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1、机电安全管理技术培训，教师助理谭小芳电话第七章煤矿安全生产监控系统与安全管理，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、控制等功能的系统。用于监控煤矿通风安全和生产环节。包括煤矿安全监控系统、煤矿瓦斯抽采(抽采)监控系统、煤矿轨道运输监控系统、煤矿皮带运输监控系统、煤矿供电监控系统、煤矿排水监控系统、煤矿火灾监控系统、矿压监控系统、煤与瓦斯突出监控系统、人员位置监控系统等。第一部分是对煤矿安全生产监控系统的简要介绍。第一部分是煤矿安全监控技术的发展概况。煤矿安全监控技术随着煤炭工业的发

2、展而逐步发展。1815年，英国发明了世界上第一台气体检测仪器，气体检测灯，它利用火焰的高度来测量气体浓度。20世纪30年代，日本发明了光干涉气体探测器，至今仍在使用。20世纪40年代，美国开发了一种敏感元件铂丝催化元件来检测气体。1954年，英国矿业安全研究所(SMRE)制造了最早的载体催化元素。自20世纪60年代以来，主要产煤国已将发展载体催化元素作为气体检测仪器的主要方向。电子技术的进步推动了气体监测设备的进一步发展。首先是小型化个人便携式仪器的发展，然后是矿井监控系统的发展，如20世纪70年代末法国开发的CTT63/40矿井监控系统、英国的MINOS系统、美国的SCADA系统等。第一部分

3、是对煤矿安全生产监控系统的简要介绍。我国煤矿安全监测技术经历了一个从简单到复杂、从低水平到高技术的发展过程。从中华人民共和国成立初期到20世纪70年代，地下矿工主要使用便携式仪器，如光学气体探测器、气体探测灯、探测管和空气流量计来探测地下环境参数。20世纪60年代初，中国开始发展载体催化元素。1964年，煤炭部组织相关研究机构和制造厂解决关键问题，开发出第一个达到使用水平的载体催化元素。随后，抚顺煤矿安全仪表厂开发了以该元件为传感器的AQR-1型气体测量仪。随着敏感元件制造水平的提高和电子技术的发展，特别是大规模集成电路和微型计算机的广泛应用，监控技术进入了一个新的发展时期。20世纪70年代，

4、引进了一种瓦斯断电仪，安装在采煤工作面、回风巷等固定的井下地点，实现了瓦斯的自动连续监测和被控设备超限时的自动断电。随后，便携式气体检测和报警装置以及气体报警矿灯相继开发出来。20世纪80年代初，先后从欧美国家引进了几十种矿井监控系统，如法国的CTT63/40系统、波兰的CMC-1系统、CMM-20系统、英国的MINOS系统、西德的TF200系统、美国的DAN6400系统及其配套的传感器和便携式仪器。相应地介绍了一些监测系统、传感器和敏感元件的制造技术，从而推动了我国矿山安全监测技术的发展进程。自1983年以来，我国许多类型的矿井监控系统都通过了技术鉴定，逐步实现了矿井安全生产中各种参数的连续

5、监测、监测、数据存储和数据处理。目前，我国几十个科研生产单位已生产出矿山监控系统、各种传感器、瓦斯报警及断电装置、瓦斯遥测报警及断电装置、风力发电及瓦斯阻隔装置、自动瓦斯排放等数百种监控产品如KJ90煤矿安全综合监控系统、KJ126煤矿安全监控系统、KJ95安全监控系统、KJF2000安全监控系统等。涉及传感器、电气技术、电子技术、电力电子技术、计算机、通信、自动控制、化学等学科。它们与矿井的开采、采掘、机械、运输、运输等生产环节密切相关，功能复杂，技术难度高，要求监测技术人员具有较高的技术素质。第一节煤矿安全生产监控系统介绍。第二节煤矿安全生产监控系统的分类煤矿安全生产监控系统可以根据监控目

