電氣設(shè)備報警濃度1.0%斷電濃度1.0%復(fù)電濃度1.0%斷電范圍：工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全 型電氣設(shè)備 1015mT1T2 T0上隅角10m報警濃度1.

6、0%斷電濃度1.5%復(fù)電濃度1.0%斷電范圍：工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備報警濃度1.0%斷電濃度1.5%復(fù)電濃度1.0%斷電范圍：工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備報警濃度1.0%斷電濃度1.0%復(fù)電濃度1.0%斷電范圍：工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備T41015m報警濃度0.5%斷電濃度0.5%復(fù)電濃度0.5%斷電范圍：被串采煤工作面及其進(jìn)回風(fēng)巷內(nèi)內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備低瓦斯和高瓦斯礦井采煤工作面采用串聯(lián)通風(fēng)時，被串采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置低瓦斯和高瓦斯礦井采煤工作面采用串聯(lián)通風(fēng)時，被串工作面的進(jìn)風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器T410mT1T2 1015m報警濃

7、度1.0%斷電濃度1.5%復(fù)電濃度1.0%斷電范圍：工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備報警濃度1.0%斷電濃度1.0%復(fù)電濃度1.0%斷電范圍：工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備Z型通風(fēng)方式采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置T1T210m 1015m報警濃度1.0%斷電濃度1.5%復(fù)電濃度1.0%斷電范圍：工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備報警濃度1.0%斷電濃度1.0%復(fù)電濃度1.0%斷電范圍：工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備W型通風(fēng)方式采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置5m 1015m 35m T1 T2 T3 報警濃度1.0%斷電濃度1.5%復(fù)電濃度1.0%斷電范圍：掘

8、進(jìn)巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備報警濃度1.0%斷電濃度1.0%復(fù)電濃度1.0%斷電范圍：掘進(jìn)巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備報警濃度0.5%斷電濃度0.5%復(fù)電濃度0.5%斷電范圍：被串掘進(jìn)巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備斷電濃度1.5%斷電范圍：包括局部通風(fēng)機(jī)在內(nèi)的被串掘進(jìn)巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備掘進(jìn)工作面甲烷傳感器的設(shè)置 設(shè)在回風(fēng)流中的機(jī)電硐室進(jìn)風(fēng)側(cè)必須設(shè)置甲烷傳感器，報警濃度0.5%CH4，斷電濃度0.5%CH4，復(fù)電濃度0.5%CH4，斷電范圍為機(jī)電硐室內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。如圖所示。3-5m機(jī)電硐室 T在回風(fēng)流中的機(jī)電硐室甲烷傳感器的設(shè)置使用架線電機(jī)車的主要運(yùn)輸巷道內(nèi)，裝煤

9、點(diǎn)處必須設(shè)置甲烷傳感器，報警濃度0.5%CH4，斷電濃度0.5%CH4，復(fù)電濃度0.5%CH4，斷電范圍為裝煤點(diǎn)處上風(fēng)流100m內(nèi)及其下風(fēng)流的架空線電源和全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備 35m 架空線 裝煤點(diǎn) 裝煤點(diǎn)甲烷傳感器的設(shè)置裝煤點(diǎn)甲烷傳感器的設(shè)置瓦斯抽放泵站甲烷傳感器的設(shè)置瓦斯抽放泵站甲烷傳感器的設(shè)置 地面瓦斯抽放泵站內(nèi)必須在室內(nèi)設(shè)置甲烷傳感器，報警濃度0.5%。 井下臨時瓦斯抽放泵站下風(fēng)側(cè)柵欄外必須設(shè)置甲烷傳感器，報警濃度0.5%，斷電濃度1.0%，復(fù)電濃度0.5%，斷電范圍為瓦斯抽放泵站電源。一氧化碳傳感器的設(shè)置一氧化碳傳感器的設(shè)置一氧化碳傳感器應(yīng)垂直懸掛，距頂板（頂梁）不得大于300m

10、m，距巷壁不得小于200mm，并應(yīng)安裝維護(hù)方便，不影響行人和行車。開采容易自燃、自燃煤層的采煤工作面必須至少設(shè)置一個一氧化碳傳感器，地點(diǎn)可設(shè)置在上隅角、工作面或工作面回風(fēng)巷，報警濃度為0.0024%CO，如圖所示。 1015mTT T上隅角10mv.帶式輸送機(jī)滾筒下風(fēng)側(cè)10-15m處宜設(shè)置一氧化碳傳感器，報警濃度為2410-6。自然發(fā)火觀測點(diǎn)、封閉火區(qū)防火墻柵欄外宜設(shè)置一氧化碳傳感器，報警濃度為2410-6。開采容易自燃、自燃煤層的礦井，采區(qū)回風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷、總回風(fēng)巷應(yīng)設(shè)置一氧化碳傳感器，報警濃度為2410-6。風(fēng)速傳感器的設(shè)置風(fēng)速傳感器的設(shè)置采區(qū)回風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷、總回風(fēng)巷的測風(fēng)站應(yīng)設(shè)置風(fēng)

