第七章煤矿安全生产监控系统与安全管理oweroin

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,*,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,煤矿机电安全管理,四川师范大学工学院 机电工程系,2010.3,第,7,章 煤矿安全生产监控系统,及安全管理,近年全国重大矿难事故一览,时间,地点,遇难人数,事故原因,2010.3.28,山西王家岭煤矿,37,人遇难，一人下落不明,透水事故,2010.03.01,内蒙古乌海,31,名被困者无生还可能,在建的神华集团骆驼山煤矿发生透水事故,2010.01.05,湖南立胜,34,人死亡,湖南立胜煤矿发生重大火灾事故,2009.11.21,黑龙江鹤岗,共造成,108,人遇难,新兴煤矿发生瓦斯爆炸,2009.09.08,河南省平顶山,54,人死亡,违法违规组织生产导致的特大事故,2009.05.30,重庆市綦江县,30,人死亡、,77,人受伤,违规违章行为引发的特别重大安全生产事故。,2009.02.22,山西屯兰,78,人死亡,瓦斯浓度过高，煤矿爆炸。,第,7,章 煤矿安全生产监控系统,与安全管理,1,煤矿安全监控系统,2,矿井安全监控系统安全管理,3,煤矿安全监控系统简介,第一节 煤矿安全生产监控系统简介,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,。,包括,：,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。,第一节 煤矿安全生产监控系统简介,1815,年英国发明瓦斯检定灯,20,世纪,30,年代日本发明光干涉瓦斯检定器,40,年代，美国研制出,铂丝催化元件,1954,年，英国采矿安全研究所（,SMRE,）制成了最早的载体催化元件,60,年代以后，便携式瓦斯监测装置和监测系统得到了快速发展,一、矿井安全监控技术发展概况,第一节 煤矿安全生产监控系统简介,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。,第一节 煤矿安全生产监控系统简介,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,:,如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：,基带、调幅、调频、调相等；,按工作方式可分为：,主从方式、多主方式等。,第一节 煤矿安全生产监控系统简介,按监控目的分类：,（,1,）煤矿安全监控系统,（,2,）瓦斯抽采（放）监控系统,（,3,）煤矿轨道运输监控系统,（,4,）煤矿胶带运输监控系统,（,5,）提升运输监控系统,（,6,）煤矿供电监控系统,（,7,）煤矿排水监控系统,（,8,）煤矿火灾监控系统,（,9,）矿山压力监控系统,（,10,）煤与瓦斯突出监控系统,（,11,）人员位置监测系统,（,12,）综合监控系统,第二节 煤矿安全监控系统,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：,图,7-1,煤矿安全监控系统,第二,节,节,煤,煤矿,安,安全,监,监控,系,系统,一、,煤,煤矿,安,安全,生,生产,监,监控,系,系统,基,基本,构,构成,1.,传感,器,器,2.,井下,监,监控,分,分站,井下,监,监控,分,分站,是,是一,种,种以,嵌,嵌入,式,式芯,片,片为,核,核心,的,的微,机,机计,算,算机,系,系统,，,，可,挂,挂接,多,多种,传,传感,器,器，,能,能对,井,井下