安全监控课件(精品)

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,煤,矿,安,全,监,控,系 统,工程技术应用研究员,国家首批注册安全工程师,淄矿集团通风专业首席专家,淄博市有突出,贡献的,中青年专家,煤炭工业技术委员会防火灭火专家委员会委员,山东省安全生产标准化技术委员会煤矿安全分技术委员会委员,中国煤炭工业劳动保护科学技术学会第六届矿井通风专业委员会常务委员,山能集团工程技术人员,培训,主讲人：尹经梅,1,主要内容,安全监控系统发展过程,安全监控系统,概念,安全监控系统相关标准规定,判断监控系统是否合格的方法,2,1.,安全监控系统发展过程,安全监控设备的发展,煤矿安全监控系统是由单一甲烷监测和就地断电控制的瓦斯遥测系统和简单的开关量监测模拟盘调度系统发展而来的。这些系统监测参数单一，监测容量小，电缆用量大、系统性能价格比低，难以满足煤矿安全生产的需要。,3,1.,安全监控系统发展过程,上世纪,70,年代前 便携式仪器,70,年代末,80,年代初 瓦斯断电仪,瓦斯,遥测仪,便携式,瓦检仪,瓦斯,报警矿灯等,4,1.,安全监控系统发展过程,遥测仪,甲烷传感器,断电仪,记录仪,被控开关,交流电,1.2,早期的矿井监控系统,5,1.,安全监控系统发展过程,矿井监控系统是煤炭高产、高效、安全生产的重要保证。世界各主要产煤国对此都十分重视，研制、生产和推广使用了环境安全、轨道运输、胶带运输、提升运输、供电、排水、矿山压力、火灾、水灾、煤与瓦斯突出、大型机电设备健康状况等监控系统，提高了生产率和设备利用率，增强了矿山安全。,6,1.,安全监控系统发展过程,英国的,MINOS,系统,淮南谢一、平顶山五矿,西德的,TF200,系统,兖州兴隆庄矿,美国的,DAN6400,系统,淮南潘一矿,法国的,CTT63/40,系统,阳泉一矿,波兰的,CMC,1,系统,CMM-20,系统,SAK SYLOK,冲击地压监测系统 抚顺老虎台等,西德,TF200,系统、传感器和便携式仪表制造技术,重庆煤矿安全仪器厂等,7,1.,安全监控系统发展过程,80,年代中期,国产安全监控系统问世,90,年代,矿务局监控系统联网,2005,年以来,安全监控系统普及联网,8,在,07,年以前，国内煤矿监控系统厂家数量达,60,多家，存在产品质量参差不齐、软件不规范、传感器质量差、断电不可靠、动作时间长、安装维护不规范等问题。为此，国家组织制定了,AQ 6201,AQ 6206,和,AQ 1029,等安全监控系统相关行业标准。,1.,安全监控系统发展过程,9,1.,安全监控系统发展过程,国务院第81次常务会议提出了瓦斯治理七项措施，高、突矿井必须装备安全监控系统并联网,2006年国家安监总局要求,，,所有矿井必须装备安全监控系统,10,2.,安全,监控系统概念,2.1,煤矿安全监控系统,具有,模拟量、开关量、累计量采集、传输、存储、处理显示、打印、声光报警、控制等功能，用于监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、风速、风压、温度、烟雾、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主通风机开停，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制，由主机、传输接口、分站、传感器、断电控制器、声光报警器、电源箱、避雷器等设备组成,的系统,。,11,2.1.1,传感器,将被测物理量转换为电信号输出的装置。,2.1.2,甲烷传感器,连续监测矿井环境气体中及抽放管道内甲烷浓度的装置，一般具有显示及声光报警功能。,2.1.3,风速传感器,连续监测矿井巷道中风速的装置（超声波旋涡式、压差式）。,2.1.4,风压传感器,连续监测矿井通风机、风门、密闭巷道、通风巷道等地点通风压力的装置。,2.1.5,一氧化碳传感器,连续监测矿井环境气体中一氧化碳浓度的装置,。,2.,安全监控系统概念,12,2.,安全监控系统概念,2.1.6,温度传感器,连续监测矿井环境温度高低的装置。,2.1.7,烟雾传感器,连续监测矿井中胶带输送机胶带等着火时产生的烟雾的装置（离子感烟,、光电感烟、气敏式）。,2.1.8,风筒开关传感器,连续监测风筒是否有风的装置。,2.1.9,馈电传感器,连续监测矿井中供电开关负荷侧有无电压的装置。,2.1.10,声光报警器,能发出声光报警的装置。,2.1.11,断电控制器,控制供电开关的装置。,13,2.,安全监控系统概念,2.1.12,分站,煤矿安全监控系统中用于接收来自传感器的信号，并按预先约定的复用方式远距离传送给传输接口，同时，接收来自传输接口多路复用信号的装置。分站还具有线性校正、超限判别、逻辑运算等简单的数据处理能力、对传感器输入的信号和传输接口传输来的信号进行处理，控制执行器工作。,2.1.13,主机,一般选用工控微型计算机或普通微型计算机、双机或多机备份。主机主要用来接收监测信号、校正、报警判别、数据统计、磁盘存储、显示、声光报警、人机对话、输出控制、控制打印输出、与管理网络联接等。,14,2.,安全监控系统概念,煤矿安全监控系统工作分为三个部分：,信息的采集,信息的传输,信息的处理,煤矿安全监控系统五要素：,计算机、信息传输接口、传输线、监控分站、传感器。