煤矿安全监控系统技术要求培训

煤矿安全监控系统技术要求培训CONTENTS目录01系统概述与重要性02技术发展历程与现状03系统构成与功能实现04技术标准与性能参数CONTENTS目录05传感器设置与安装规范06系统管理与维护体系07新技术应用与发展趋势01系统概述与重要性煤矿安全监控系统定义与功能系统核心定义煤矿安全监控系统是具备模拟量、开关量、累计量采集、传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、控制等功能的技术系统，用于监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、风速等环境参数及设备状态，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等关键安全功能[1][10]。核心监测功能实时监测井下甲烷（0-4%CH₄）、一氧化碳（0-1000ppm）、风速（0-15m/s）、温度、风压、烟雾等环境参数，以及馈电状态、风门状态、局部通风机开停等设备运行状态，监测数据通过全数字化传输技术上传至地面中心站[1][2][6]。关键控制功能具备甲烷超限分级预警（报警阈值1.0%CH₄）、区域断电（浓度≥1.5%时触发）、异地断电响应（时间≤55秒）、甲烷风电闭锁等控制功能，结合人员定位系统实现超限后30秒内启动分级撤人程序[2][4][6]。数据管理功能支持三维GIS数据可视化展示，数据存储周期≥2年，每3个月备份，具备历史数据查询、统计分析及报表自动生成功能，监测日报表需经矿长、总工程师审签[6][8]。系统在安全生产中的核心作用

实时环境参数监测通过传感器网络实时采集甲烷浓度（0-4%）、一氧化碳（0-1000ppm）、风速（0-15m/s）等关键参数，为安全生产提供数据支持。

异常超限预警报警具备五级预警机制，当甲烷浓度超过1.0%时触发声光报警，达到1.5%时自动执行区域断电，确保危险及时发现。

应急联动控制响应与应急广播、人员定位系统联动，超限后30秒内启动分级撤人程序，本地断电控制响应时间≤2秒，异地≤5秒。

历史数据追溯分析数据存储周期≥2年，支持趋势分析与风险预测，如大数据模块可预测未来2小时瓦斯涌出趋势，为安全管理提供决策依据。

人员安全状态监管集成人员定位子系统，定位精度达0.5米，实时追踪井下人员位置及活动路线，遏制超定员生产，辅助事故应急救援。相关法规与标准体系

国家法律与行业规章《煤矿安全规程》（2025年版）是煤矿安全生产主体规章，其中第十三章“监控与通信”共5节25条，规定所有矿井必须装备安全监控、人员位置监测、有线调度通信和视频监视系统，数据采集传输需符合国家标准或行业标准，且实时上传，严禁过滤、篡改或屏蔽数据。

系统通用技术要求《煤矿安全监控系统通用技术要求》（AQ6201-2024）规定了系统的产品分类和技术要求，明确系统应具备模拟量、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，可监测甲烷、一氧化碳、风速等参数，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等。

使用管理规范《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》（AQ1029-2019）为强制性行业标准，规定了系统及检测仪器的技术要求、安装规范、使用维护、制度保障和联网要求，如甲烷传感器每10日调校一次，系统故障需在8小时内处理，数据备份周期不超过3个月等。

数据采集与联网标准MT/T1202.1—1202.6《煤矿数据采集与传输技术要求》系列标准对安全监控系统、人员位置监测系统和视频监视系统的数据采集与传输提出总体要求、服务集、设备发现与连接、信息安全、报文规范和配置要求；MT/T1201.1—1201.6《煤矿感知数据联网接入规范》则规定了安全监控、重要设备等数据的联网接入要求，国有重点煤矿须向矿务局安全监控网络中心上传实时数据。02技术发展历程与现状国际技术发展阶段20世纪60年代：空分制传输技术1960年代，法国CTT63/64系统首次实现空分制传输，开启煤矿安全监控技术的先河，为后续系统发展奠定基础。20世纪70年代：频分制与时分制技术1970年代，德国TF200系统发展为频分制传输；1978年，英国MINOS系统采用时分制技术，推动监控技术向多元化发展。技术特点与局限早期国际系统在传输方式上不断革新，但受限于当时技术条件，存在传输容量小、抗干扰能力弱等局限，难以满足复杂矿井环境需求。我国系统国产化进程单击此处添加正文

