矿井安全监控系统_第3讲

2矿井监控系统通用要求2.4矿井安全监控系统矿井安全监控系统主要用来监测：⑴甲烷浓度；⑵一氧化碳浓度；⑶二氧化碳浓度；⑷氧气浓度；⑸硫化氢浓度；⑹风速；⑺负压；⑻温度；⑼湿度；⑽风门状态；⑾风窗状态；⑿风筒状态；⒀局部通风机开停；⒁主要通风机开停；⒂工作电压；⒃工作电流；⒄甲烷超限声光报警和断电；⒅甲烷风电闭锁控制、断电命令与馈电状态不符声光报警等。2.4.1技术要求~除应满足矿井监控信息传输要求和矿井监控系统通用要求外，还应满足：⑴系统应具有甲烷、风速、压差、CO浓度、温度等模拟量监测，馈电状态、设备开停、风筒开关、风门开关、烟雾等开关量监测和累计量监测功能。⑵系统应具有甲烷浓度超限声光报警和断电/复电控制功能。⑶系统应具有甲烷风电闭锁功能。⑷系统应具有馈电状态监测功能。⑸系统应具有中心站手动遥控断电/复电功能，断电/复电响应时间不大于系统巡检周期。⑹系统应具有异地断电/复电功能。⑺系统应具有备用电源。当电网停电后继续监控时间不小于2h。⑻系统应具有自检功能。当传感器分站主站传输电缆等设备发生故障时，报警并记录故障时间、故障设备，以供查询及打印。⑼系统主机应双机备份，并具有手动切换功能。当工作主机发生故障时备份主机能投入工作。⑽系统应具有实时存储功能。包括模拟量实时监测值，模拟量统计值，……除重要监测点模拟量的实时监测值存盘记录应保持24h外，其余在3m以上。⑾系统应具有列表显示功能。⑿系统应具有模拟量实时曲线和历史曲线显示功能。⒀系统应具有柱状图显示功能。⒁系统应具有模拟动画显示功能。包括工艺流程模拟图、相应设备开停状态、相应模拟量数值等。⒂系统应具有系统设备布置图显示功能，以便及时了解系统配置、运行状况、便于管理与维修。⒃系统应具有报表、曲线、柱状图、模拟图、初始化参数等召唤打印功能。⒄系统应具有人机对话功能，以便于系统生成、参数修改、功能调用。⒅系统应具有防雷措施，防止雷电击毁设备引起井下瓦斯爆炸。⒆系统应具有抗干扰措施，防止架线电机车火花、大型机电设备启停等电磁干扰影响系统正常工作。⒇系统分站应具有初始化参数掉电保护功能。以防分站掉电后初始化参数丢失。(21)系统分站应能存储2h以上的监测数据。当系统电缆等发生故障恢复正常后可将存储的数据传输给地面中心站。(22)系统应具有网络通信功能，以便于矿领导及上级主管部门对监控信息的利用。(23)地面设备应具有防静电措施。(24)系统应工作稳定，性能可靠，出厂前要进行7天的稳定性试验，系统软件死机率应小于1次/720h。(25)系统调出整幅实时数据画面的响应时间应小于5s。(26)电源波动适应范围：①地面90~110%；②井下75~110%。2.4.2安装、使用与维护2.4.2.1建立安全仪表计量检验制度要求矿区建立安全仪表计量检定站，负责校准气样配置和计量检定等工作。2.4.2.2装备要求高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井必须装备矿井安全监控系统。有条件的低瓦斯矿井应优先装备，没有装备的低瓦斯矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进工作面，必须装备甲烷风电闭锁装置或风电闭锁装置和甲烷断电仪。没有装备的低瓦斯矿井的无瓦斯涌出的岩巷掘进工作面，必须装备风电闭锁装置或甲烷风电闭锁装置。没有装备的低瓦斯矿井的回采工作面，必须装备甲烷断电仪。2.4.2.3设计采区设计、采掘作业规程和安全技术措施，必须对安全监控设备的种类、数量和位置，信号电缆和电源电缆的敷设，控制区域等明确规定，并绘制布置图。2.4.2.4对安全监控设备的要求设备要取得“MA标志准用证”和“防爆合格证”。监控设备应采用本质安全型，输入输出信号必须为本质安全型信号。设备使用专用阻燃电缆，严禁与调度电话电线和动力等电缆共用。设备必须具有故障闭锁功能。甲烷断电仪、甲烷风电闭锁、甲烷超限声光报警断电要求见书。系统必须具有馈电状态监测、报警、显示、存储和打印报表功能，防止人为断电取消。2.4.2.5安装、调校与故障处理应有设计有计划由专职人员处理。2.4.2.7使用与维护井下安监员24h值班，检查设备电缆，运用检测仪检查甲烷与传感器对照并记录。