,15,2.,安全监控系统概念,传感器类型,CH,4,、,CO,、,O,2,、,H,2,S,等各种气体浓度传感器；,速度、位移、压力、温度、电流、电压、流量等各种参数传感器；,开闭、位置等各种状态传感器；,16,2.,安全,监控系统概念,2,.,2,安全监控系统,发展方向,传输及转接系统,基于光纤工业以太环网+现场总线的宽带传输技术：传输速度100Mb/s、1000Mb/s，实现数据语音视频的即时传输，传输距离40km以上,，,传输延时小于,5S，传输误码率在10,-8,（亿分之一）以内,。,基于光纤工业以太环网+现场总线技术的系统结构图如下:,17,18,2.,安全,监控系统概念,光纤无源接入千兆网宽带通讯技术GEPON,采用PON（以太无源光网）和以太网协议，综合了PON和以太网的优点，具有：,高可靠性无源光器件可有效避免电磁干扰和雷电影响；,对业务透明便于升级和引入新业务；,可以支持语音、数据、视频等接入；,低成本减少光纤、光收发模块、中心局终端数量，无,需远程供电和机房；,适用于点对多点通信，组网灵活，支持树型、星型、总线,型、混合型、冗余型等网络拓扑结构,。,19,20,2.,安全,监控系统概念,光纤传感危险源监测与分析系统,系统本着光纤不带电、本质安全的优势，建设本质安全型灾害检测预警系统；,建设光纤传感安全监测监控网络，实现对顶板、冲击地压、瓦斯、火灾、水害、机电设备等综合性矿山安全监测监控、灾害预警系统；,21,2.,安全,监控系统概念,光纤煤矿安全监测,/,灾害预警系统的优点,本质安全型：信息采集和传输全部通过光纤实现、不带电本质安全；,多点多参数：通过一根光纤可以在几十公里的范围内对多个点进行温度、矿压、顶板位移、水压、瓦斯等多参数实时监测；,多功能：利用一个光纤传感器探头可以对瓦斯、一氧化碳、乙烯、氧气等进行多种气体检测；,智能决策：,矿山灾害受地质、采动、通风、支护等多种因素影响，光纤综合安全参数远程实时监测监控系统，解决了传统的单参数监测的局限性，为建立灾害预测预警系统奠定了技术,基础。,22,光纤系统,：,瓦斯、,矿压、,微震,、,水害、,自然发火,、,机电设备,等子系统,。,光纤煤矿安全监测监控系统,23,2.,安全,监控系统概念,光纤瓦斯传感器,不带电；,校正周期长：6个月,不受潮湿影响,；,灵敏度高 （+/-0.05%）,测量范围大（0-10%;0-40%;0-100%）,24,甲烷浓度传感器,载体热催化式传感器：简单实用、价格低廉，易于实现物理量到电量的转换，工作电流较小，可以连续工作，低浓度段线性较好；目前国内甲烷检测的主流。但量程小：,0-4%,，寿命短：约,1,年，调校期短：,15,天，反应慢：,30S,，,且易发生,H,2,S,和高浓度甲烷中毒，且稳定性较差。新鲜空气中工作时，零点发生漂移，在甲烷气体中工作时，灵敏度发生漂移。,系列催化元件,元件,2.,安全监控系统概念,25,Al,2,O,3,载体,Pt,丝,Pt,丝,催化剂,载体催化元件,补偿元件,26,输,出,载体催化元件,补偿元件,总反应方程式,:CH,4,2O,2,Pt Pd CO,2,H,2,0,热量,27,热导式传感器,，测量范围,0,100,，但只有在,8,60CH,4,范围内满足精度要求，通常用作高浓度段瓦斯的测量；测值受环境温度等因素影响大，不易补偿；,红外传感器,，测量范围可达,0-100%,，寿命,5-8,年，调校期,12,月以上，反应时间,15S,以内。,英国,E2V,的红外气体传感头,中国重庆院红外气体传感头,2.,安全监控系统概念,28,激光甲烷传感器,主要技术指标：,测量范围：,0,100%CH,4,精度：,0.00,1.00%CH,4,0.06%CH,4,；,1.00,100% CH,4,真值,3% CH,4,响应时间：,15s,稳定性：,6,个月,2.,安全监控系统概念,29,光干涉式传感器：,光电转换技术。,其他气体传感器,CO,和,O,2,传感器目前主要采用电化学原理，寿命,1,年左右；长寿命高可靠性传感器目前还没有达到实用化阶段。,2.,安全监控系统概念,30,2.,安全监控系统概念,基本工作原理,传感器将被测物理量转换为电信号，经,3,芯或,4,芯矿用电缆（其中,1,芯用于地线、,1,芯用于信号线、,1,芯用于分站向传感器供电）与分站相连，并具有显示和声光报警功能。,执行机构（含声光报警及显示设备）将控制信号转换为被控物理量，使用矿用电缆与分站相连。如：断电器根据分站输出的控制信号控制被控开关馈电或停电。,31,2.,安全监控系统概念,分站接收来自传感器的信号，并按预先约定的复用方式（时分制或频分制等）远距离传送给主站（或传输接口），同时，接收来自主站多路复用信号。分站还具有线性校正、超限判别、逻辑运算等简单的数据处理能力、对传感器输入的信号和主站传输来的信号进行处理，控制执行机构工作。,传感器及执行机构距分站的最大传输距离一般不大于,2Km,。因此，一般采用星形网络结构（,1,个传感器或,1,个执行机构使用,1,根电缆与分站相连）单向模拟传输。,32,传感器及执行机构采用星形结构与分站连接,分 站,执行机构,传感器,33,2.,安全监控系统概念,分站至主站之间最大传输距离达,10Km,，为减少电缆用量、降低系统电缆投资、便于安装维护、提高系统可靠性，通常采用,2,芯、,3,芯或,4,芯矿用信号电缆时分制或频分制多路复用（也有采用码分制），树形网络结构、或环形网络结构、或树形与星形混合网络结构，串行数字传输。,电源箱将井下交流电网电源转换为系统所需的本质安全型直流电源，并具有维持电网停电后正常供电不小于,2,小时的蓄电池。