,多,多种,环,环境,参,参数,诸,诸如,瓦,瓦斯,、,、风,速,速、,一,一氧,化,化碳,、,、负,压,压、,设,设备,开,开停,状,状态,等,等进,行,行连,续,续监,测,测，,具,具有,多,多通,道,道，,多,多制,式,式的,信,信号,采,采集,功,功能,和,和通,讯,讯功,能,能，,通,通过,工,工业,以,以太,网,网或,总,总线,方,方式,能,能及,时,时将,监,监测,到,到的,各,各种,环,环境,参,参数,、,、设,备,备状,态,态传,送,送到,地,地面,中,中心,站,站，,并,并执,行,行中,心,心站,发,发出,的,的及,时,时发,出,出报,警,警和,断,断电,控,控制,信,信号,。,。,3.,信号传,输,输网络,将监测,到,到的信,号,号传送,到,到地面,中,中心站,的,的信号,通,通道。,如,如无线,传,传输信,道,道、电,缆,缆、光,纤,纤等。,4.,地面中,心,心站,二、煤,矿,矿安全,生,生产监,控,控设备,（一）,传,传感器,1.,高低浓,度,度甲烷,传,传感器,2.,一氧化,碳,碳传感,器,器,3.,矿用氧,气,气传感,器,器,4.,温度传,感,感器,5.,风速传,感,感器,6.,烟雾传,感,感器,7.,开停传,感,感器,二、煤,矿,矿安全,生,生产监,控,控设备,（二）,、,、便携,式,式气体,检,检测报,警,警仪,（三）,、,、甲烷,报,报警矿,灯,灯,（四）,、,、井下,分,分站,（五）,、,、安全,监,监控系,统,统,传感器,煤矿安,全,全监测,主,主要通,过,过检测,仪,仪器来,实,实现。,一,一个简,单,单的检,测,测仪器,通,通常由,传,传感器,、,、信号,变,变换电,路,路及电,源,源等部,分,分构成,。,。 借,助,助于敏,感,感元件,，,，对被,测,测物理,量,量进行,检,检测和,信,信号变,换,换，输,出,出模拟,量,量信号,或,或开关,量,量信号,的,的装置,，,，称为,传,传感器,。,。传感,器,器主要,由,由敏感,元,元件、,转,转换器,件,件、测,量,量及变,换,换电路,和,和电源,等,等组成,，,，如图,所,所示。,被测量,敏感,元件,转换,元件,电源,测量,电路,地面中,心,心站,煤矿监控系,统,统中心站是,煤,煤矿环境安,全,全和生产工,况,况监控系统,的,的地面数据,处,处理中心，,用,用于完成煤,矿,矿监控系统,的,的信息采集,、,、处理、储,存,存、显示和,打,打印功能，,必,必要时还可,对,对局部生产,环,环节或设备,发,发出控制指,令,令和信号，,中,中心炸一般,由,由主控计算,机,机及其外围,设,设备和监控,软,软件组成，,通,通常设置在,煤,煤矿监控中,心,心或生产调,度,度室中。,高低浓度甲,烷,烷传感器,主要用于监,测,测高瓦斯煤,矿,矿井下环境,气,气体中的瓦,斯,斯浓度，可,以,以连续自动,地,地将井下沼,气,气浓度转换,成,成标准电信,号,号输送给关,联,联设备，并,具,具有就地显,示,示沼气浓度,值,值，超限声,光,光报警等功,能,能。还可与,各,各类型监测,系,系统及断电,仪,仪、风电瓦,斯,斯闭锁装置,配,配套，适宜,在,在煤矿采掘,工,工作面、回,风,风巷道等地,点,点固定使用,。,。采用热催,化,化原理与热,导,导原理相结,合,合来测量沼,气,气浓度，克,服,服了单一元,件,件测量过程,中,中的不稳定,现,现象，具有,性,性能稳定、,测,测量精确、,响,响应速度快,，,，结构坚固,、,、易使用易,维,维护等特点,。,。并具有遥,控,控调校、断,电,电控制、故,障,障自校自检,等,等新功能,。