引进消化阶段（1980年代-2000年代初）1980年代我国开始引进波兰CMM-20等国外系统，逐步消化吸收技术，随后研发出KJ系列国产化装备，开启自主探索之路。全面国产化替代阶段（2006年-2015年）2006年国务院安委会推动全面国产化替代，国内企业加快技术攻关，KJ系列等国产化装备在煤矿领域广泛应用，打破国外技术垄断。数字化升级阶段（2016年至今）2016年《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》发布，要求大型矿井2018年底完成数字化升级，系统巡检周期缩短至20秒，异地断电响应时间压缩至55秒，国产化系统性能大幅提升。智能化发展阶段（近年来）随着物联网、大数据等技术发展，我国煤矿安全监控系统向智能化迈进，如KJ90X系统采用宽压稳压电源、支持无线设备接入和智能电池管理，KJ83X系统实现设备即插即用与故障自诊断，国产化系统智能化水平不断提高。2016年升级改造技术方案要点

传输数字化改造支持RS485/CAN/光纤混合组网，实现全数字化传输，提升数据传输的稳定性与抗干扰能力。

抗干扰能力提升静电放电抗扰度达到4级，射频辐射抗扰度达到3级，满足煤矿复杂电磁环境需求。

传感器性能优化激光甲烷传感器检测精度提升至±0.05%，响应速度更快，可靠性更高。

巡检与响应时间要求系统巡检周期缩短至20秒，异地断电响应时间压缩至55秒，大型矿井需在2018年底完成升级。当前技术应用与发展趋势01物联网与人员定位技术深度融合基于物联网的煤矿安全监控系统架构实现人员定位子系统实时追踪，实验室验证显示定位精度达到0.5米，配套的24小时值班制度与分级管控机制确保异常状况下30秒内启动应急响应。02智能传感器与双模传输技术突破2025年研发的智能传感器具备身份识别功能，支持RS485与LoRa无线双模传输，大数据分析模块可预测未来2小时瓦斯涌出趋势，提升监测预警的智能化水平。03工业总线与通信协议优化升级CAN总线技术凭借高可靠性、低延迟和抗干扰性强的特点，在煤矿安全监控系统中得到广泛应用，本地控制断电响应时间缩短至2秒，远程控制则在5秒内完成，满足AQ6201标准要求。045G与移动APP远程监控应用移动APP应用集成实时监测、报警推送功能，支持井下4G/5G网络环境中的远程控制，虹科基于CAN总线技术的方案实现井下数据快速准确传输，提升系统抗干扰能力。05人工智能与大数据分析赋能智能预警模型采用先进的人工智能算法，对采集数据进行实时分析，自动识别异常趋势和潜在风险，实现从被动监测到主动预警的转变，如KJ90X系统的智能异常诊断功能。03系统构成与功能实现硬件组成：传感器与执行器核心传感器类型及功能

包括甲烷传感器（检测范围0-4%，报警阈值1.0%CH₄）、一氧化碳传感器（0-1000ppm，报警阈值0.0024%）、风速传感器（0-15m/s）、温度传感器（报警值30℃-34℃）等，是环境参数监测的基础设备。传感器安装规范要求

甲烷传感器垂直悬挂于顶板300mm内，距巷壁≥200mm；风速传感器安装在回风巷口10-15米处；一氧化碳传感器在易自燃煤层采面距工作面≤1000米，确保数据采集准确性。执行器核心功能与响应

包含断电控制器与声光报警器，实现甲烷超限（≥1.5%）区域断电、异地断电响应时间≤55秒，本地断电控制≤2秒，联动应急广播与人员定位系统启动撤人程序。设备技术参数标准

