安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)

煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)安全檢驗新余礦業(yè)安全培訓中心黃翔第1頁

安全監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展1、單一甲烷監(jiān)測2、單方面多參數(shù)礦井監(jiān)控3、全礦井綜合監(jiān)控全礦井綜合監(jiān)控（1）智能傳感器（2）智能監(jiān)控站（3）調(diào)度管理網(wǎng)絡（4）現(xiàn)場總線與組態(tài)軟件技術第2頁第3頁第4頁第5頁傳統(tǒng)工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)弊端１、單一性和專用性２、同水平重復開發(fā)３、信息利用率低４、缺乏移動監(jiān)控５、自我定義、互不兼容６、軟件唯一性７、傳感器不能實現(xiàn)多參數(shù)監(jiān)測第6頁現(xiàn)今監(jiān)控系統(tǒng)主要表現(xiàn)特征1、開放性2、可交換性3、可互操作性：4、高度分散性5、適用性：6、經(jīng)濟性7、可靠性第7頁第一節(jié)安全監(jiān)控系統(tǒng)組成及原理第8頁綜合監(jiān)控系統(tǒng)

現(xiàn)場總線是一個用于智能化現(xiàn)場設備和自動化系統(tǒng)開放式、數(shù)字化、雙向串行、開放式、數(shù)字化、雙向串行、多節(jié)點、多分支結(jié)構通訊網(wǎng)絡。第9頁系統(tǒng)組成組成：礦井監(jiān)控系統(tǒng)普通由兩大結(jié)構組成

一、由傳感器和執(zhí)行機構、信息傳輸裝置（傳輸接口、分站、傳輸線等）、電源箱（或電控箱）、中心站（主機、打印機、顯示裝置、USP電源等）、管理工作站、服務器、路由器。二、主站計算機軟件。第10頁煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)

含有模擬量、開關量、累計量采集、傳輸、存放、處理、顯示、打印、聲光報警控制存放、處理、顯示、打印、等功效，用于煤礦通風安全及生產(chǎn)步驟監(jiān)控系統(tǒng)，包含煤礦安全監(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)、煤礦火災監(jiān)控系統(tǒng)、礦山壓力監(jiān)控系統(tǒng)、火災監(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)控系統(tǒng)等第11頁１、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、二氧化碳濃度、氧氣濃度、風速、負壓、溫度、煙霧、饋電狀態(tài)、風門狀態(tài)、風窗狀態(tài)、風筒狀態(tài)、局部通風機開停、主風機開停等，并實現(xiàn)甲烷超限聲光報警、風機開停等，并實現(xiàn)甲烷超限聲光報警、斷電和甲烷風電閉鎖控制等。第12頁

煤礦監(jiān)控系統(tǒng)是以工業(yè)控制計算機為關鍵全網(wǎng)絡化分布式監(jiān)控系統(tǒng)，主要由傳感器、執(zhí)行器、數(shù)據(jù)傳輸接口裝置、監(jiān)控分站、防爆電源、計算機、監(jiān)控軟件、打印機、UPS電源、網(wǎng)絡終端等組成。

整個系統(tǒng)由地面監(jiān)控中心站集中、連續(xù)地對地面和井下各種環(huán)境參數(shù)、工礦參數(shù)以及監(jiān)測子系統(tǒng)信息進行實時采集、分析處理、動態(tài)顯示、統(tǒng)計存放、超限報警、斷電控制和統(tǒng)計報表查詢打印、網(wǎng)上共享等；井下監(jiān)控分站及電源完成對各種傳感器集中供電，并對采集到傳感器信息進行分析預處理，超限可發(fā)出聲光報警和斷電控制信號，同時與地面進行數(shù)據(jù)通信

