矿井监测监控系统方案课件

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,*,2024/11/17,1,六大系统之,矿井监测监控系统,2023/10/61六大系统之,2024/11/17,2,1,2,安全监控系统的使用与维护,3,煤矿安全监控系统简介,主 要 内 容,安全监控系统现状与问题,4,煤矿安全监控系统,2023/10/6212安全监控系统的使用与维护3煤矿安全监,2024/11/17,3,安全监控系统的定义：,煤矿安全生产监控系统是指具有模拟量、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，用于煤矿通风安全及生产环节监控的系统。,安全监控系统的构成：,煤矿安全监控系统、煤矿瓦斯抽采（放）监控系统、煤矿轨道运输监控系统、煤矿胶带运输监控系统、煤矿供电监控系统、煤矿排水监控系统、煤矿火灾监控系统、矿山压力监控系统、煤与瓦斯突出监控系统、人员位置监测系统等。,2023/10/63安全监控系统的定义：煤矿安全生产监控系统,2024/11/17,4,一、矿井安全监控技术发展概况,2023/10/64一、矿井安全监控技术发展概况,2024/11/17,5,我国矿井安全监控技术发展,建国初期，煤矿下井人员主要使用光学瓦斯检定器、瓦斯检定灯、检知管、风表等；,60年代初期，研制达到使用水平的载体催化元件和AQR-1型瓦斯测量仪。,70年代研制出瓦斯断电仪；,80年代初期，从欧美引进、吸收矿井监控系统；,80年代以后，逐步开发出KJ126、KJF2000、KJ95、KJ90等系统。,2023/10/65我国矿井安全监控技术发展,2024/11/17,6,二、煤矿安全生产监控系统的分类,煤矿安全生产监控系统可按照监控目的、信号传输方式、网络结构等来进行分类:,按传输信号复用方式分为：,时分制系统、频分制系统、码分制系统、复合复用方式（同时采用频分制、时分制、码分制中两种或两种以上的系统）,；,按系统网络结构可分为：,树形、环形、星形、总线形等；,按传输信号的调制方式可分为：,数字基带传输、数字频带传输,；,2023/10/66二、煤矿安全生产监控系统的分类,2024/11/17,7,2023/10/67,2024/11/17,8,1）、,可实时采集各种传感器传来的数据,:,2）、,系统具有甲烷超限报警功能：,甲烷传感器用于检测煤矿井下空气中的甲烷含量，当被监视区域风流中甲烷浓度达到预置的报警点时，由系统发出声、光报警信号。当甲烷浓度恢复到预置的报警值以下时，能自动解除报警。,3）、,甲烷超限断电及闭锁功能：,当被监视区域风流中甲烷浓度达到预置的断电点浓度时，输出切断被控区域动力电源并闭锁；当被监视区域风流中甲烷浓度降到预置的复电点浓度时，能自动解锁，恢复供电。断电点参数设置连续可调。,三、安全监控系统的主要功能,2023/10/681）、可实时采集各种传感器传来的数据:三,2024/11/17,9,4）,风电闭锁功能：,当局部通风机停止运转或风筒中风速低于规定数值时，装置输出切断被控区域动力电源信号并闭锁；当局部通风机恢复正常工作时，装置能自动解锁。,5）,其他功能：,此外系统还可实现一氧化碳、温度、风压、风速、风门等环境参数与工况参数超限声光报警等功能。,三、安全监控系统的主要功能,2023/10/694）风电闭锁功能：当局部通风机停止运转或,2024/11/17,10,基于以上功能，安全监控系统可以起到以下作用：,1、避免或减少由于电气设备失爆、违章作业、电气设备故障电火花或危险温度引起瓦斯爆炸；,2、避免或减少采、掘、运等设备运行产生的摩擦碰撞火花及危险温度等引起瓦斯爆炸；,3、提醒领导、生产调度等及时将人员撤至安全处。,4、提醒领导、生产调度等及时处理事故隐患，防止瓦斯爆炸等事故发生。,5、还可通过煤矿安全监控系统监控瓦斯抽放系统、通风系统、煤炭自燃、瓦斯突出等。,6、煤矿安全监控系统在应急救援和事故调查中也发挥着重要作用，当煤矿井下发生瓦斯（煤尘）爆炸等事故后，系统的监测记录是确定事故时间、爆源、火源等重要依据之一。,返回,2023/10/610基于以上功能，安全监控系统可以起到以下,2024/11/17,11,煤矿安全监控的主要内容,对井下CH4、CO、O2、CO2等气体浓度的检测；对风速、风量、气压、温度、粉尘浓度、水位等环境参数的检测；对生产设备运行状态的监测、监控等。,煤矿安全监控系统组成,一般由传感器、井下分站、传输线路、地面中心站、监控软件组成，如下图所示：,2023/10/611煤矿安全监控的主要内容,2024/11/17,12,矿井安全生产监控系统,2023/10/612矿井安全生产监控系统,2024/11/17,13,2023/10/613,2024/11/17,14,煤矿安全监控系统工作原理：,传感器,将被测物理量转换为电信号，并具有显示和声光报警功能（有些传感器没有显示、或没有声光报警）。,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。,分站,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主站（或传输接口），同时，接收来自主站（或传输接口）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（或传输接口）传输来的信号进行处理，控制执行机构工作。,2023/10/614煤矿安全监控系统工作原理：,2024/11/17,15,电源箱,将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。,传输接口,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。