11、速傳感器。風(fēng)速傳感器應(yīng)設(shè)置在巷道前后10m內(nèi)無分支風(fēng)流、無拐彎、無障礙、斷面無變化、能準(zhǔn)確計算風(fēng)量的地點(diǎn)。當(dāng)風(fēng)速低于或超過煤礦安全規(guī)程的規(guī)定值時，應(yīng)發(fā)出聲、光報警信號。風(fēng)壓傳感器的設(shè)置風(fēng)壓傳感器的設(shè)置主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)硐內(nèi)應(yīng)設(shè)置風(fēng)壓傳感器。v瓦斯抽放管路中其它傳感器的設(shè)置瓦斯抽放管路中其它傳感器的設(shè)置v瓦斯抽放泵站的抽放泵輸入管路中宜設(shè)置流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器；利用瓦斯時，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。防回火安全裝置上宜設(shè)置壓差傳感器。v煙霧傳感器的設(shè)置煙霧傳感器的設(shè)置v帶式輸送機(jī)滾筒下風(fēng)側(cè)10-15m處應(yīng)設(shè)置煙霧傳感器。溫度傳感器的設(shè)置溫度傳感器的設(shè)置 溫度傳

12、感器應(yīng)垂直懸，距頂板（頂梁）不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm，并應(yīng)安裝維護(hù)方便，不影響行人和行車。 開采容易自燃，自燃煤層及地溫高的礦井采煤工作面應(yīng)設(shè)置溫度傳感器。溫度傳感器的報警值為30。如圖所示。 1015m T 機(jī)電硐室內(nèi)應(yīng)設(shè)置溫度傳感器，報警值為34。開關(guān)量傳感器的設(shè)置開關(guān)量傳感器的設(shè)置主要通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)必須設(shè)置設(shè)備開停傳感器。礦井和采區(qū)主要進(jìn)回風(fēng)巷道中的主要風(fēng)門必須設(shè)置風(fēng)門傳感器。當(dāng)兩道風(fēng)門同時打開時，發(fā)出聲光報警信號。掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)的風(fēng)筒末端宜設(shè)置風(fēng)筒傳感器。為監(jiān)測被控設(shè)備瓦斯超限是否斷電，被控開關(guān)的負(fù)荷側(cè)必須設(shè)置饋電傳感器。三、斷電控制v在礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系

13、統(tǒng)中必須具備風(fēng)電、甲烷超限斷電閉鎖功能。v斷電控制時通過低壓防爆開關(guān)來實(shí)現(xiàn)被控制設(shè)備的控制。v為保證安全監(jiān)控裝置的故障閉鎖功能，礦用斷電控制器對隔爆型磁力啟動器的控制應(yīng)采用常開觸點(diǎn)，將礦用斷電控制器的常開觸點(diǎn)串接磁力啟動器停止按鈕開關(guān)上。v隔爆兼本質(zhì)安全型磁力啟動器控制應(yīng)采用斷電控制器常開接點(diǎn)與磁力啟動器本質(zhì)安全回路中的停止開關(guān)。v斷電控制器的常閉觸點(diǎn)并接在饋電開關(guān)分離開關(guān)上。例如：2009年2月22日發(fā)生死亡78人的特別重大瓦斯爆炸事故的屯蘭礦是事故礦中煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)使用維護(hù)最好的煤礦，但仍存在著下述嚴(yán)重問題： （1）將回風(fēng)巷甲烷傳感器報警值和斷電值調(diào)高至2.5%，如圖2所示。 （2）將4臺電氣開關(guān)開關(guān)設(shè)置在微風(fēng)的12403工作面1號聯(lián)絡(luò)巷，但不設(shè)置甲烷傳感器，如圖3所示。因此，煤礦安全規(guī)程（2010年版）第132條第二款修改為“井下個別機(jī)電設(shè)備設(shè)在回風(fēng)流中的，必須安裝甲烷傳感器并具備甲烷超限斷電功能”。這就要求開關(guān)等電氣設(shè)備應(yīng)設(shè)置在全風(fēng)壓進(jìn)風(fēng)處，這就要求開關(guān)等電氣設(shè)備應(yīng)設(shè)置在全風(fēng)壓進(jìn)風(fēng)處，若不能滿足，應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器，并具備甲烷超限若不能