工作原理第13頁系統(tǒng)特點(1)電氣防爆。普通工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)均在非爆炸性環(huán)境中工作，而礦井監(jiān)控系統(tǒng)工作在有瓦斯和煤塵爆炸性環(huán)境煤礦井下。所以，礦井監(jiān)控系統(tǒng)設備必須是防爆型電氣設備。(2)傳輸距離遠。普通工業(yè)監(jiān)控對系統(tǒng)傳輸距離要求不高，僅為幾千米，甚至幾百米，而礦井監(jiān)控系統(tǒng)傳輸距離最少要到達大于10km。(3)網(wǎng)絡結(jié)構宜采取樹形結(jié)構。普通工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)電纜敷設自由度較大，可依據(jù)設備、電纜溝、電桿位置選擇星形、環(huán)形、樹形、總線形等結(jié)構。而礦井監(jiān)控系統(tǒng)傳輸電纜必須沿巷道敷設，掛在巷道壁上。因為巷道為分支結(jié)構，且分支長度可達數(shù)千米。所以，為便于系統(tǒng)安裝維護，節(jié)約傳輸電纜，降低系統(tǒng)成本，宜采取樹形結(jié)構。第14頁系統(tǒng)特點(4)監(jiān)控對象改變遲緩。礦井監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控對象主要為緩變量。所以，在一樣監(jiān)控容量下，對系統(tǒng)傳輸速率要求不高。(5)電網(wǎng)電壓波動大，電磁干擾嚴重。因為空間小，采煤機、運輸機等大型機電設備啟停和架線電機車火花等造成電磁干擾嚴重。(6)工作環(huán)境惡劣。煤礦井下除有瓦斯、一氧化碳等易燃易爆氣體外，還有硫化氫等腐蝕性氣體，礦塵大、潮濕、有淋水、空間狹小。所以，礦井監(jiān)控設備要有防塵、防潮、防腐、防霉、抗機械沖擊等辦法。第15頁系統(tǒng)特點

(7)傳感器(或執(zhí)行機構)宜采取遠程供電。普通工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)電源供給比較輕易，不受電氣防爆要求限制。但礦井監(jiān)控系統(tǒng)電源供給要受到電氣防爆要求限制。因為傳感器及執(zhí)行機構往往設置在工作面等惡劣環(huán)境，所以，不宜就地供電。現(xiàn)有礦井監(jiān)控系統(tǒng)多采取分站遠距離供電。（8）不宜采取中間繼電器。煤礦井下工作環(huán)境惡劣，監(jiān)控距離遠，維護困難，若采取中間繼電器則會延長系統(tǒng)傳輸時間。中間繼電器是有源設備，使用中間繼電器系統(tǒng)故障率較無中間繼電器系統(tǒng)高。在煤礦井下電源供給受電氣防爆限制，在中間繼電器處不一定好取電源，當采取遠距離供電時，需要增加供電芯線。所以，不宜采用中間繼電器第16頁第二節(jié)安全監(jiān)控系統(tǒng)安全運行第17頁普通要求安全檢驗1、煤礦企業(yè)應建立安全儀表計量檢驗制度。2、采區(qū)設計、采掘作業(yè)規(guī)程和安全技術辦法，必須對安全監(jiān)控設備種類、數(shù)量和位置，信號電纜和電源電纜敷設，控制區(qū)域等明確要求，并繪制布置圖。3、高瓦市礦井、煤與瓦市突出礦井必須裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)4、有條件低瓦斯礦井應優(yōu)先裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)。5、沒有裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)無瓦斯涌出巖巷掘進工作面，必須裝備風電閉鎖裝置，也可裝備甲烷風電閉鎖裝置6、沒有裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)低瓦斯礦井采煤工作面，必須裝備瓦斯斷電儀第18頁二、系統(tǒng)安裝安全檢驗井上部分安全檢驗1、要求安裝環(huán)境條件好，有專用機房一定防塵辦法，防止過高溫度、強烈振動機強烈電磁干擾。2、盡可能單獨供電，供電電源相對穩(wěn)定3、一定要嚴格按照要求做好接地極并接好地線4、照說明書要求連接好各種電纜第19頁井下傳輸電纜安裝安全檢驗1、傳輸電纜在敷設時應充分注意遠離動力電纜，在架線電機車運輸巷道敷設電纜，需要選取屏蔽電纜2、入井傳輸電纜應采取嚴格辦法與井上其它電源隔離，與其它室內(nèi)電纜保持一定距離第20頁井下設備安全安全檢驗1、瓦斯傳感器是一個慣用設備，在入井安全前，應在井上最少送電48小時，觀察是否正常2、在井下重點地點安裝瓦斯傳感器除符合相關要求外，還要及時安裝斷電控制設備，對這些地點機電設備實施嚴格電氣閉鎖或斷電控制第21頁使用與維護安全檢驗(1)為確保安全監(jiān)控設備靈敏可靠，安全監(jiān)控儀器設備必須定時調(diào)試校正，每個月最少一次。因為甲烷載體催化組件穩(wěn)定性大于等于7天，所以，采取載體催化組件甲烷傳感器、便攜式甲烷檢測報警儀等，每隔7天必須使用校準氣樣和空氣樣，按產(chǎn)品使用說明書要求調(diào)校一次。(2)為確保甲烷超限斷電和停風斷電功效準確可靠，每隔7天必須對甲烷超限斷電閉鎖和甲烷風電閉鎖功效進行測試。(3)安全監(jiān)控儀器及設備校正包含零點、靈敏度、報警點、復電點、指示值、控制邏輯等。監(jiān)測氣體安全監(jiān)控儀器及設備，應采取空氣樣和對應標準氣樣或校準氣樣進行調(diào)試和校準。測量風速安全監(jiān)控儀器及設備，選取經(jīng)過標定風速計校對。測量溫度安全監(jiān)控儀器及設備，選取經(jīng)過標定溫度計校對。第22頁使用與維護安全檢驗(4)安全監(jiān)測員必須24h值班，天天檢驗安全監(jiān)控設備及電纜，使用便攜式光學瓦斯檢測儀或便攜式甲烷檢測報警儀與甲烷傳感器進行對照，并將統(tǒng)計和檢驗結(jié)果報監(jiān)測值班員。當二者讀數(shù)誤差大于允許誤差時，先以讀數(shù)較大者為依據(jù)，采取安全辦法，并必須在8h內(nèi)完成兩種設備調(diào)校工作。(5)安裝在采煤機、掘進機和電機車上機(車)載斷電儀，由司機負責監(jiān)護，并經(jīng)常檢驗清掃，天天使用便攜式甲烷檢測報警儀與甲烷傳感器進行對照，當二者讀數(shù)誤差大于允許誤差時，先以讀數(shù)最大者為依據(jù)，采取安全辦法，并馬上通知安全監(jiān)測員，必須在8h內(nèi)完成兩種設備調(diào)校工作。(6)對需要經(jīng)常移動傳感器、聲光報警器、斷電器及電纜等安全監(jiān)控設備，必須由采掘班組長負責按要求移動，禁止私自停用。(7)分站、傳感器、聲光報警器、斷電器及電纜等安全監(jiān)控設備，由所在采掘區(qū)區(qū)隊長、班組長負責保管和使用，如有損壞應及時向安全監(jiān)控管理機構匯報。第23頁使用與維護安全檢驗