,34,2.,安全监控系统概念,主站接收分站远距离发送的信号，并送主机处理；接收主机信号、并送相应分站。主站主要完成地面非本质安全型电气设备与井下本质安全型电气设备的隔离，主站还具有控制分站的发送与接收，多路复用信号的调制与解调，系统自检等功能。,主机一般选用工控微型计算机或普通台式微型计算机、双机或多机备份。主机主要用来接收监测信号、校正、报警判别、数据统计、磁盘存储、显示、声光报警、人机对话、输出控制、控制打印输出、与管理网络联接等。,35,2.,安全,监控系统概念,2.3,监控系统示意图,KJ76N监控系统示意图,KJ95监控系统示意图,36,KJ76N,监控网络系统示意图,37,KJ95,监控网络系统示意图,38,3,.,安全监控系统相关标准规定,3.1,主要标准,煤矿安全规程,AQ1029-2007,煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理,规范,AQ6201-2006,煤矿安全监控系统通用技术要求,39,3.2,其他规范标准,AQ6202-2006,煤矿甲烷检测用载体催化元件,AQ6203-2006,煤矿用低浓度载体催化式甲烷传感器,AQ6204-2006,瓦斯抽放用热导式高浓度甲烷传感器,AQ6205-2006,煤矿用电化学式一氧化碳传感器,AQ6206-2006,煤矿用高低浓度甲烷传感器,AQ6207-2007,便携式载体催化甲烷检测报警仪,AQ6209-2007,数字式甲烷检测报警矿灯,3,.,安全监控系统相关标准规定,40,3,.,安全监控系统相关标准规定,3.3,规程部分条款解读,第一百五十九条 采区设计、采掘作业规程和安全技术措施，必须对安全监控设备的种类、数量和位置，信号电缆和电源电缆的敷设，控制区域等作出明确规定，并绘制布置图。,41,3,.,安全监控系统相关标准规定,解读,要求煤矿企业在采区设计、采掘作业规程和安全技术措施，必须对安全监控设备使用做出明确说明，其中包括文字说明和绘制布置图。图上需要标明传感器、声光报警器、断电器、分站等设备的位置、断电范围、传输电缆及有关通风设施、风流方向、风量等。,42,43,3,.,安全监控系统相关标准规定,第一百六十条,煤矿安全,监控设备之间必须使用专用阻燃电缆或光缆连接，严禁与调度电话电缆或动力电缆等共用。,防爆型煤矿安全监控设备之间的输入、输出信号必须为本质安全型信号。,44,3,.,安全监控系统相关标准规定,解读,主要是为了确保其本质安全防爆性能。当监控信号电缆发生故障时，还可以通过调度电话及时了解井下甲烷浓度等信息。若监控信号与调度电话共用电缆，其本质安全防爆性能难以保证，当电缆发生故障时，监控设备和调度电话均无法正常工作，不能及时了解井下甲烷浓度等信息。,45,3,.,安全监控系统相关标准规定,第一百六十二条,安全,监控设备必须定期进行调试、校正，每月至少,1,次。甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪等采用载体催化元件的甲烷检测设备，每,7,天必须使用标准气样和空气样调校,1,次。每,7,天必须对甲烷超限断电功能进行测试。,46,3,.,安全监控系统相关标准规定,解读,甲烷载体催化元件制作工艺相对简单，成本低，易于实现物理量到电量的转换。工作电流较小，可以连续工作，低浓度段线性较好。,缺点是稳定性较差。新鲜空气中工作时，零点发生漂移，在甲烷气体中工作时，灵敏度发生漂移。,47,甲烷载体催化元件线性误差,4,3,2,1,0,1 2 3 4 % CH,4,标准气,电桥,实际,输出,%CH,4,48,3,.,安全监控系统相关标准规定,影响载体催化元件稳定性的因素,催化剂衰老，活性下降。,在高浓瓦斯中缺氧不完全燃烧，产生积炭现象。,灵敏度下降是一逐渐变化的过程，为了保证仪器测量准确，必须定期校正。,49,3,.,安全监控系统相关标准规定,激活现象与对策,载体催化元件遇高瓦斯时输出值升高，过一段时间才能恢复正常,称为激活。,原因,:,元件工作或放置一段时间后：,Pd,1/2 O,2,PdO,活性较低,遇高浓瓦斯后：,4PdO,CH,4,4 Pd,CO,2,+ H,2,O,元件被激活,50,3,.,安全监控系统相关标准规定,解决办法：,高低浓组合式,恒温电路,新传感器下井前,井下传感器使用,6-12,个月升井检修后应在地面调校,使用,0.5,、,1.5,、,2.0,、,3.0%CH,4,4,种气样校准传感器。,低浓度甲烷传感器经大于,4%,的甲烷冲击后，应及时进行调校或更换。,51,3,.,安全监控系统相关标准规定,3,.,4,煤矿安全监控系统及检测仪器使用管,理规范（AQ 1029-2007）,标准规定了煤矿安全监控系统及检测仪器的装备、设计和安装、传感器设置、使用与维护、系统及联网信息处理、管理制度与技术资料等要求。,52,3,.,安全监控系统相关标准规定,使用瓦斯监测系统，可随时检测作业场所的瓦斯浓度。其优点表现为：,可实时连续监测安装地点的瓦斯、一氧化碳等有害气体变化趋势，为通风部门提供瓦斯及相关气体变化的基础数据。,瓦斯监测监控系统，可实现瓦斯超限断电闭锁功能，保证了断电的及时可靠性。,矿井安装监控系统后，可代替人工检查的工作量，同时可避免人为检查的不连续性，提高了对矿井瓦斯检查应急控制的可靠性和准确性,。,53,3,.,安全监控系统相关标准规定,3.4.1,安全监控系统的一般规定,所有矿井必须装备矿井安全监控系统，并能覆盖矿井的所有采掘开工作面。矿井安全监控系统的安装、使用和维护必须符合本规程和相关规定的要求。