煤矿安全监控系统

煤矿安全监控系统主要用来监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、硫化氢浓度、矿尘浓度、风速、风压、湿度、温度、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主要风机开停等，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等功能的系统。煤矿安全监控系统coalminesafetymonitoringsystem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。传感器transducer将被测物理量转换为电信号输出的装置。甲烷传感器methanetransducer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。风速传感器airvelocitytransducer连续监测矿井巷道中风速的装置。风压传感器windpressuretransducer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。一氧化碳传感器carbonmonoxidetransducer连续监测矿井中煤层自然发火及胶带输送机胶带子等着火时产生的一氧化碳浓度的装置。温度传感器temperaturetransducer连续监测矿井煤矿安全监控系统基本知识讲座鲁南煤监分局一、安全监控系统的历史沿革1992年及以前颁布的《煤矿安全规程》（以下简称《规程》）中，没有提及“煤矿安全监控系统”这一名词，只是用一页半纸介绍安全检测仪器仪表的使用；2001年版和2005年版《规程》中明确规定了高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井必须装备煤矿安全监控系统；2003年国家煤矿安全监察局在山西晋城召开现场会，会上要求瓦斯矿井推广使用煤矿安全监控系统；2007年1月1日国家总局发布的《煤矿安全监控系统使用管理规范》中明确要求所有瓦斯矿井必须装备安全监控系统；2007年1月1日施行的新的二、鲁南分局辖区煤矿安全监控系统使用和联网基本情况使用情况：鲁南分局辖管60对煤矿中，除薛城煤矿北井没有安装，金河二号煤矿已回撤安全监控系统外，其余58对煤矿都已正常使用。升级改造及联网情况：按照国务院安全生产委员会办公室《关于加强煤矿安全监控系统装备联网和维护使用工作的指导意见》的规定，安全监控系统的制造单位必须按《监控系统通用技术要求》制造，并取得新的煤矿矿用产品安全标志（以下简称MA标志）。取得新的MA标志后，制造单位应与煤矿积极协商，共同制定方案，按新的MA标志证书确认的系统配置对煤矿在用系统进行更新改造计划。改造的重点：一是采用统一显示格式的系统软件；二是配置稳定性为15天以上的传感元件或传感器等关联设备，严禁使用未经国家授权的安全生产检测检验机构进行安全联检的关联设备。更新改造工作，原国有重点煤矿应于2007年底前完成，其他煤矿应在2008年底前完成。煤矿在用系统制造厂家未取得新的MA标志的，该系统应于2008年底前淘汰，在此之前，在用系统的制造厂家应继续为煤矿提供备件。鲁南辖区58对装备安全监控系统的矿井中，除通晟实业公司没有进行升级改造外，其余矿井都按要求实现了升级改造。2006年7月底之前，枣矿集团、临矿集团、省监狱局全部实现了联网，枣庄市除金庄生建煤矿因保密等原因没有联网、高新区兴仁煤矿、南石煤矿没有联网外，其余矿井全部在泉兴集团调度室实现了区域联网。目前有8家安全监控系统制造厂家为鲁南辖区煤矿服务。三、监控系统的主要作用1.主要检测有害气体浓度。能够客观地、实事求是地反映矿井井下有害气体的浓度变化情况，当有害气体的浓度达到设定值时，检测有害气体的传感器会自动发出声光报警或对被控设备进行断电。2．对事故的发生起到早期预警作用。如2006年12月22日，枣庄市大兴煤矿全矿进行检修时，矿井调度监控中心安全监控系统显示总回风巷一氧化碳传感器超限报警，调度监控人员立即将此情况报告当日值班生产副矿长，并安排将回风巷人员全部撤离。通过排查确认该矿22集中轨道巷当天上午生产副矿长安排人员烧焊，截断工字钢，现场施工人员，在跟班干部、瓦检员、安监员未到位的情况下，实施烧焊，截掉工字钢后升井，当时现场没有其他人员。当日12时37分，22集中轨道处烧焊遗留物点燃松动煤体，出现明火，风流从22集皮联络巷进入22集皮回风巷再进入矿井总回风巷道，造成总回一氧化碳气体超限，矿井排查清楚明火地点后，立即组织调动火灾附近人员进行灭火，迅速将火扑灭，避免了一场重大火灾伤人事故的发生。3．矿井发生灾变时，监控系统能够提供准确的灾变时间。如：2006年鲁南辖区发生的两起通风事故，事故发生的时间尽管从多方面进行调查、分析、论证，但最终确定事故发生的时间都是将监控系统异常作为判断的依据。如：枣庄联创实业公司“2.23”特大煤尘爆炸事故，发生的时间是2006年2日23日18时50分,依据是矿井安全监控系统中心站数据显示：16108运输巷和16105轨道巷监控数据于2006年2日23日18时50分突然中断数据传输，大约经过5分钟，井下人员汇报出事了，发生了爆炸。另一起事故是临沂市凤凰矿业公司发生的煤与瓦斯倾出事故,发生的时间是：2006年9日10日13时41分。也是依据矿井地面安全监测系统显示的数据资料，3211掘进工作面甲烷监控数据于2006年9月10日13时41分突然上升至最大量程值4%。4．其他方面，安全监控系统的作用也能够检测风速、负压、氧气、硫化氢、煤尘、温度、烟雾等环境参数；能监测风门开关、风筒状态、各种机电设备开停、馈电状态等参数；也可对重要工业场所实施监控，并能实现区域联网等作用。四、安全监控系统的一般要求：1．煤矿安全监控系统的环境要求系统中的主机等设置在调度室的设备，在下列条件下能正常工作：（1）环境温度;15-30°C（2）相对湿度：40%-70%；（3）温度变化率：小于10°C/H；（4）大气压力：80-106kpa。其他对尘埃、照明、噪声、电磁干扰和接地条件等都有规定。所以调度室必须装备空调设备和除湿设备等。系统中用于煤矿井下的设备，在下列条件下能正常工作：（1）环境温度;0-40°C（2）相对湿度：95%；（3）大气压力：80-106kpa。2．