传感器防护等级≥IP65，备用电源续航≥4小时；激光甲烷传感器检测精度±0.05%，系统稳定性不低于15天，每月需调校一次，确保长期可靠运行。数据采集与传输网络架构数据采集层核心组成由各类传感器与井下分站构成，传感器涵盖甲烷（检测范围0-4%）、一氧化碳（0-1000ppm）、风速（0-15m/s）等类型，垂直悬挂于顶板300mm内；分站采用IP65防护等级，支持宽压稳压电源（90-900VAC），实现本地数据存储与故障自诊断。传输网络技术选型采用全数字化传输技术，支持RS485/CAN/光纤混合组网，结合工业以太网与环网自愈技术，传输距离可达20公里，带宽≥100Mbps，抗电磁干扰能力达到静电放电4级、射频辐射3级。双网冗余保障机制主网络采用工业以太网环网，备用网络为光纤通信，故障自动切换时间＜2秒；地面中心站配置双机热备服务器，支持7×24小时不间断运行，数据存储周期≥2年，异地断电响应时间压缩至55秒。异构网络融合方案集成物联网技术实现人员定位子系统（定位精度0.5米）与智能传感器（支持RS485/LoRa双模传输），通过物理层切片技术隔离安全监控与视频监控业务，满足《煤矿信息综合承载网通用技术规范》（MT/T1212）要求。地面中心站设备配置要求

主机与备份机制地面中心站主机需采用双机热备结构，配备专用工控机或服务器，确保7×24小时不间断运行。当工作主机故障时，备份主机应在60秒内自动投入工作，保障监控系统持续稳定。

不间断电源配置中心站需配备≥4小时续航的不间断电源（UPS），支持在电网停电后维持系统核心设备正常运行，满足AQ6201-2019标准对备用电源的强制要求。

数据存储与备份系统应配置大容量数据库服务器，监控数据存储周期不少于2年，每3个月进行一次数据备份。支持历史数据查询、报表生成及异常数据追溯，确保数据完整性与安全性。

显示与操作终端配备高分辨率大屏显示系统及多台操作终端，监控软件需支持三维GIS数据可视化展示，实时显示井下环境参数、设备状态及报警信息，终端应设置在矿调度室并实行24小时专人值班。

网络与安全防护采用双网冗余架构（主备工业以太网），支持与矿务局、省级监管平台联网，数据传输符合MT/T1202系列标准。配置网络安全设备，实现访问权限控制、数据加密传输及防攻击防护，满足《煤矿安全规程》（2025版）监控与通信要求。核心功能：监测、报警与控制

多参数实时监测系统实时采集甲烷浓度（0-4%CH₄）、一氧化碳（0-1000ppm）、风速（0-15m/s）等环境参数，以及馈电状态、设备开停等开关量信息，采样周期缩短至20秒，确保数据时效性。

智能分级报警机制采用五级预警体系，甲烷浓度超1.0%触发声光报警，超1.5%启动区域断电；结合风流异常预测执行预防性断电，报警信息通过地面中心站、移动APP双渠道推送，确保30秒内响应。

联动控制与安全闭锁具备甲烷超限断电、风电闭锁功能，本地断电响应时间≤2秒，异地控制≤5秒；与应急广播、人员定位系统联动，超限后自动启动分级撤人程序，符合AQ6201-2019标准要求。04技术标准与性能参数AQ6201-2019标准核心要求