,煤矿安全监控系统必须24,h,连续运行。,接入煤矿安全监控系统的各类传感器应符合,AQ62012006的规定，稳定性应不小于15d。,煤矿安全监控系统传感器的数据及状态应传输到地面主机。,54,3,.,安全监控系统相关标准规定,煤矿必须按矿用产品安全标志证书规定的型号选择监控系统的传感器、断电控制器等关联设备，严禁对不同系统间的设备进行置换。,国有重点煤矿必须实现矿务局（公司）所属高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井的安全监控系统联网；国有地方和乡镇煤矿必须实现县（市）范围内高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井安全监控系统联网。,煤矿,矿,长,、,技术负责人、爆破工、采掘区队长、通风区队长、工程技术人员、班长、流动电钳工下井时必须携带便携式甲烷检测仪,或光学甲烷检测仪。,煤矿采掘工、打眼工、在回风流工作的工人下井时宜携带数字式甲烷检测报警矿灯或甲烷报警矿灯,。,55,3,.,安全监控系统相关标准规定,3.4.2,安全监控系统设计与安装要求,煤矿编制采区设计、采掘作业规程和安全技术措施时，必须对安全测控仪器的种类、数量和位置，信号电缆和电源电缆的敷设，断电区域等做出明确规定，并绘制布置图和断电控制图。,安全监控设备之间必须使用专用阻燃电缆连接，严禁与调度电话电线和动力电缆等共用。,井下分站，应设置在便于人员观察、调试、检验及支护良好、无滴水、无杂物的进风巷道或硐室中，安设时应垫支架，或吊挂在巷道中，使其距巷道底板不小于300mm。,56,3,.,安全监控系统相关标准规定,隔爆兼本质安全型等防爆电源，宜设置在采区变电所，严禁设置在下列区域：,(,1,),断电范围内；,(,2,),低瓦斯和高瓦斯矿井的采煤工作面和回风巷内；,(,3,),煤与瓦斯突出矿井的采煤工作面、进风巷和回风巷；,(,4,),掘进工作面内；,(,5,),采用串联通风的被串采煤工作面、进风巷和回风巷；,(,6,),采用串联通风的被串掘进巷道内。,安全监控设备的供电电源必须取自被控开关的电源侧，严禁接在被控开关的负荷侧。宜为井下安全监控设备提供专用供电电源。,57,3,.,安全监控系统相关标准规定,安装断电控制时，必须根据断电范围要求，提供断电条件，并接通井下电源及控制线。断电控制器与被控开关之间必须正确接线。具体方法由煤矿主要技术负责人审定,。,与安全监控仪器关联的电气设备、电源线和控制线在改线或拆除时，必须与安全测控管理部门共同处理。检修与安全测控仪器关联的电气设备，需要安全测控仪器停止运行时，须经矿主要负责人或主要技术负责人同意，并制定安全措施后方可进行。,模拟量传感器应设置在能正确反映被测物理量的位置。开关量传感器应设置在能正确反映被监测状态的位置。声光报警器应设置在经常有人工作便于观察的地点。,58,3,.,安全监控系统相关标准规定,3.4.2,甲烷传感器设置,甲烷传感器应垂直悬挂，距顶板（顶梁、屋顶）不得大于300mm，距巷道侧壁（墙壁）不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。,甲烷传感器的报警浓度、断电浓度、复电浓度和断电范围必须符合的规定。,59,3,.,安全监控系统相关标准规定,采煤工作面甲烷传感器设置,U形通风方式在上隅角设置甲烷传感器T,0,或便携式瓦斯检测报警仪，工作面设置甲烷传感器T,1,，工作面回风巷设置甲烷传感器T,2,；若煤与瓦斯突出矿井的甲烷传感器T,1,不能控制采煤工作面进风巷内全部非本质安全型电气设备，则在进风巷设置甲烷传感器T,3,；低瓦斯和高瓦斯矿井采煤工作面采用串联通风时，被串工作面的进风巷设置甲烷传感器T,4,。,60,10m,1015m,T,1,T,2,报警浓度:T,0,T,1,T,2,1.0%CH,4,断电浓度:T,0,T,1,1.5%CH4, T,2,1.0%CH,4,复电浓度T,0,T,1,T,2,1.0%CH,4,断电范围：工作面,及其,回风巷内全部非本质安全型电气设备,U形通风方式,采煤工作面甲烷传感器设置,T,0,上隅角,61,T,1,T,2,报警浓度:T,1,T,2,1.0%CH,4,断电浓度:T,1,1.5%CH4, T,2,1.0%CH,4,复电浓度T,1,T,2,1.0%CH,4,断电范围：工作面,及其,回风巷内全部非本质安全型电气设备,Z形通风方式,采煤工作面甲烷传感器设置,10m,10m15m,62,T,1,T,2,报警浓度:T,1,T,2,1.0%CH,4,断电浓度:T,1,1.5%CH4, T,2,1.0%CH,4,复电浓度T,1,T,2,1.0%CH,4,断电范围：工作面,及其,回风巷内全部非本质安全型电气设备,Y形通风方式,采煤工作面甲烷传感器设置,10m,10m15m,63,T,1,T,2,报警浓度:T,1,T,2,1.0%CH,4,断电浓度:T,1,1.5%CH4, T,2,1.0%CH,4,复电浓度T,1,T,2,1.0%CH,4,断电范围：工作面,及其,回风巷内全部非本质安全型电气设备,H形通风方式,采煤工作面甲烷传感器设置,10m,10m15m,10,m,15m,T,2,T,1,10m,64,1015m,T,1,T,2,报警浓度:T,1,T,2,1.0%CH,4,断电浓度:T,1,1.5%CH4, T,2,1.0%CH,4,复电浓度T,1,T,2,1.0%CH,4,断电范围：工作面,及其,回风巷内全