煤矿安全监控系统必须确保24h连续正常运行，系统的可靠性应平均无故障连续运行时间不小于800小时(约33.3天）。3．煤矿安全监控系统升级改造后，各类传感器应符合Q6201-2006的规定，稳定性应不小于15d。4．煤矿安全监控系统传感器的数据或状态应传输到地面主机，原来井下使用的甲烷传感器与断电仪相连的装置已淘汰。5．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。6．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，备份主机应具有手动切换功能或自动切换功能，并在5min内投入工作。7．系统必须具有备用电源，当电网停电后，能够保证系统正常工作时间不少于2小时，并对甲烷、风速、风压、一氧化碳、主要通风机、局部通风机开停、风筒状态等主要参数进行监控。8．中心站设备应有可靠的接地装置和防雷装置。9．安全监控系统必须具有地面中心站手动遥控断电/复电功能。10．煤矿安全监控系统和网络中心应每3个月对数据进行备份，备份的数据介质保存时间应不少于2年。11．分站、各类传感器等安全监控设备备件，备用数量不少于应配数量的20%。五、各类传感器的安装位置（一）甲烷传感器1．甲烷传感器应垂直悬挂，距顶板不得大于300mm，距巷道侧壁（墙壁）不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车的地方。2．“U”型通风的采煤工作面甲烷传感器的设置位置：在回风巷距工作面小于10米的范围内；距安全出口10至15米的回风巷范围内各设置一台甲烷传感器；上隅角可设置甲烷传感器也可设置便携式甲烷检测报警仪。对拉工作面采用两条回风巷回风时，在每一条回风巷设置的甲烷传感器与“U”型通风的采煤工作面设置相同。机采工作面的采煤机必须设置机载式甲烷传感器或便携式甲烷检测报警仪。其他布置方式的采煤工作面如“穿硐倒朵式采煤”等参照执行。3．煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出岩巷的掘进工作面甲烷传感器的设置位置：距工作面小于5米的范围内；距安全出口10至15米的范围内各设置一台甲烷传感器。掘进机必须设置机载式甲烷传感器或便携式甲烷检测报警仪。4．采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷测风站各设置一台甲烷传感器。5．其他地点设置情况：使用架线电机车的主要运输巷道内装煤点处；设在回风流中的机电硐室进风侧必须设置甲烷传感器；采用串联通风的被串掘进工作面局部通风机前；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10-15m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等。甲烷传感器的报警与断电《煤矿安全规程》规定采掘工作面甲烷传感器的报警浓度为1%，断电浓度为1.5%。断电范围是工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备；采掘工作面回风巷甲烷传感器的报警浓度为1%，断电浓度为1%。断电范围是工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备；采用串联通风的被串采煤工作面进风巷甲烷传感器的报警浓度为0.5%，断电浓度为0.5%。断电范围是进风巷内全部非本质安全型电气设备；采用串联通风的被串掘进工作面局部通风机前的甲烷传感器的报警浓度为0.5%，断电浓度为0.5%。断电范围是被串掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。（二）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必须至少设置一个一氧化碳传感器，地点可设置在上隅角、工作面或工作面回风巷；带式输送机滚筒下风侧10-15m处宜设置一氧化碳传感器；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；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与断电一氧化碳传感器只报警不断电，且报警浓度均为0.0024%CO，一氧化碳传感器显示值的单位是百万分之一的ppm值。（三）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，发出声光报警信号。（四）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。（五）烟雾传感器的设置带式输送机滚筒下风侧10-15m处应设置烟雾传感器。（六）温度传感器的设置1．温度传感器应垂直悬，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℃。3．机电硐室内应设置温度传感器，报警值为34℃。（七）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设置风筒传感器，风筒无风时发出声光报警。4．机电设备设置开停传感器。5.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。六、监察执法中发现企业现场常常出现的问题1．各类传感器的悬挂位置不符合规定。2．井下分站设置位置不符合要求。如有的矿井设置在回风巷；有的矿井直接放置在底板上，没有上架或悬挂离地300mm；有的矿井设置在不便于人员观察、调试、检验的地点如皮带巷的另一帮等。3．安全监控设备的供电电源取自被控开关的负荷侧。4．对拉采煤工作面部分矿井断电范围不符合规定，不能断掉采煤工作面的电源。5．炮采工作面设置的甲烷传感器在放炮前未移动到安全位置，造成破损严重。6．使用中的传感器未按照规定擦拭，清除外表积尘。要求采掘工作面的传感器应每天除尘；传感器应保持干燥，避免洒水淋湿。7．“双风机、双电源、自动切换、自动分风”部分矿井没有实现备用风机使用时，瓦斯超限断电功能。8．矿井安装的传感器种类不齐全，除甲烷传感器外，其他传感器配备数量不足。如部分矿井缺少风速传感器、主要通风机的风硐缺少压力传感器；开采容易自燃、自燃的煤层矿井缺少一氧化碳传感器和