,井下分站,KJ90-F8/KJ90-F16,型井下监控,分,分站（以下,简,简称分站）,是,是一种以嵌,入,入式芯片为,核,核心的微机,计,计算机系统,，,，可挂接多,种,种传感器，,能,能对井下多,种,种环境参数,诸,诸如瓦斯、,风,风速、一氧,化,化碳、负压,、,、设备开停,状,状态等进行,连,连续监测，,具,具有多通道,，,，多制式的,信,信号采集功,能,能和通讯功,能,能，通过工,业,业以太网或,总,总线方式能,及,及时将监测,道,道德各种环,境,境参数、设,备,备状态传送,到,到地,面,并执行中心,站,站发出的各,种,种命令，及,时,时发出报警,和,和断电控制,信,信号。,安全监控系,统,统,第三节,矿,矿井安全监,控,控系统安全,管,管理,一、矿井安,全,全监控系统,一,一般规定,1.,煤矿企业应,建,建立,安全仪表计,量,量检验制度,。,2.,高瓦斯矿井,、,、煤（岩）,与,与瓦斯突出,矿,矿井，,必须装备矿,井,井安全监控,系,系统,。,没有装备矿,井,井安全监控,系,系统的矿井,的,的煤巷、半,煤,煤岩巷和有,瓦,瓦斯涌出的,岩,岩巷的掘进,工,工作面，,必须装备甲,烷,烷风电闭锁,装,装置或甲烷,断,断电仪和风,电,电闭锁装置,。,没有装备矿,井,井安全监控,系,系统的无瓦,斯,斯涌出的岩,巷,巷掘进工作,面,面，,必须装备风,电,电闭锁装置,。,没有装备矿,井,井安全监控,系,系统的矿井,的,的采煤工作,面,面，,必须装备甲,烷,烷断电仪,。,第三节,矿,矿井安全监,控,控系统安全,管,管理,3.,采区设计、,采,采掘作业规,程,程和安全技,术,术措施，必,须,须对安全监,控,控设备的种,类,类、数量和,位,位置，信号,电,电缆和电源,电,电缆的敷设,，,，控制区域,等,等做出明确,规,规定，并,绘制布置图,。,4.,煤矿安全监,控,控设备之间,必,必须使用,专用阻燃电,缆,缆或光缆,连,接,，严禁与调,度,度电话电缆,或,或动力电缆,等,等共用。防,爆,爆型煤矿安,全,全监控设备,之,之间的输入,、,、输出信号,必,必须为,本质安全型,信号,。,安全监控,设,设备必须,具,具有,故障闭锁,功,功能,：当与闭,锁,锁控制有,关,关的设备,未,未投入正,常,常运行或,故,故障时，,必,必须切断,该,该监控设,备,备所监控,区,区域的全,部,部非本质,安,安全型电,气,气设备的,电,电源并闭,锁,锁；当与,闭,闭锁控制,有,有关的设,备,备工作正,常,常并稳定,运,运行后，,自,自动解锁,。,第三节,矿,矿井安,全,全监控系,统,统安全管,理,理,矿井安全,监,监控系统,必,必须具备,甲,甲烷断电,仪,仪和甲烷,风,风电闭锁,装,装置的全,部,部功能,；当主机或,系,系统电缆,发,发生故障,时,时，系统,必,必须保证,甲,甲烷断电,仪,仪和甲烷,风,风电闭锁,装,装置的全,部,部功能；,当,当电网停,电,电后，系,统,统必须保,证,证正常工,作,作时间不,小,小于,2h,；系统必,须,须具有防,雷,雷电保护,；,；系统必,须,须具有断,电,电状态和,馈,馈电状态,监,监测、报,警,警、显示,、,、存储和,打,打印报表,功,功能；中,心,心站,主机应不,少,少于,2,台,，,1,台备用,。,二、安装,、,、使用和,维,维护的安,全,全管理,1.,安装断电,控,控制系统,时,时，必须,根,根据断电,范,范围要求,，,，提供断,电,电条件，,并,并接通井,下,下电源及,控,控制线。,安,安全监控,设,设备的供,电,电电源必,须,须取自被,控,控制开关,的,的电源侧,，,，严禁接,在,在被控开,关,关的负荷,侧,侧。,拆除或改,变,变与安全,监,监控设备,关,关联的电,气,气设备的,电,电源线及,控,控制线、,检,检修与安,全,全监控设,备,备关联的,电,电气设备,、,、需要安,全,全监控设,备,备停止运,行,行时，须,报,报告矿调,度,度室，并,制,制定安全,措,措施后方,可,可进行。