煤矿安全监测监控系统

1、 要求掌握本工种的安全工作职责；要求掌握本工种的安全工作职责； 掌握煤矿监测监控设备完好标准及检修质量标掌握煤矿监测监控设备完好标准及检修质量标准；准； 一般掌握监测监控设备的使用、维护、调校及一般掌握监测监控设备的使用、维护、调校及一般故障处理方法和安全操作技术；一般故障处理方法和安全操作技术； 了解用监控系统的瓦斯浓度变化来预测突出的了解用监控系统的瓦斯浓度变化来预测突出的技术。技术。“监控有效监控有效” ” 传输及中转系统传输及中转系统A1B1C1Z1存储输出及分析控制系统存储输出及分析控制系统ABCZ各类传感器及控制执行机构各类传感器及控制执行机构有线或无线有线或无线思考：思考：根据监

2、控系统的总线方式及故障出现的根据监控系统的总线方式及故障出现的部位，分析是传感器损坏、分站损坏或部位，分析是传感器损坏、分站损坏或某处线路断线？某处线路断线？ 2、传感器技术、传感器技术 传感器类型传感器类型 甲烷、甲烷、CO、O2、H2S等气体浓度传感器；等气体浓度传感器； 速度、位移、压力、温度、电流、电压、流速度、位移、压力、温度、电流、电压、流量等参数传感器；量等参数传感器； 开闭、位置等状态传感器开闭、位置等状态传感器甲烷浓度传感器甲烷浓度传感器 载体热催化传感器：简单实用、价格低廉：载体热催化传感器：简单实用、价格低廉：2200元以内，目前国内甲烷检测的主流；但量元以内，目前国内甲

3、烷检测的主流；但量程小：程小：0-4%，寿命短：约，寿命短：约1年，调校期短：年，调校期短：15天，反应慢：天，反应慢：30S，且易发生，且易发生H2S和高浓度甲烷和高浓度甲烷中毒。中毒。 光干涉传感器：光电转换光干涉传感器：光电转换 技术没有突破。技术没有突破。系列催化元件系列催化元件 热导传感器，测量范围热导传感器，测量范围0100，但只有在但只有在860CH4范围内满范围内满足精度要求，通常用作高浓度段足精度要求，通常用作高浓度段瓦斯的测量；测值受环境温度影瓦斯的测量；测值受环境温度影响大，不易补偿；响大，不易补偿； 红外传感器，测量范围可达红外传感器，测量范围可达0-100%，寿命，寿

4、命5-8年，调校期年，调校期12月月以上，反应时间以上，反应时间15S以内，价格以内，价格8000元以内。元以内。英国英国E2V的红外气体传感头的红外气体传感头 中国重庆院红外气体传感头中国重庆院红外气体传感头 接收来自传感器的信号，并按预先约定的复用方接收来自传感器的信号，并按预先约定的复用方式式(时分制或频分制等时分制或频分制等)远距离传送给主站远距离传送给主站(或传输接口或传输接口)，同时接收来自主站的同时接收来自主站的(或传输接口或传输接口)多路复用信号多路复用信号(时分制时分制或频分制或频分制)监控分站还具有线性校正、超限判别、逻监控分站还具有线性校正、超限判别、逻辑运算等简单的数据

5、处理能力，对传感器输入的信号和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主站(或传输接口或传输接口)传输来的信号进行处理，控制执行机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监控分站的最大传输距离构工作，传感器及执行机构距监控分站的最大传输距离一般不大于一般不大于2 km 因此，一般采用星形网络结构因此，一般采用星形网络结构(1个传感器或个传感器或1个执行机构使用个执行机构使用1根电缆与分站相连根电缆与分站相连)单向模拟传单向模拟传输。监控分站至主站之间最大传输距离达输。监控分站至主站之间最大传输距离达10 km，为减少电缆用量、降低系统电缆投资、便于安装为减少电缆用