系统运行稳定性要求AQ6201-2019标准规定，煤矿安全监控系统稳定性应不低于15天，确保在井下复杂环境中持续可靠运行。

传感器调校与测试周期标准要求甲烷传感器需每月调校一次，闭锁功能每15天测试，以保证监测数据的准确性和控制功能的有效性。

备用电源续航能力系统备用电源续航能力应≥4小时，确保在电网停电等突发情况下，监控系统仍能维持关键监测与控制功能。

防护等级与数据传输设备防护等级需达到IP65及以上，采用全数字化传输技术，提升系统抗干扰能力与数据传输可靠性。设备防护等级与环境适应性

矿用设备防护等级要求煤矿安全监控设备防护等级需达到IP65及以上，以适应井下潮湿、粉尘、淋水等恶劣环境，确保设备长期稳定运行。

环境适应性技术指标设备应能在-40℃至70℃温度范围内正常工作，具备抗静电放电4级、射频辐射3级的电磁兼容能力，满足AQ6201-2019标准要求。

备用电源续航能力系统备用电源需保证电网停电后连续工作时间≥4小时，确保关键监测数据不丢失，符合《煤矿安全规程》对供电可靠性的规定。数据传输与响应时间指标全数字化传输技术要求煤矿安全监控系统需采用全数字化传输技术，支持RS485/CAN/光纤混合组网，抗电磁干扰能力达到静电放电4级、射频辐射3级，确保数据传输稳定可靠[1][4][5]。系统巡检与响应时间标准系统巡检周期应缩短至20秒，甲烷超限异地断电响应时间需压缩至55秒以内；本地控制断电操作应在2秒内完成，远程控制断电响应时间不超过5秒，符合AQ6201—2019标准要求[2][4][6]。数据存储与备份规范监测数据存储周期不少于2年，每3个月进行一次数据备份，异常数据需在8小时内完成校准，确保数据完整性与可追溯性[6]。备用电源与抗干扰性能要求

备用电源续航能力煤矿安全监控系统备用电源需保证电网停电后正常供电不小于2小时，新备用电源应能保障连续工作时间不小于4小时，不能保障2小时续航的备用电源需及时更换。

抗电磁干扰等级系统抗干扰能力需达到静电放电4级、射频辐射3级，以适应煤矿井下因大型设备启停和电机车火花等造成的严重电磁干扰环境。

设备防护标准井下分站、传感器等设备防护等级应达到IP65及以上，具备防尘、防潮、防淋水能力，适应煤矿井下潮湿、多尘、有腐蚀性气体的恶劣工作环境。05传感器设置与安装规范气体传感器选型与布置原则

甲烷传感器选型与布置甲烷传感器应选用检测范围0-4%、精度±0.05%的激光传感器，垂直悬挂于顶板300mm内、巷壁200mm外。采煤工作面回风隅角安装T1传感器，回风巷10-15米处安装T2传感器，高瓦斯矿井回风巷超1000米需增设传感器，报警阈值1.0%CH₄，断电阈值1.5%CH₄。

一氧化碳传感器选型与布置一氧化碳传感器检测范围0-1000ppm，易自燃煤层采面、带式输送机滚筒下风侧10-15m处必须安装，报警阈值0.0024%。传感器垂直悬挂，距顶板≤300mm，距巷壁≥200mm，确保监测区域气体充分混合。

其他气体传感器选型要点氧气传感器检测范围0-25%，用于紧急避险设施内部及外部环境监测；二氧化碳传感器安装在采掘工作面及回风巷，监测浓度变化；氢气传感器部署于井下充电室，预防氢气聚集风险。所有气体传感器防护等级不低于IP65，支持数字化传输。

传感器布置通用原则传感器应安装在风流稳定、无遮挡、便于维护位置，避免淋水、震动及电磁干扰。模拟量传感器间距：甲烷传感器在掘进工作面不超过5米，回风巷不超过10-15米；一氧化碳传感器在采空区、密闭区等重点区域加密布置，确保监测无盲区。环境参数传感器安装要求

01甲烷传感器安装规范甲烷传感器应垂直悬挂于顶板下300mm内，距巷壁≥200mm。采煤工作面传感器(T1)距煤壁≤10m，回风巷(T2)距工作面≤10m，高瓦斯矿井回风巷(T3)距巷口10-15m，报警阈值1.0%CH₄，断电阈值1.5%CH₄。

02一氧化碳传感器设置标准易自燃煤层采面、带式输送机滚筒下风侧10-15m处必须安装一氧化碳传感器，垂直悬挂于顶板下300mm内，报警浓度≥0.0024%，确保及时监测火灾隐患。

03风速与风压传感器布置风速传感器安装于采区回风巷、一翼回风巷测风站，确保巷道前后10m无分支、拐弯，报警值符合《煤矿安全规程》规定。风压传感器安装在主要通风机风硐内，实时监测通风压力。

04温度及其他传感器安装温度传感器垂直悬挂于顶板下300mm内，机电硐室报警阈值34℃，易自燃采面报警阈值30℃。烟雾传感器安装于带式输送机滚筒下风侧10-15m，风门开关传感器安装于主要进回风巷道风门处。设备状态传感器配置标准