部非本质安全型电气设备,W形通风方式,采煤工作面甲烷传感器设置,T,2,T,1,10m,65,1015m,T,1,T,2,报警浓度:T,0,T,1,T,2,T,5,T,6,1.0%CH,4,断电浓度:T,0,T,1,T,5,1.5%CH4, T,2,T,6,1.0%CH,4,复电浓度T,0,T,1,T,2,T,5,T,6,1.0%CH,4,断电范围：工作面,及其,回风巷内全部非本质安全型电气设备,采用两条巷道回风的采煤工作面甲烷传感器的设置,T,2,T,1,10m,1015m,T,6,T,5,10m,T,0,66,1015m,报警浓度:T,1,T,2,T,8,1.0%CH,4,T,7,2.5,%CH,4,断电浓度:T,1,1.5%CH,4, T,7,2.5,%CH,4,T,2,T,8,1.,0,%CH,4,复电浓度T,1,T,2,T,8,1.0%CH,4,T,7,2.5,%CH,4,断电范围：工作面,及其,回风巷内全部非本质安全型电气设备,有专用排瓦斯巷的采煤工作面甲烷传感器的设置（1）,T,2,T,1,10m,1015m,T,7,1015m,T,8,67,T,1,T,2,报警浓度:T,0,T,1,T,2,T,8,1.0%CH,4,T,7,2.5,%CH,4,断电浓度:T,0,T,1,1.5%CH,4, T,7,2.5,%CH,4,T,2,T,8,1.,0,%CH,4,复电浓度T,0,T,1,T,2,T,8,1.0%CH,4,T,7,2.5,%CH,4,断电范围：工作面,及其,回风巷内全部非本质安全型电气设备,有专用排瓦斯巷的采煤工作面甲烷传感器的设置（2）,1015m,T,2,T,1,10m,T,0,T,7,T,8,1015m,1015m,68,3,.,安全监控系统相关标准规定,掘进工作面甲烷传感器设置,高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井的掘进工作面长度大于1000m时，必须在掘进巷道中部增设甲烷传感器。（,山东省煤炭工业局,“,关于预防煤矿生产安全事故的特别规定,”,（鲁煤安管,200975,号）第十七条规定：,高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井、低瓦斯矿井中的高瓦斯区和瓦斯涌出异常区、煤层容易自燃或自燃的采掘工作面，瓦斯报警浓度不得大于,0.8,，瓦斯超限必须实现传感器控制范围内的设备就地断电。巷道长度超过,500m,的，每,500,米必须增设一组甲烷传感器。,）,掘进机必须设置机载式甲烷断电仪或便携式瓦斯检测报警仪。,采用串联通风的掘进工作面，必须在被串工作面局部通风机前设置掘进工作面进风流甲烷传感器。,69,5m,掘进工作面甲烷传感器的设置,T,1,1015m,T,2,局部通风机,报警浓度,1.0%CH,4,断电浓度,1.5%CH,4,复电浓度,1.0%CH,4,报警浓度,1.0%CH,4,断电浓度,1.0%CH,4,复电浓度,1.0%CH,4,T,1,、,T,2,断电范围：掘进巷道内全部非本质安全型电气设备,70,10,15m,10,15m,10,15m,5m,5m,T,2,T,2,T,1,T,1,T,3,高瓦斯矿井,双巷掘进工作面甲烷传感器的设置,报警浓度,：,T,1,T,2,1.0%CH,4,T,3,1.5,%CH,4,断电浓度,：,T,1,T,3,1.5%CH,4, T,2,1.0,%CH,4,复电浓度,：,T,1,T,2,T,3,1.0%CH,4,T,1,、T,2,断电范围：,掘进巷道内,全部非本质安全型电气设备,T,3,断电范围：,包括局部通风机在内的双巷掘进巷道内全部非本质安全电源,71,3,.,安全监控系统相关标准规定,设在回风流中的机电硐室进风侧必须设置甲烷传感器,机电硐室,T,3m-5m,报警浓度：T0.5%,断电浓度：T0.5%,复电浓度：T0.5%,断电范围：机电硐室内全,部非本质安全型电气设备,72,3,.,安全监控系统相关标准规定,使用架线电机车的主要运输巷道内，装煤点处必须设置甲烷传感器,报警浓度：T0.5% 断电浓度：T0.5% 复电浓度：T0.5%,断电范围：装煤点处上风流100m内及其下风流的架空线电源,和全部非本质安全型电气设备,73,3,.,安全监控系统相关标准规定,高瓦斯矿井进风的主要运输巷道使用架线电机车时，在瓦斯涌出巷道的下风流中必须设置甲烷传感器,报警浓度：T0.5%,断电浓度：T0.5%,复电浓度：T0.5%,断电范围：瓦斯涌出巷道,上风流100m内及其下风流,的架空线电源和全部非本,质安全型电气设备,74,3,.,安全监控系统相关标准规定,矿用防爆特殊型蓄电池电机车必须设置车载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪；矿用防爆型柴油机车必须设置便携式甲烷检测报警仪。,兼做回风井的装有带式输送机的井筒内必须设置甲烷传感器。,采区回风巷、一翼回风巷及总回风巷道内临时施工的电气设备上风侧,10m,15m,处应设置甲烷传感器。,井下煤仓、地面选煤厂煤仓上方应设置甲烷传感器。,封闭的地面选煤厂机房内上方应设置,甲烷传感器。,75,3,.,安全监控系统相关标准规定,封闭的带式输送机地面走廊上方宜设置甲烷传感器。,瓦斯抽放泵站甲烷传感器的设置：,地面瓦斯抽放泵站内必须在室内设置甲烷传感器。,井下临时瓦斯抽放泵站下风侧栅栏外必须设置甲烷传感器。,抽放泵输入管路中应设置甲烷传感器。