,2.,安全监控,设,设备必须,定,定期进行,调,调试、校,正,正，,每月至少,1,次,。甲烷传,感,感器、便,携,携式甲烷,检,检测报警,仪,仪等采用,载,载体催化,元,元件的甲,烷,烷检测设,备,备，,每,7,天必须使,用,用校准气,样,样和空气,样,样调校,1,次,。,每,7,天必须对,甲,甲烷超限,断,断电功能,进,进行测试,。,安全监控,设,设备发生,故,故障时，,必,必须及时,处,处理，在,故,故障期间,必,必须有安,全,全措施。,二、安装,、,、使用和,维,维护的安,全,全管理,3.,必须每天,检查,安全监控,设,设备及电,缆,缆是否正,常,常，使用,便,便携式甲,烷,烷检测报,警,警仪或便,携,携式光学,甲,甲烷检测,仪,仪与甲烷,传,传感器进,行,行对照，,并,并将记录,和,和检查结,果,果报监测,值,值班员；,当,当两者读,数,数误差大,于,于允许误,差,差时，先,以,以读数较,大,大者为依,据,据，采取,安,安全措施,并,并必须在,8h,内对,2,种设备调,校,校完毕。,4.,矿井安全,监,监控系统,中,中心站,必须实时,监控全部,采,采掘工作,面,面瓦斯浓,度,度变化及,被,被控设备,的,的通、断,电,电状态。,矿井安全,监,监控系统,的,的,监测日报,表,表,必须报矿,长,长和技术,负,负责人审,阅,阅。,5.,必须设专,职,职人员负,责,责,便携式甲,烷,烷检测报,警,警仪的充,电,电、收发,及,及维护。,每,每班要清,理,理隔爆罩,上,上的煤尘,，,，发放前,必,必须检查,便,便携式甲,烷,烷检测报,警,警仪的零,点,点和电压,或,或电源欠,压,压值，不,符,符合要求,的,的严禁发,放,放使用。,二,、,、,安,安,装,装,、,、,使,使,用,用,和,和,维,维,护,护,的,的,安,安,全,全,管,管,理,理,6.,配,制,制,甲,甲,烷,烷,校,校,准,准,气,气,样,样,的,的,装,装,置,置,和,和,方,方,法,法,必,必,须,须,符,符,合,合,国,国,家,家,有,有,关,关,标,标,准,准,，,，,相,相,对,对,误,误,差,差,必,必,须,须,小,小,于,于,5%,。,制,制,备,备,所,所,用,用,的,的,原,原,料,料,气,气,应,应,选,选,用,用,浓,浓,度,度,不,不,低,低,于,于,99.9%,的,高,高,纯,纯,度,度,甲,甲,烷,烷,气,气,体,体,。,。,7.,安,全,全,监,监,控,控,设,设,备,备,布,布,置,置,图,图,和,和,接,接,线,线,图,图,应,应,标,标,明,明,传,传,感,感,器,器,、,、,声,声,光,光,报,报,警,警,器,器,、,、,断,断,电,电,器,器,、,、,分,分,站,站,、,、,电,电,源,源,、,、,中,中,心,心,站,站,等,等,设,设,备,备,的,的,位,位,置,置,、,、,接,接,线,线,、,、,断,断,电,电,范,范,围,围,、,、,传,传,输,输,电,电,缆,缆,等,等,，,，,并,并,根,根,据,据,实,实,际,际,布,布,置,置,及,及,时,时,修,修,改,改,。,。,三,、,、,甲,甲,烷,烷,传,传,感,感,器,器,和,和,其,其,他,他,传,传,感,感,器,器,的,的,设,设,置,置,的,的,安,安,全,全,规,规,定,定,1.,甲,烷,烷,传,传,感,感,器,器,报,报,警,警,浓,浓,度,度,、,、,断,断,电,电,浓,浓,度,度,、,、,复,复,电,电,浓,浓,度,度,和,和,断,断,电,电,范,范,围,围,必,必,须,须,符,符,合,合,表,表,3,规,定,定,。