6、量、降低系统电缆投资、便于安装维护、提高系统可靠性，通常采用维护、提高系统可靠性，通常采用2芯芯(用于单工用于单工或单向或单向)、3芯或芯或4芯芯(用于双向用于双向)矿用信号电缆，时矿用信号电缆，时分制或频率分制多路复用分制或频率分制多路复用(有的系统采用码分制有的系统采用码分制)；采用树形网络结构、环形网络结构或树形与星形采用树形网络结构、环形网络结构或树形与星形混合网络结构，串行数字传输混合网络结构，串行数字传输(基带传输或频带传基带传输或频带传输，异步传输或同步传输输，异步传输或同步传输)。 主机一般选用工控微型计算机或普通台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

7、。主机主要式微型计算机，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、与管理网络话、输出控制、控制打印输出、与管理网络联接等。联接等。 (1)工作温度：工作温度：040。(2)相对湿度：相对湿度：98。(3)大气压力：大气压力：86kPa110kPa：(4)风速：风速：0m/s8m/s。(5)矿井环境中的（矿井环境中的（H2S）气体浓度：）气体浓度：610-6。(6)防爆类型：矿用本安兼隔爆型。防爆类型：矿用本安兼隔爆型。(7)防爆标志：

8、防爆标志：Exibd。(8)整机工作电压：整机工作电压：(12-24)VDC(本安电源本安电源)。(9)整机工作电流：整机工作电流：100 mA。(10)测量范围：测量范围：0CH44.00CH4。 在各种不同的情况下，甲烷传感器的电气特性会有一些变在各种不同的情况下，甲烷传感器的电气特性会有一些变化，这种变化会导致传感器零点漂移，影响监测数据。调校时化，这种变化会导致传感器零点漂移，影响监测数据。调校时按要求正确连接好传感器，接通电源，使甲烷传感器进入正常按要求正确连接好传感器，接通电源，使甲烷传感器进入正常的工作状态，预热的工作状态，预热20min20min后。在新鲜空气中观察甲烷传感器显

9、示后。在新鲜空气中观察甲烷传感器显示窗内的窗内的LEDLED数字显示是否为零若有偏差，应将配套遥控器对数字显示是否为零若有偏差，应将配套遥控器对准甲烷传感器显示窗，轻轻按动遥控器的准甲烷传感器显示窗，轻轻按动遥控器的“选择选择键使显示键使显示窗内的小数码管显示窗内的小数码管显示“l”l”，然后再通过按动遥控器的，然后再通过按动遥控器的“上升上升”键和键和“下降下降”键。使甲烷传感器的显示为零。即可完成甲烷传键。使甲烷传感器的显示为零。即可完成甲烷传感器的校零工作。感器的校零工作。 当甲烷传感器在瓦斯环境工作一段时问以后，催化元件会当甲烷传感器在瓦斯环境工作一段时问以后，催化元件会因化学反应而出

10、现变化，影响测量精确度。调校时在完成甲因化学反应而出现变化，影响测量精确度。调校时在完成甲烷传感器的电气零点调节后，第二步是甲烷传感器的精度调烷传感器的电气零点调节后，第二步是甲烷传感器的精度调校，具体方法是：旋开甲烷传感器热催化元件室顶部的防尘校，具体方法是：旋开甲烷传感器热催化元件室顶部的防尘罩，将通气罩插入并罩住甲烷传感器元件粉末冶金气室的外罩，将通气罩插入并罩住甲烷传感器元件粉末冶金气室的外部。然后通入浓度约为部。然后通入浓度约为2.02.0CH4CH4的标准瓦斯气体，通气流量的标准瓦斯气体，通气流量控制在控制在200mL200mLminmin。此时，甲烷传感器显示窗内的数字显示。此时