利用瓦斯时，应在输出管路中设置甲烷传感器；不利用瓦斯、采用干式抽放瓦斯设备时，输出管路中也应设置甲烷传感器。,76,3,.,安全监控系统相关标准规定,3.4.3,其他传感器的设置,一氧化碳传感器的设置,1,、一氧化碳传感器应垂直悬挂，距顶板,(顶梁)不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。,2、,带式输送机滚筒下风侧10m15m处宜设置一氧化碳传感器，报警浓度为0.0024%CO。,3、,自然发火观测点、封闭火区防火墙栅栏外宜设置一氧化碳传感器，报警浓度为0.0024%CO。,4、,开采容易自燃、自燃煤层的矿井，采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷应设置一氧化碳传感器，报警浓度为0.0024%CO。,77,10m,1015m,T,T,采煤工作面一氧化碳传感器的设置,T,上隅角,78,3,.,安全监控系统相关标准规定,风速传感器的设置,采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷的测风站应设置风速传感器。风速传感器应设置在巷道前后10m内无分支风流、无拐弯、无障碍、断面无变化、能准确计算风量的地点。当风速低于或超过煤矿安全规程的规定值时，应发出声、光报警信号。,风压传感器的设置,主要通风机的风硐内应设置风压传感器。,79,3,.,安全监控系统相关标准规定,瓦斯抽放管路中其他传感器的设置,瓦斯抽放泵站的抽放泵输入管路中宜设置流量传感器、温度传感器和压力传感器；利用瓦斯时，应在输出管路中设置流量传感器、温度传感器和压力传感器。防回火安全装置上宜设置压差传感器,。,烟雾传感器的设置,带式输送机滚筒下风侧10m15m,处应设置烟雾传感器,。,80,3,.,安全监控系统相关标准规定,温度传感器的设置,1,、温度传感器应垂直悬挂，距顶板,(顶梁)不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。,2,、机电硐室内应设置温度传感器，报警值为,34。,3、开采容易自燃，自燃煤层及地温高的矿井采煤工作面应设置温度传感器。温度传感器的报警值为,3,0,。,81,1015m,T,采煤工作面温度传感器的设置,82,3,.,安全监控系统相关标准规定,开关量传感器的设置,1、,主要通风机、局部通风机必须设置设备开停传感器。,2、,矿井和采区主要进回风巷道中的主要风门必须设置风门开关传感器。当两道风门同时打开时，发出声光报警信号。,3、,掘进工作面局部通风机的风筒末端宜设置风筒传感器。,4、,为监测被控设备瓦斯超限是否断电，被控开关的负荷侧必须设置馈电传感器。,83,3,.,安全监控系统相关标准规定,3.4.4,地面中心站装备,煤矿安全监控系统的主机及系统联网主机必须双机或多机备份，24h不间断运行。当工作主机发生故障时，备份主机应在5min内投入工作。,中心站应双回路供电并配备不小于2h在线式部间断电源。,中心站设备应有可靠的接地装置和防雷装置。,联网主机应装备防火墙等网络安全设备。,中心站应使用录音电话。,煤矿安全监控系统主机或显示终端应设置在矿调度室内。,84,3,.,安全监控系统相关标准规定,3.5,低浓度甲烷传感器调校方法,在用的,低浓度载体催化式甲烷传感器每隔10,d,应按以下方法调校（,煤矿安全规程,规定,7,天）,1、,配备器材,1%-2%CH,4,校准气体、配套的减压阀、气体流量计和橡胶软管，空气样。,2、,调试程序,(1)空气样用橡胶软管连接传感器气室。调节流量控制阀把流量控制到传感器说明书规定值。,(2)调校零点，范围控制在0.00-0.03%CH,4,之内。,(3)校准气瓶流量计出口用橡胶软管连接传感器气室。,85,3,.,安全监控系统相关标准规定,(4)打开气瓶阀门，先用小流量向传感器缓慢通入1%-2%CH,4,校准气体，在显示值缓慢上升的过程中，观察报警值和断电值。然后调节流量控制阀把流量调节到传感器说明书规定的流量，使其测量值稳定显示,持续时间大于90s。使显示值与校准气浓度值一致。若超差应更换传感器，预热后重新测试。,(5)在通气的过程中，观察报警值、断电值是否符合要求，注意声、光报警和实际断电情况。,(6)当显示值小于1.0%CH,4,时，测试复电功能。测试结束后关闭气瓶阀门。,3.填写,调校记录，测试人员签字。,86,3,.,安全监控系统相关标准规定,新甲烷传感器使用前、在用甲烷传感器大修后应参照,AQ,62032006按以下方法调校,1,、,配备仪器及器材,载体催化式甲烷测定器检定装置、秒表、温度计、校准气（0.5、1.5、2.0、3.0%CH,4,）、直流稳压电源、万用表、声级计、频率计、系统分站等。,2,、,调校程序,（1）检查甲烷传感器外观是否完整，清理表面及气室积尘。,（2）甲烷传感器与分站（或稳压电源、频率计）连接，通电预热10,min,。,（,3,）在新鲜空气中调仪器零点，零值范围控制在,0.00-0.03%CH,4,之内。,87,3,.,安全监控系统相关标准规定,（,4）按说明书要求的气体流量，向气室通入2.0%CH,4,校准气，调校甲烷传感器精度，使其显示值与校准气浓度值一致，反复调校，直至准确。在基本误差测定过程中不得再次调校。,（5）基本误差测定。按校准时的流量依次向气室通入0.5、1.5、3.0%CH,4,校准气各约90,s,，使测量值稳定显示，记录传感器的显示值或输出信号值（换算为甲烷浓度）。