(8)與安全監(jiān)控設備關聯(lián)電氣設備、電源線及控制線在拆除或改線時，必須與安要安全監(jiān)控設備停頓運行時，須經(jīng)過礦調(diào)度室同意，并制訂安全辦法后方可進行。

(9)凡經(jīng)大修傳感器，必須經(jīng)計量檢定合格后方可下井使用。

(10)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)舛雀淖兗氨豢卦O備通、斷電狀態(tài)。(11)礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)中心站值班員必須認真監(jiān)視監(jiān)視器所顯示各種信息，詳細統(tǒng)計系統(tǒng)各部分運行狀態(tài)，負責打印監(jiān)測日報表，報礦長和技術責任人審閱，接到報警后，值班員必須馬上通知通風調(diào)度和生產(chǎn)調(diào)度。

(12)安全監(jiān)控設備發(fā)生故障時，必須及時處理，在故障期間必須有安全技術辦法。第24頁使用與維護安全檢驗

(13)安全監(jiān)控設備發(fā)生故障時，必須及時處理，在故障期間必須采取人工監(jiān)測等安全辦法，并填寫故障記錄表。

(14)配制甲烷校準氣樣裝備和方法必須符合國家煤礦安全監(jiān)察局制訂相關標準，相對誤差小于5％。制備礦用原料氣應選取濃度不低于99．9％高純度甲烷氣體。

(15)對技術資料檢驗，主要檢窗體頂端

查安全監(jiān)控機構是否建立以下賬卡和報表：①設備、儀表臺賬。②監(jiān)控設備故障記錄表。③檢修統(tǒng)計。④巡檢統(tǒng)計。⑤中心站運行日志。⑥礦井安全監(jiān)控日報。⑦礦井安全監(jiān)控設備使用情況月報、季報表。第25頁重點