,2.,低,瓦,瓦,斯,斯,矿,矿,井,井,的,的,煤,煤,巷,巷,、,、,半,半,煤,煤,岩,岩,巷,巷,和,和,有,有,瓦,瓦,斯,斯,涌,涌,出,出,的,的,岩,岩,巷,巷,掘,掘,进,进,工,工,作,作,面,面,，,，,必,必,须,须,在,在,工,工,作,作,面,面,设,设,置,置,甲,甲,烷,烷,传,传,感,感,器,器,。,3.,在,回,回,风,风,流,流,中,中,的,的,机,机,电,电,设,设,备,备,硐,硐,室,室,的,的,进,进,风,风,侧,侧,必,必,须,须,设,设,置,置,甲,甲,烷,烷,传,传,感,感,器,器,。,4.,高,瓦,瓦,斯,斯,矿,矿,井,井,进,进,风,风,的,的,主,主,要,要,运,运,输,输,巷,巷,道,道,内,内,使,使,用,用,架,架,线,线,电,电,机,机,车,车,时,时,，,，,装,装,煤,煤,点,点,、,、,瓦,瓦,斯,斯,涌,涌,出,出,巷,巷,道,道,的,的,下,下,风,风,流,流,中,中,必,必,须,须,设,设,置,置,甲,甲,烷,烷,传,传,感,感,器,器,。,三,、,、,甲,甲,烷,烷,传,传,感,感,器,器,和,和,其,其,他,他,传,传,感,感,器,器,的,的,设,设,置,置,的,的,安,安,全,全,规,规,定,定,5.,在,煤,煤,（,（,岩,岩,）,）,与,与,瓦,瓦,斯,斯,突,突,出,出,矿,矿,井,井,和,和,瓦,瓦,斯,斯,喷,喷,出,出,区,区,域,域,中,中,，,，,进,进,风,风,的,的,主,主,要,要,运,运,输,输,巷,巷,道,道,和,和,回,回,风,风,巷,巷,道,道,内,内,使,使,用,用,矿,矿,用,用,防,防,爆,爆,特,特,殊,殊,型,型,蓄,蓄,电,电,池,池,电,电,机,机,车,车,或,或,矿,矿,用,用,防,防,爆,爆,型,型,柴,柴,油,油,机,机,车,车,时,时,，,，,蓄,蓄,电,电,池,池,电,电,机,机,车,车,必,必,须,须,设,设,置,置,车,车,载,载,式,式,甲,甲,烷,烷,断,断,电,电,仪,仪,或,或,便,便,携,携,式,式,甲,甲,烷,烷,检,检,测,测,报,报,警,警,仪,仪,，,，,柴,柴,油,油,机,机,车,车,必,必,须,须,设,设,置,置,便,便,携,携,式,式,甲,甲,烷,烷,检,检,测,测,报,报,警,警,仪,仪,。,。,当,当,瓦,瓦,斯,斯,浓,浓,度,度,超,超,过,过,0.5%,时，必须停,止,止机车运行,。,。,6.,瓦斯抽放泵,站,站必须设置,甲,甲烷传感器,，,，抽放泵输,入,入管路中必,须,须设置甲烷,传,传感器。利,用,用瓦斯时，,还,还应在输出,管,管路中设置,甲,甲烷传感器,。,。,三、甲烷传,感,感器和其他,传,传感器的设,置,置的安全规,定,定,7.,装备矿井安,全,全监控系统,的,的矿井，每,一,一个采区、,一,一翼回风巷,及,及总回风巷,的,的测风站应,设,设置风速传,感,感器，主要,通,通风机的风,硐,硐应设置压,力,力传感器；,瓦,瓦斯抽放泵,站,站的抽放泵,吸,吸入管路中,应,应设置流量,传,传感器、温,度,度传感器和,压,压力传感器,，,，利用瓦斯,时,时，还应在,输,输出管路中,设,设置流量传,感,感器、温度,传,传感器和压,力,力传感器。,装备矿井安,全,全监控系统,的,的开采容易,自,自燃、自燃,煤,煤层的矿井,，,，应设置一,氧,氧化碳传感,器,器和温度传,感,感器。,装备矿井安,全,全监控系统,的,的矿井，主,要,要通风机、,局,局部通风机,应,应设置设备,开,开停传感器,，,，主要风门,应,应设置风门,开,开关传感器,，,，被控设备,开,开关的负荷,侧,侧应设置馈,电,电状态传感,器,器。,四川师范大,学,学工学院,机,机电工程,系,系,ThankYou!,