传输接口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、联网等。,2023/10/615 电源箱将交流电网电源转换为系统,2024/11/17,16,煤矿安全监控系统的特点：,煤矿井下是一个特殊的工作环境，有易燃易爆可燃性气体和腐蚀性气体，潮湿、淋水、矿尘大、电网电压波动大、电磁干扰严重、空间狭小、监控距离远。因此，矿井监控系统不同于一般工业监控系统，矿井监控系统同一般工业监控系统相比具有如下特点：,(1)电气防爆。,一般工业监控系统均工作在非爆炸性环境中，而矿井监控系统工作在有瓦斯和煤尘爆炸性环境的煤矿井下。因此，矿井监控系统的设备必须是防爆型电气设备，并且不同于化工、石油等爆炸性环境中的工厂用防爆型电气设备。,2023/10/616煤矿安全监控系统的特点：,2024/11/17,17,爆炸性危险物质分类,:,I类：矿井甲烷；,II类：爆炸性气体混合物(含蒸汽、薄雾)，如乙醚、民用煤气、乙炔等。,III类：爆炸性粉尘和纤维，如镁粉、铝粉、小麦粉亚麻纤维、火火药等。,2023/10/617爆炸性危险物质分类:,2024/11/17,18,(2)传输距离远。,一般工业监控对系统的传输距离要求不高，仅为几千米，甚至几百米，而矿井监控系统的传输距离至少要达到,10千米。,(3)网络结构宜采用树形结构。,一般工业监控系统电缆敷设的自由度较大，可根据设备、电缆沟、电杆的位置选择星形、环形、树形，总线形等结构。而矿井监控系统的传输电缆必须沿巷道敷设，挂在巷道壁上。由于巷道为分支结构，并且分支长度可达数千米。因此，为便于系统安装维护、节约传输电缆、降低系统成本宜采用树形结构。,(4)监控对象变化缓慢。,矿井监控系统的监控对象主要为缓变量，因此，在同样监控容量下，对系统的传输速率要求不高。,(5)电网电压波动大，电磁干扰严重。,由于煤矿井下空间小，采煤机、运输机等大型设备启停和架线电机车火花等造成电磁干扰严重。,(6)工作环境恶劣。,煤矿井下除有甲烷、一氧化碳等易燃易爆性气体外，还有硫化氢等腐蚀性气体，矿尘大、潮湿、有淋水、空间狭小。因此，矿井监控设备要有防尘、防潮、防腐、防霉、抗机械冲击等措施。,2023/10/618 (2)传输距离远。一般工业监控对,2024/11/17,19,(7)传感器（或执行机构）宜采用远程供电。,一般工业监控系统的电源供给比较容易，不受电气防爆要求的限制。矿井监控系统的电源供给，受电气防爆要求的限制。由于传感器及执行机构往往设置在工作面等恶劣环境，因此，不宜就地供电。现有矿井监控系统多采用分站远距离供电。,通过上面对矿井监控系统的分析，可以看出，矿井监控系统不同于一般工业监控系统。因此，直接用一般工业监控的理论和技术解决矿井监控的问题是行不通的。不是不符合电气防爆要求，就是传输距离太近，或网络结构不适合用于矿井监控系统，或不能进行总线供电，或节点容量太小等等。因此，有必要研究适合矿井监控系统的理论和技术。,返回,2023/10/619 (7)传感器（或执行机构）宜采,2024/11/17,20,一、甲烷传感器的设置,1、甲烷传感器应垂直悬挂在巷道上方风流稳定的位置，距顶板（顶梁）不得大于300mm，距巷道侧壁不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。,2、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规定。,传感器的设置：,2023/10/620一、甲烷传感器的设置传感器的设置：,2024/11/17,21,二、其它传感器的设置,（一）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、开采容易自燃、自燃煤层的采煤工作面回风巷必须设置一氧化碳传感器，地点可设置在上隅角、工作面或工作面回风巷，报警浓度为0.0024%,如图9所示。,3、带式输送机滚筒下风側10-15m处宜设置一氧化碳传感器，报警浓度为0.0024%CO。,4、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。,5、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。,2023/10/621二、其它传感器的设置（一）一氧化碳传,2024/11/17,22,（二）风速传感器的设置,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。,（三）风压传感器的设置,主要通风机的风硐应设置风压传感器。,风硐是连接主通风机和风井的一段巷道。风量大，内外压差大。,（四）瓦斯抽放管路中传感器的设置,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。,2023/10/622（二）风速传感器的设置,2024/11/17,23,（六）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，并应不影响行人和行车，安装维护方便，不影响行人和行车。,2、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30。如图10所示。,3、机电硐室内应设置温度传感器，报警值为34。,2023/10/623（六）温度传感器的设置,2024/11/17,24,2023/10/624,2024/11/17,25,（七）开关量传感器的设置,主要通风机、局部通风机必须设置设备开停传感器。,2023/10/625（七）开关量传感器的设置主要通风机、局,2024/11/17,26,使用与维护要点,（,1）选用符合AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求等，取得矿用产品安全标志准用证和防爆合格证的系统。,（2）按照煤矿安全规程和AQ10