重复测定,4次，取其后3次的算术平均值与标准气样的差值，即为基本误差。,（6）在每次通气的过程中同时要观察测量报警点、断电点、复电点和声、光报警情况。以上内容也可以单独测量。,88,3,.,安全监控系统相关标准规定,（7）声、光报警测试。报警时报警灯应闪亮，声级计距蜂鸣器一米处，对正声源，测量声级强度。,（8）测量响应时间。用秒表测量通入2.0%CH,4,校准气，显示值从零升至最大显示值90%时的起止时间。,（9）测试过程中记录分站或频率计的传输数据。误差值不超过0.01%CH,4,或2H,Z,。,（10）数字传输的传感器，必须接分站测量传输性能,3填写调校记录，测试人员签字。,89,4,.,判断监控系统是否合格的方法,4.1,监控分站性能测试,1、监控分站2秒断电检验,AQ6201新标准要求分站断电控制响应时间小于2秒，目的在于井下现场遭遇瓦斯突出时，提高设备快速反应时间，在传感器显示数值达到断电门限值后，到断电继电器接点完成动作所需时间不应大于2秒，超时者为：不合格。,90,4,.,判断监控系统是否合格的方法,检验方法：按被测分站最大监控容量，连接满所有甲烷传感器，将断电值与报警值都设定在断电门限上，对传感器通入大于1CH,4,分气样；或用偏调传感器零点等办法产生高于断电门限的,“,测值,”,；也可以用按压遥控器,“,试验,”,键方法产生模拟3CH,4,测值。,当传感器发出报警声后立刻按下秒表，一直到对应的断电接点动作后停止，记录此段时间即为断电延迟时间。每个端口测试要反复进行五次，逐个端口测量，选取其中最大值，任何一次断电延迟时间超过2秒，即为不合格。此项测试不可以脱离监控系统网络单独进行，一定要在连接好信号线，确认系统通信正常时方可进行。,91,4,.,判断监控系统是否合格的方法,2、,系统30秒巡检速度检验,AQ6201新标准要求系统巡检时间不得大于30秒，超过此值为不合格。,3、,监控分站稳定性检验,在进行快速断电、巡检速度测试结束后，要立刻进行稳定性测试。,检验方法1：在井下被检测分站或者传感器电缆附近，寻找一台磁力开关，让电工操作开关反复进行启动/停止动作，持续5分钟，记录下时间地点，回到地面调阅该点附近传感器、分站的测值曲线，看是否会有冒大数、误报警、误断电等现象发生。操作开关要经过电工们同意，且不能发生对人身和设备造成危险的前提下进行。,92,4,.,判断监控系统是否合格的方法,检验方法2：在地面一组交流电源上（380或660V）连接二台以上监控分站，让受测分站间隔距离一米（分体式的分站几个本安电源箱接在同一个交流电源上），连接好信号传输线和传感器，待分站启动运行后，拨弄其中一台分站的交流电源引线，使其发生不停地打火，持续五分钟，观察相邻的分站，不应发生数字错乱、死机、重启、误断电等现象发生。,检验方法3：在地面模拟信号线接触并不良的测试，将传感器到分站连接电缆中的信号导线人为断开，让二根断开的导线在锉刀上快速摩擦，造成时断时续的信号，维持操作五分钟，在分站上观察会否出现冒大数、误报警、误断电发生，在地面调阅该点测值曲线，看是,93,4,.,判断监控系统是否合格的方法,否会有异常数据现象出现。该项测试出现,“,0,”,、,“,Err,”,测值属于正常，否则出现任何异常数值都有潜在危险。,4.2,传感器性能检验,1、稳定性：,AQ6201新标准要求在用甲烷传感器、一氧化碳传感器、管道热导甲烷传感器，连续工作稳定性大于15D。,测试方法：抽取至少2台以上传感器，在地面用标气调整好传感器零点和精度，记录下零点和标准气样测值，连续通电15天，中途不许做任何调整，每天记录零点值和通标气测值，满15天后的测值做为判定依据，零点漂移不得大于,5,个字,，精度漂移不得超出测值的 10范围,94,4,.,判断监控系统是否合格的方法,（或依据国家标准MT210中分段精度）。为了防止零点负方向漂移跑进,“,死区,”,，在零点调整时预先上调10个数字，精度也跟随向上调10个字。,2、接线距离：,AQ6201新标准要求甲烷传感器、一氧化碳传感器、管道热导甲烷传感器，到分站的接线距离不得少于2Km，一般传感器能达到2.5-3Km。,测试条件：模拟常温下1.5平方毫米铜芯电缆2Km环路电阻75。,95,4,.,判断监控系统是否合格的方法,测试方法：抽取至少2台传感器，在电源、极分别串入二只3瓦36到40线绕电阻，连接好电源和分站，反复开启/关闭分站电源，传感器应能正常启动，如果不能正常启动为不合格；待传感器稳定之后，通气校验，传感器一切性能应能符合标准要求，如发生零点偏移，报警值偏移，精度超差等为不合格；在不关闭分站电源状态下，用导线同时短路二只电阻，等效电缆零距离，比照串入电阻时的测值，传感器零点和精度不应发生变化，如变化大于2个字则为不合格。,96,4,.,判断监控系统是否合格的方法,3、低电压性能检测：,AQ6201新标准要求甲烷传感器、一氧化碳传感器、管道热导甲烷传感器等最低工作电压不应大于9V，一般传感器典型值在8V下就能工作。,测试方法：抽取至少2台传感器，接入可调直流稳压电源上，缓缓调解稳压电源输出电压，使之在624V范围内变化，当电压达到8V时，传感器应能正常启动工作，电压在924V之间变化时，传感器的,“,零点,”,、,“,精度,”,不应发生改变。可以在三个电压点上进行比照。,97,4,.,判断监控系统是否合格的方法,4、红外遥控调校,：,AQ6201新标准要求甲烷传感器、一氧化碳传感器、管道热导甲烷传感器，必须采用红外线遥控调整参数，淘汰电位器调整零点、精度值、报警值的传感器，不符合者禁止使用。