(1)《國務院關于預防煤礦生產(chǎn)安全事故尤其要求》規(guī)定：煤礦有重大安全生產(chǎn)隱患和行為，應該馬上停頓生產(chǎn)，排除隱患。高瓦斯礦井未建立瓦斯抽采系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，或者瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)不能正常運行，屬于《尤其要求》所列舉15種重大安全生產(chǎn)隱患和行為之一。(2)甲烷報警器和甲烷斷電儀含有指示、報警、切斷被控電源功效。甲烷傳感器必須垂直懸掛，距頂板小于300mm。(3)甲烷檢測儀每隔7天要使用校準氣樣進行調(diào)校。

(4)煤礦企業(yè)使用設備、器材、火工品和安全儀器，必須符合國家標準和行業(yè)標準。

(5)高瓦斯和煤(巖)與瓦斯突出礦井掘進工作面，設在距回風口(第一合流點)10～15m處甲烷傳感器斷電范圍為掘進巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設備。第26頁2、煤礦瓦斯抽采（放）監(jiān)控系統(tǒng)

主要用來監(jiān)測甲烷濃度、壓力、流量、溫度、抽放泵狀態(tài)、閥門狀態(tài)等，并實現(xiàn)甲烷超限聲光報警，抽放泵和閥門控制等功效系統(tǒng)。功效系統(tǒng)。第27頁3、煤礦軌道運輸監(jiān)控系統(tǒng)

主要用來監(jiān)測信號機狀態(tài)、電動轉(zhuǎn)撤機狀態(tài)、機車位置、機車編號、運行方向、運行速度、車皮數(shù)、車皮數(shù)等，運行速度、車皮數(shù)、空（實）車皮數(shù)等，并實現(xiàn)信號機、電動轉(zhuǎn)撤機閉鎖控制、地面遠程調(diào)度與控制等功效系統(tǒng)。面遠程調(diào)度與控制等功效系統(tǒng)。第28頁4、煤礦膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)

主要用來監(jiān)測皮帶速度、軸溫、煙霧、堆煤、橫向撕裂、縱向撕裂、跑偏、打滑、電機運行狀態(tài)、煤倉煤位等，并實現(xiàn)逆煤流開啟，順煤流停頓等閉鎖控制和安全保護、地面遠程調(diào)度與控制、皮帶火災監(jiān)測與控制等功效系統(tǒng)。第29頁5、煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)主要用來監(jiān)測電網(wǎng)電壓、電流、功率、功率因數(shù)、狀態(tài)、電網(wǎng)絕緣狀態(tài)等，并實現(xiàn)漏電保護、饋電開關閉鎖控制、現(xiàn)漏電保護、饋電開關閉鎖控制、地面遠程控制等功效系統(tǒng)。程控制等功效系統(tǒng)。第30頁6、煤礦排水監(jiān)控系統(tǒng)

主要用來監(jiān)測水倉水位、水泵開停、水泵工作電壓、電流功率、閥門狀態(tài)、流量、壓力等，并實現(xiàn)閥門開、水泵開?？刂?、地面遠程控制等功效系統(tǒng)。第31頁7、煤礦火災監(jiān)控系統(tǒng)

主要用來監(jiān)測一氧化碳濃度、二氧化碳濃度，氧氣濃度、溫度、風壓、煙霧等，并經(jīng)過風門控制，實現(xiàn)均壓滅火控制、制氮與注氮控制等功效系統(tǒng)。第32頁8、礦山壓力監(jiān)控系統(tǒng)主要用來監(jiān)測地音、頂板位移、位移速度、位移加速度、紅外發(fā)射、電磁發(fā)射等，并實現(xiàn)礦山壓力預報等功效系統(tǒng)。第33頁9、煤與瓦斯突出監(jiān)控系統(tǒng)主要用來監(jiān)測煤巖體聲發(fā)射、瓦斯涌出量、工作面煤壁溫度、紅外發(fā)射、電磁發(fā)射等，并實現(xiàn)煤與瓦斯突出預報等功效系統(tǒng)。第34頁10、人員位置監(jiān)控系統(tǒng)主要用來監(jiān)測井下人員位置、滯留時間、個人信息等功效系統(tǒng)?！睹旱V井下作業(yè)人員管理系統(tǒng)通用技術條件》ＡＱ１０２０－２００７《煤礦井下作業(yè)人員管理系統(tǒng)使