11、，甲烷传感器显示窗内的数字显示应与通往的瓦斯气体浓度值相同。若有偏差，则将遥控器对应与通往的瓦斯气体浓度值相同。若有偏差，则将遥控器对准传感器显示窗，轻轻按动遥控器上的准传感器显示窗，轻轻按动遥控器上的“选择选择”键，使显示键，使显示窗内的小数码管显示窗内的小数码管显示“2”2”，然后再根据需要分别按动遥控器，然后再根据需要分别按动遥控器的的“上升上升”键或键或“下降下降”键。直至显示窗内的显示值与实际键。直至显示窗内的显示值与实际通入的瓦斯气体浓度值相同为止。通入的瓦斯气体浓度值相同为止。 当传感器老化后会出现零点偏离过大的情况，此时之前当传感器老化后会出现零点偏离过大的情况，此时之前的零点

12、调节已不能满足要求。需将遥控器对准传感器的显示的零点调节已不能满足要求。需将遥控器对准传感器的显示窗，同时按动遥控器上的三个按键持续数秒钟窗，同时按动遥控器上的三个按键持续数秒钟( (清零清零) )，然后，然后立即按动立即按动“选择选择”键，使传感器显示窗内的小数码管显示键，使传感器显示窗内的小数码管显示“1”1”，用螺丝刀旋下传感器后盖上的紧固螺丝钉，打开传，用螺丝刀旋下传感器后盖上的紧固螺丝钉，打开传感器后盖，露出整机电路板。再用专用小螺丝刀调节电路板感器后盖，露出整机电路板。再用专用小螺丝刀调节电路板上的零点电位器上的零点电位器P1P1，使传感器的显示回到，使传感器的显示回到“0.00”

13、0.00”，即完成，即完成调校。调校。需要说明：进行此项操作后，必须再用标准气体重需要说明：进行此项操作后，必须再用标准气体重新对传感器的精度进行校对后方可下井使用。新对传感器的精度进行校对后方可下井使用。 为了方便检查传感器功能是否正常，本传感器专门为了方便检查传感器功能是否正常，本传感器专门设计了自检功能。具体的使用方法是：将遥控器对准传设计了自检功能。具体的使用方法是：将遥控器对准传感器显示窗，按动遥控器上的感器显示窗，按动遥控器上的“选择选择”键，使传感器显键，使传感器显示寓内的小数码管显示示寓内的小数码管显示“5”，此时正常情况传感器的显，此时正常情况传感器的显示值应为示值应为2.0

14、0，并伴有声光报警及断电信号输出，对应，并伴有声光报警及断电信号输出，对应的输出信号值应为的输出信号值应为360Hz(或是或是1.80mA)如与上述特征不如与上述特征不符则说明传感器损坏。符则说明传感器损坏。(1)工作温度：工作温度：040。(2)相对湿度：相对湿度：98。(3)大气压力：大气压力：80kPa110kPa。(4)风速：风速：0m/s8m/s。(5)矿井环境中的矿井环境中的(H2S)气体浓度：气体浓度：20m。(13)报警点设置：报警点设置：0.50CH42.50CH4连续可调。连续可调。(14)断电信号值设置：断电信号值设置：0.50CH4、0.75CH4、1.00CH4、1.

15、25CH4、1.50CH4。 课后作业题：课后作业题： 根据矿井的实际情况，绘制回采工作根据矿井的实际情况，绘制回采工作面甲烷传感器布置图并标出报警、断电、面甲烷传感器布置图并标出报警、断电、复电浓度。复电浓度。 “监测监控监测监控”是预防瓦斯事故的重要防线和是预防瓦斯事故的重要防线和保障措施。按照保障措施。按照“两个两个100%，一个，一个80%”的要的要求，全省所有低瓦斯矿井装备瓦斯监测监控系求，全省所有低瓦斯矿井装备瓦斯监测监控系统已达到统已达到100%；重点产煤县区的高瓦斯和煤；重点产煤县区的高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井实现区域联网达到与瓦斯突出矿井实现区域联网达到100%；要；要及时对那