,4.3,甲烷风电闭锁功能检验,AQ6201新标准要求系统具有甲烷风电闭锁控制功能，控制条件如下：,a)停风闭锁：开停传感器检测到的局部通风机停止转动时，或者风筒风量检测开关由于风量不足动作时，分站应能输出断电闭锁控制信号。,98,4,.,判断监控系统是否合格的方法,b)超限闭锁：工作面甲烷超过1.5CH,4,以上浓度，或者总回风甲烷超过1.0CH,4,以上浓度。或者被串工作面风机入口处甲烷浓度超过0.5CH,4,以上，分站应能分别输出断电控制信号，切断对应工作地点设备电源。,c)上电闭锁：分站在开机上电的一分钟内，由于传感器尚未预热工作，输出断电闭锁信号，不允许工作面送电。,d)掉电闭锁：监控分站掉电后，应能停留在在断电闭锁有效状态。,e)故障闭锁：分站和传感器发生故障后（包括断线故障），分站应能输出断电闭锁有效状态。,99,4,.,判断监控系统是否合格的方法,f)馈电状态异常报警：监控分站断电控制失效后，分站应能发出声光报警。,g)停风超三分闭锁风机：开停传感器检测到的局部通风机停止转动时，或者风筒风筒检测开关由于风量不足动作时，如果工作面或回风甲烷浓度超过3CH,4,，分站应能发出闭锁风机信号，禁止启动风机。,由于本项控制逻辑是为高突瓦斯矿井设计，又因控制关系过于复杂，不宜在低瓦斯小矿井内实施检验，但必须保证：,停风闭锁；超限闭锁；故障闭锁；馈电异常报警,，这四项基本功能正常。,100,4,.,判断监控系统是否合格的方法,4.4,馈电异常报警功能检验,AQ6201新标准要求系统具有馈电异常检测功能，当井下被控设备执行断电失效后，能被有效监测出来，并报警和记录。此功能用于防止人为破坏断电控制，系统如无此功能，或者不符合要求者为：不合格。,检验方法：在地面安装一台分站，连接好断电控制和馈电传感器，将馈电传感器卡在被控设备电缆上，并在主机上设定好馈电检测关系。用手动发断电命令，或者给传感器充气，通入大于1.5CH,4,分气样；或用偏调传感器零点等办法产生高于断电门限的,“,测值,”,；也可以用按压遥控器,“,试验,”,键方法产生,101,4,.,判断监控系统是否合格的方法,模拟3CH,4,测值，让分站执行断电控制，被控设备正确断电时，地面主机应正常不报警，此时，移开断电控制连线，故意让断电失效，或者制造馈电传感器有电状态，地面主机和井下分站都应报警并记录。,4.5,故障闭锁功能检验,AQ6201新标准要求系统具有故障闭锁功能，当井下分站发生故障、传感器发生故障、控制线路断线、分站电源掉电且后备电源失效时，应能发出断电闭锁控制，不具有此项功能者为：不合格。,检验方法：本项功能可以在地面模拟测试，连接好一台监控分站，接上甲烷传感器、继电器箱、被控模拟设备等，进行如下操作：,102,4,.,判断监控系统是否合格的方法,1、拆掉运行中的甲烷传感器，对应的分站应立刻输出断电闭锁控制信号；,2、拆掉运行中的馈电、开停、风门等开关量传感器，对应的分站和地面主机应有故障显示（此项功能2006年被暂停执行）。,3、关闭分站电源，断电接点应维持在断电闭锁有效位置上；,4、切断控制断电接点输出引线，被控设备应处于断电闭锁状态，实质上就是要求断电接点使用,“,常开,”,输出，断电有效时继电器释放，接点断开。,注：断电输出状态可用万用表检测接点通断来判断。,103,4,.,判断监控系统是否合格的方法,4.6,量化误差检验,AQ6201新标准要求系统信号传输误差应小于0.5，此误差是指传感器传送到分站再到地面主机所引入的模数转换误差，其中经过A/D变换、V/F变换、二进制/十进制转换等过程，与传感元件无关，通常是传感器末位数的取舍误差，一般不超过正负一个字。有些厂家产品V/F变换是另外使用压控振荡器产生的输出信号，零点与精度与传感器的A/D变换不是来自同一个CPU处理，所以不可能达到系统量化误差0.5的要求；使用脉宽计时采集数据的分站，将会引入严重的转换误差，此误差越靠近量程上限越加严重。,104,4,.,判断监控系统是否合格的方法,检测方法：取若干台甲烷传感器，开机预热十分钟开始测试，分别在,“,零点,”,和通标准,“,气样点,”,，比照监控分站数值与传感器数值偏差，首先在纯净空气中零点上对照分站与传感器的显示值，记录下绝对差值；对传感器通入3CH,4,左右气样；或用偏调传感器零点等办法产生高于3CH,4,的,“,测值,”,；也可以用按压遥控器,“,试验,”,键方法产生模拟3CH,4,测值输出，待数值稳定后再对照分站和传感器显示差值。,105,常规产品无论在零点和充气点上，二者数值差不应大于：,1个字，超过量程0.5者为不合格。譬如：4分量程的传感器不应大于,2个字，传感器显示：1.20,分站显示：1.22即为合格，偏差超过二个字为不合格。,注意：测试点最好选在3CH,4,以上的高浓度值，才能暴露出模/数转换误差来。,4,.,判断监控系统是否合格的方法,106,1,）表示很严格，非这样做不可的：,正面词采用,“,必须,”,，反面词采用,“,严禁,”,；,2,）表示严格，在正常情况下均应这样做的：,正面词采用,“,应,”,，反面词采用,“,不应,”,或,“,不得,”,；,3,）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：,正面词采用,“,宜,”,，反面词采用,“,不宜,”,；,4,）表示有选择，在一定条件下可以这样做的，,采用,“,可,”,。,GB 50581-2010,煤炭工业矿井监测监控系统装备配置标准用词说明,107,谢 谢,!,108,