6、的、信号传输方式、网络结构等进行分类。例如，可分为：时分制、频分制、码分制、复合复用方式(同时采用频分制、时分制、码分制两种或两种以上的系统)；根据系统网络结构，可分为树型、环形、星形、总线型等。根据传输信号的调制方式，可分为基带、调幅、调频和等调制。根据工作模式，可分为：主从模式、多主模式等。第一节煤矿安全生产监控系统介绍， 按监控目的分类：(1)煤矿安全监控系统(2)煤矿瓦斯抽采(抽放)监控系统(3)煤矿轨道运输监控系统(4)煤矿皮带运输监控系统(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)煤矿压力监控系统(10)煤与瓦斯突出监控系统(11)

7、人员位置监控系统(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包括：检测井下CH4、CO、O2、CO2等气体浓度； 风速、风量、气压、温度、粉尘浓度、水位等环境参数的检测。监控生产设备的运行状态等。煤矿安全监控系统一般由传感器、井下变电站、输电线路、地面中心站和监控软件组成，如下图所示：图7-1煤矿安全监控系统，第2节煤矿安全监控系统，第1节煤矿安全生产监控系统基本由1个组成。传感器2。井下监控分站是以嵌入式芯片为核心的微型计算机系统，可以连接各种传感器。可连续监测各种井下环境参数，如气体、风速、一氧化碳、负压、设备启停状态等。它具有多通道、多标准的信号采集功能和通信功能

8、。它能通过工业以太网或总线方式将监测到的各种环境参数和设备状态及时传送到地面中心站，并执行中心站发出的及时报警和断电控制信号。3.信号传输网络将监控信号传输到地面中心站的信号通道。例如无线传输信道、电缆、光纤等。4.地面中心站，2。煤矿安全生产监控设备，(1)传感器1台。高和低浓度甲烷传感器2。一氧化碳传感器3。矿井氧气传感器4。温度传感器5。风速传感器6。烟雾传感器7。启停传感器2。煤矿安全生产监控设备，(2)、便携式瓦斯检测报警装置(3)、甲烷报警矿灯(4)、井下分站(5)、安全监控系统。第三节矿山安全监控系统的安全管理。1.矿井安全监控系统的一般规定1。煤矿企业应当建立安全仪表计量和检验

9、制度。2 .高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯突出矿井，必须配备矿井安全监控系统。没有矿井安全监测系统的煤矿，其煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷必须配备沼气风电闭锁装置或沼气停电仪和风电闭锁装置。无瓦斯涌出的岩巷掘进工作面必须配备风力闭锁装置，且不配备矿井安全监控系统。采煤工作面4.煤矿安全监控设备之间必须使用专用阻燃电缆或光缆。在第三节中，严格禁止矿井安全监控系统的安全管理。严禁与调度电话电缆或电力电缆共用。防爆煤矿安全监控设备之间的输入输出信号必须是本质安全信号。安全监控设备必须具有故障闭锁功能：当与闭锁控制相关的设备未投入正常运行或发生故障时，监控设备所监控区域内的所有非本质安全电气设备必须切断

10、并闭锁；当与锁定控制相关的设备正常稳定工作时，会自动解锁。矿井安全监控系统必须具备甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能；当主机或系统电缆发生故障时，系统必须保证甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的所有功能；当电网切断时，系统必须保证正常工作时间不少于2h；该系统必须有防雷装置。该系统必须具有监测、报警、显示、存储和打印停电和供电报表的功能。中心站应至少有2台主机和1台备用主机。2.安装、使用和维护的安全管理。1.安装断电控制系统时，必须根据断电范围的要求提供断电条件，必须连接井下电源和控制线。安全监控设备的电源必须取自受控开关的电源侧，严禁接至受控开关的负载侧。拆除或更换与安全监控设备相关的电气设

11、备的电源线和控制线，检修与安全监控设备相关的电气设备，停止安全监控设备的运行，应向矿调度室报告，并制定安全措施后方可进行。2.安全监控设备必须定期调试和校准，至少每月一次。使用载体催化元件的甲烷传感器、便携式甲烷检测报警装置和其他甲烷检测设备必须使用校准气体样品和空气样品每7天校准一次。甲烷超限断电功能必须每7天测试一次。安全监控设备发生故障时，必须及时处理，并在故障期间采取安全措施。2、安装、使用和维护的安全管理，3。每天必须检查安全监控设备和电缆是否正常，使用便携式甲烷检测报警器或便携式光学甲烷检测仪与甲烷传感器进行比对，并将记录和检查结果上报监控值班员；当两者之间的读数误差大于允许误差时