16、些陈旧的、安全性能不稳定的监测监及时对那些陈旧的、安全性能不稳定的监测监控设施设备进行更换和改造或强制淘汰，确保控设施设备进行更换和改造或强制淘汰，确保所有监控系统上线率达到所有监控系统上线率达到80%以上。以上。数据准确数据准确 煤矿企业要健全完善各种规章制度，确保安全监控系煤矿企业要健全完善各种规章制度，确保安全监控系统正常运行。要制定瓦斯事故应急预案、安全监控岗位责任统正常运行。要制定瓦斯事故应急预案、安全监控岗位责任制、操作规程、值班制度等规章制度，配备足够的管理、维制、操作规程、值班制度等规章制度，配备足够的管理、维护、检修、值班人员，对监控系统实施管理和维护。管理、护、检修、值班人

17、员，对监控系统实施管理和维护。管理、维护人员必须熟悉监控系统的性能，掌握管理、维护技能，维护人员必须熟悉监控系统的性能，掌握管理、维护技能，经培训合格后持证上岗。使用的各种瓦斯监测监控传感器必经培训合格后持证上岗。使用的各种瓦斯监测监控传感器必须按规定调校，各种参数设置符合规定。各地要推进重点产须按规定调校，各种参数设置符合规定。各地要推进重点产煤县（市、区）区域服务中心建设，为安全监测监控系统的煤县（市、区）区域服务中心建设，为安全监测监控系统的使用管理提供技术支持和保障。要确保职守可靠，使各级监使用管理提供技术支持和保障。要确保职守可靠，使各级监控中心能适时反映监控场所瓦斯的真实状态。控中

18、心能适时反映监控场所瓦斯的真实状态。断电可靠断电可靠 煤矿必须淘汰一切不符合煤矿安全的无安标设备，煤矿必须淘汰一切不符合煤矿安全的无安标设备，与安全监控系统连接的所有设备，必须能在瓦斯超限时，及与安全监控系统连接的所有设备，必须能在瓦斯超限时，及时、准确切断保护区域内的电源，迫使危险区域作业活动停时、准确切断保护区域内的电源，迫使危险区域作业活动停止。甲烷传感器必须按照规定的位置、地点和报警、断电浓止。甲烷传感器必须按照规定的位置、地点和报警、断电浓度以及断电范围进行设置，并按规定的周期对甲烷超限断电度以及断电范围进行设置，并按规定的周期对甲烷超限断电闭锁和甲烷风电闭锁功能进行测试，保证甲烷超

19、限断电和停闭锁和甲烷风电闭锁功能进行测试，保证甲烷超限断电和停风断电功能的准确可靠。要正确选择监控设备的供电电源和风断电功能的准确可靠。要正确选择监控设备的供电电源和连线方式，保证监控系统的断电和故障闭锁功能。对设备老连线方式，保证监控系统的断电和故障闭锁功能。对设备老化、技术落后、超过规定使用年限、更新不经济或无法修复化、技术落后、超过规定使用年限、更新不经济或无法修复的安全测控仪器，要按照有关规定强制报废或淘汰。的安全测控仪器，要按照有关规定强制报废或淘汰。处置迅速处置迅速 中心站实行中心站实行24小时值班制度，对系统报警、断小时值班制度，对系统报警、断电、馈电异常信息，立即采取断电、撤人

20、、停工等应急电、馈电异常信息，立即采取断电、撤人、停工等应急处置措施。发现瓦斯超限断电但馈电传感器显示开关仍处置措施。发现瓦斯超限断电但馈电传感器显示开关仍然有电的异常信息时，中心站值班人员必须立即通知有然有电的异常信息时，中心站值班人员必须立即通知有关部门采取措施加以解决。当系统显示井下某一区域瓦关部门采取措施加以解决。当系统显示井下某一区域瓦斯超限并有可能波及其它区域时，矿井有关人员应按瓦斯超限并有可能波及其它区域时，矿井有关人员应按瓦斯事故应急预案，利用系统的异地断电功能遥控切断瓦斯事故应急预案，利用系统的异地断电功能遥控切断瓦斯可能波及区域的电源。斯可能波及区域的电源。乐山市沐川县宇业