开停传感器配置规范主要通风机、局部通风机必须设置设备开停传感器，实时监测设备运行状态，确保通风系统稳定。

风门开关传感器安装要求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。

馈电传感器设置标准馈电传感器用于连续监测矿井中馈电开关或电磁启动器负荷侧有无电压，安装位置应靠近被控设备，确保监测准确性。

风筒传感器布置原则局部通风机风筒应设置风筒传感器，安装位置距离出风口不超过10米，用于监测风筒是否有风，保障掘进工作面通风。采煤与掘进工作面布置示例

采煤工作面传感器布置采煤工作面回风隅角安装甲烷传感器（T1），距巷帮和采空区侧充填带≤800mm，距顶板≤300mm；回风巷距工作面煤壁线≤10m处安装甲烷传感器（T2），易自燃煤层工作面回风巷同位置设一氧化碳传感器，热害或易自燃矿井设温度传感器。

采煤工作面回风巷传感器布置高瓦斯或突出矿井采煤工作面回风巷距巷口10-15m处安装甲烷传感器（T3），距顶板≤300mm、巷帮≥200mm；多回风巷从第二条起同位置设置，巷道长度超1000m中部增设；突出煤层回风巷安装风速传感器。

掘进工作面传感器布置掘进工作面迎头≤5m处安装甲烷传感器（T1），距顶板≤300mm、巷帮≥200mm；回风巷距回风口10-15m处安装甲烷传感器（T2）；一氧化碳传感器置于距迎头≤5m处；双巷掘进混合回风流距混合回风口10-15m增设甲烷传感器，巷道超1000m中部增设，回风口10-15m设风速传感器。06系统管理与维护体系日常巡检与设备校准制度日常巡检内容与周期井下安全监测工需24小时值班，每日检查煤矿安全监控系统及电缆运行情况，使用便携式甲烷检测报警仪或光学甲烷检测仪与甲烷传感器进行对照，并记录检查结果报地面中心站值班员。传感器校准标准与周期甲烷传感器需每10日调校一次，采用载体催化原理的甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪等，每隔10d必须使用校准气样和空气样调校；一氧化碳等其他气体监控设备按产品说明书进行调校，传感器免标校周期可延长至360天（如KJ83X系统）。校准操作规范调校时，先在新鲜空气或使用空气样调校零点，使仪器显示为零，再通入浓度为1%—2%CH₄的甲烷校准气体，调整仪器显示值与标准气体浓度一致，气样流量符合产品说明书要求。故障处理与记录要求传感器经过调校检查误差仍超过规定值时必须立即更换；安全监控设备发生故障时，必须及时处理，在更换和故障处理期间须采用人工监测等安全措施，并填写故障记录；系统故障需在8小时内处理，闭锁功能失效时应立即停止作业。故障处理流程与响应机制

故障识别与上报井下安全监测工需24小时值班，每日检查系统及电缆运行情况，使用便携式检测仪与传感器对照，发现数据误差超允许范围或设备故障，立即通知地面中心站值班员并上报矿调度室。

故障诊断与处理时限系统故障需在8小时内处理，传感器调校后误差仍超规定值时必须立即更换；闭锁功能失效时应立即停止作业，故障期间须采用人工监测等安全措施并填写故障记录。

应急响应联动机制监控室值班人员接到报警、断电信息后，立即通知矿调度部门及值班领导，按规定指挥现场人员停止工作、断电撤人；系统显示瓦斯超限可能波及其它区域时，应手动遥控切断波及区域电源。

备用电源保障要求电网停电后，备用电源需保证系统连续工作不少于2小时，不能满足时应及时更换；地面中心站采用双机热备结构，主机故障时备份主机需在60秒内自动投入工作。数据管理与存储规范

数据存储周期要求煤矿安全监控系统数据存储周期应不少于2年，每3个月进行一次数据备份，确保历史数据可追溯。

异常数据处理时限监测数据出现异常时，需在8小时内完成校准和处理，并记录异常原因及处置结果。

技术台账管理要求建立设备调校、故障处理等15类技术台账，传感器调校记录保存期限≥1年，确保设备管理可追溯。

联网数据传输标准安全监控系统需与矿务局、省级煤炭管理机构联网，联网数据中断需在30分钟内查明原因，保障数据上传连续性。07新技术应用与发展趋势物联网技术在系统中的融合物联网系统架构实现人员定位基于物联网的系统架构实现人员定位子系统实