12、，应根据较大的读数采取安全措施，两种设备必须在8小时内调整。4.矿井安全监控系统的中心站必须实时监控所有采掘工作面的瓦斯浓度变化和受控设备的开/关状态。矿井安全监控系统的日常监控报告必须提交给矿长和技术负责人审查。5.必须设置专职人员负责便携式甲烷检测报警器的充电、接收和维护。每班应清理隔爆罩上的煤尘。配电前，必须检查便携式甲烷检测报警器的零点和电压或电源欠压值。如果不符合要求，严禁分发。2.安装、使用和维护的安全管理。6.制备甲烷校准气体样品的装置和方法必须符合相关国家标准，相对误差必须小于5%。用于制备的原料气应为浓度不低于99.9%的高纯度甲烷气体。7.安全监控设备的布局和接线图应标明位

13、置、接线、断电范围、传输电缆等。传感器、声光报警器、断路器、变电站、电源、中心站等设备，并应根据实际布局及时修改。3、甲烷传感器和其他传感器设置安全规定，1。甲烷传感器的报警浓度、功率浓度、功率浓度和功率范围必须符合表3的规定。2.甲烷传感器必须设置在煤巷、半煤巷中5.在煤(岩)与瓦斯突出矿井和瓦斯涌出地区，当矿井防爆专用蓄电池电机车或矿井防爆内燃机车用于主要运输巷道和回风巷道的进风时，蓄电池电机车必须配备车载甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警器，而内燃机车必须配备便携式甲烷检测报警器。当气体浓度超过0.5%时，必须停止机车。3、甲烷传感器和其他传感器设置安全规定，6。瓦斯传感器必须设置在瓦斯抽放

14、泵站内，瓦斯传感器必须设置在抽放泵输入管道内。当使用气体时，还应该在输出管道中安装甲烷传感器。7.矿井配备矿井安全监控系统，每个采区、一翼回风巷和总回风巷测风站应设置风速传感器，主扇风平硐应设置压力传感器；流量传感器、温度传感器和压力传感器应安装在瓦斯抽放泵站的吸入管道中。当使用气体时，流量传感器、温度传感器和压力传感器也应安装在输出管道中。装有易自燃和自燃矿井安全监控系统的煤矿，应配备一氧化碳传感器和温度传感器。对于装有矿井安全监控系统的矿井，主通风机和局部通风机应装有设备启停传感器，主风门应装有风门开关传感器，受控设备开关的负荷侧应装有馈电状态传感器。四川师范大学理工学院机电工程系传感器煤

15、矿安全监测主要是通过检测仪器来实现的。简单的检测仪器通常由传感器、信号转换电路和电源组成。在敏感元件的帮助下，检测和转换测量的物理量并输出模拟或开关信号的装置称为传感器。传感器主要由敏感元件、转换器件、测量和转换电路以及电源组成，如图所示。煤矿监控系统的中心站是煤矿环境安全生产状况监控系统的地面数据处理中心。用于完成煤矿监控系统的信息采集、处理、存储、显示和打印功能。必要时，它还可以向本地生产环节或设备发送控制指令和信号。中心爆炸一般由主控计算机、其外围设备和监控软件组成，通常设置在煤矿监控中心或生产控制室。高低浓度甲烷传感器主要用于监测高瓦斯煤矿井下环境气体中的气体浓度。它可以连续自动地将地下甲烷浓度转换成标准电信号，并将其发送到相关设备。还具有现场显示甲烷浓度值、超限声光报警等功能。还可与各种监控系统、断电装置、风电及瓦斯闭锁装置配套使用，适用于采煤工作面、回风巷等场所的固定使用。采用热催化原理和热导原理相结合的方法测量甲烷浓度，克服了单一元素测量过程中的不稳定现象，具有性能稳定、