21、煤矿乐山市沐川县宇业煤矿“8.2”瓦斯爆炸事故瓦斯爆炸事故 该矿属于低瓦斯矿井，采区前进式布置，通该矿属于低瓦斯矿井，采区前进式布置，通风系统不可靠，进风导向采空区，将高浓度瓦斯风系统不可靠，进风导向采空区，将高浓度瓦斯压出，压出，27022事故采面没有按规定安设瓦斯监控事故采面没有按规定安设瓦斯监控设施，致使瓦斯积聚区域不能实现系统断电，操设施，致使瓦斯积聚区域不能实现系统断电，操作工人违章作业，电气失爆，导致瓦斯爆炸事故作工人违章作业，电气失爆，导致瓦斯爆炸事故的发生。的发生。我省监测监控系统使用现状与问题：我省监测监控系统使用现状与问题：1）普遍存在各类传感器配置不全，管理不达标。）普遍

22、存在各类传感器配置不全，管理不达标。数量不足，设置位置不规范，维护不及时，远程数量不足，设置位置不规范，维护不及时，远程传输信号不稳定。传输信号不稳定。我省监测监控系统使用现状与问题：我省监测监控系统使用现状与问题：2）少数技术服务机构服务质量差。）少数技术服务机构服务质量差。调校和巡检次数严重不足，调校和巡检时不负责任，调校和巡检次数严重不足，调校和巡检时不负责任，对出现故障的设备不能及时维护。对出现故障的设备不能及时维护。3）全省系统检测检验合格率低。）全省系统检测检验合格率低。合格率低表现在：合格率低表现在：1）没有按规定地点、位置和数量安放瓦斯探头，）没有按规定地点、位置和数量安放瓦斯

23、探头，且部分报警和断电浓度设置不正确。且部分报警和断电浓度设置不正确。2）没有按规定时间和内容进行调校，及无调校）没有按规定时间和内容进行调校，及无调校记录。记录。3）接线不正确，超限不断电。）接线不正确，超限不断电。4）主机无备份或无双电源供电，不能）主机无备份或无双电源供电，不能24小时连小时连续运行。续运行。6）部分只对软件升级，井下硬件未升级。）部分只对软件升级，井下硬件未升级。7）培训不到位，技术力量薄弱，不能正常维护和）培训不到位，技术力量薄弱，不能正常维护和使用。使用。8）个别服务机构将瓦斯探头撤出井调校，不及时）个别服务机构将瓦斯探头撤出井调校，不及时安上合格的备用探头。安上合

24、格的备用探头。9）大部分未绘制与井下实际位置相符合的监控系）大部分未绘制与井下实际位置相符合的监控系统图纸。统图纸。10）部分矿井不同厂家、不同系统间的设备混用。）部分矿井不同厂家、不同系统间的设备混用。 地应力因素（地应力因素（20%） 瓦斯压力因素（瓦斯压力因素（40%） 煤质因素（煤质因素（40%） 0.9 1.1 4倍倍 6倍倍 0.6 0.75突出危突出危险指标险指标 0 0.1 0.2 0 0.2 0.4 0 0.2 0.4三因素指标求和：三因素指标求和：0-0.5 正常区正常区0.5-0.8 威胁区威胁区0.8-1 危险区危险区2）松藻矿务）松藻矿务局瓦斯浓度局瓦斯浓度“波峰比波峰比”法法 思路：思路：3）让我们一起来看一次突出事故前的瓦斯异）让我们一起来看一次突出事故前的瓦斯异常涌出情况：常涌出情况：思考：思考： 从上面的一起突出事故前监控系统瓦斯浓从上面的一起突出事故前监控系统瓦斯浓度变化曲线我们可以明显看出：在突出事故发度变化曲线我们可以明显看出：在突出事故发生前几天，瓦斯涌出量呈现明显的增大，并且生前几天，瓦斯涌出量呈现明显的增大，并且有忽大忽小的现象，思考通过瓦斯涌出量的变有忽大忽小的现象，思考通