当误差大时，先以读数大者为依据，采取措施并必须在8h内对两种设备调校完毕。安装在采煤机、掘进机、电机车上的机载断电仪，由司机负责监护、清扫、用其它仪器与传感器检查对照，若误差大时处理同上。对需经常要移动的传感器、声光报警器、断电器及电缆等设备，必须由班组长负责按规定移动，严禁擅自停用。凡经大修的传感器必须经计量检定合格后方可下井使用。2.4.2.8监测数据与报表中心站必须实时监控全部井下瓦斯的浓度及被控设备的能、断电状态。中心站值班员必须详细记录系统各部分的运行状态，负责监测打印日报表，报负责人审阅。接到报警后值班员必须立即通知通风调度和生产调度。2.4.2.11技术资料应建立的帐卡及报表：⑴设备仪表台帐；⑵监控设备故障登记表；⑶检修记录；⑷巡检记录；⑸中心站运行日志；⑹矿井安全监控日报；⑺矿井安全监控设备使用情况月报、季报表。安全监控机构必须绘制安全监控设备布置图和断电控制接线图，并标明传感器、声光报警器、断电器、分站、电源、中心站等设备的位置、接线、断电范围、报警浓度、断电浓度、复电浓度、传输电缆、供电电缆等，并根据实际布置及时修改。技术资料均需定期保存，井下事故记录应长期保存。2.4.2.12甲烷传感器的设置布置在巷道的上方，垂直悬挂，距顶板（顶梁）不大于300mm，距巷道侧壁不小于200mm。其报警、断电、复电和复电范围须符合表2.28的规定。因传感器于回风巷是瓦斯与空气混合均匀风流稳定位置，而于工作面却是瓦斯与空气不均匀位置，故工作面传感器断电浓度为1.5%CH4，回风巷为1.0%CH4。同理掘进工作面传感器断电浓度一般大于回风流中断电浓度。2.4.2.13采煤工作面甲烷传感器的设置低瓦斯、高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井都必须设置工作面甲烷传感器，并应尽量靠近工作面设置。由于风流不稳定，传感器反映的不是平均浓度。为监测到平均浓度，防止漏报，高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井采煤工作面还须在回风巷设置传感器，还须在上隅角设置便携式甲烷检测报警仪。低瓦斯、高瓦斯矿井的采煤工作面进风巷的甲烷浓度一般较低，故工作面和回风巷传感器断电范围为工作面和回风巷。当突出时，在压力作用下，突出瓦斯会逆风流进入进风巷，故突出矿井采煤工作面的甲烷传感器其断电范围为工作面及其进、回风巷。若突出矿井采煤工作面甲烷传感器不能控制其进风巷内全部非本质安全型电气设备，则须在进风巷设置甲烷传感器，为尽早监测到突出，且应尽量靠近工作面。串联通风的采煤工作面，被串工作面的进风巷必须设置甲烷传感器。采煤机必须设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪。低瓦斯矿井的采煤工作面至少设置1个甲烷传感器，高瓦斯矿井采煤工作面至少设置2个甲烷传感器。⑴回采工作面甲烷传感器的设置尽量靠近工作面，报警浓度为1.0%CH4，断电浓度为1.5%CH4，复电浓度为1.0%CH4。断电范围为工作面及回风巷中全部非本质安全型电气设备，突出矿井的工作面断电为工作面及进、回风巷内全部非本质安全型电气设备。若工作面甲烷传感器不能控制进风巷内全部非本质安全型电气设备，则必须在进风巷布置甲烷传感器，其布置见进风巷传感器设置⑵回采工作面回风巷甲烷传感器的设置应设置在瓦斯等有害气体与新鲜风流混合均匀，且风流稳定的位置（见图2.11）（距回风上山10~15m处）。报警断电复电浓度1.0%⑶回采工作面进风巷甲烷传感器的设置尽量靠近工作面（图2.12）即进风巷至工作面10m及以内。报警断电复电浓度0.5%CH4。工作面采用串联通风时，进入被串工作面风流中必须布置进风巷甲烷传感器（图2.13）。报警断电复电浓度0.5%CH4，断电范围为工作面、进、回风巷内全部非本质安全型电气设备。⑷专用排瓦斯巷甲烷传感器的设置专用排瓦斯巷中必须设置甲烷传感器，其报警断电复电浓度为2.5%CH4，断电范围为工作面内全部非本质安全型电气设备。2.4.2.14掘进工作面甲烷传感器的设置⑴掘进工作面甲烷传感器的设置尽量靠近工作面（图2.14，距挡头≤5m）。报警1.0%，断电1.5%，复电1.0%。断电范围为掘进巷内全部非本质安全型电气设备。⑵掘进工作面回风流甲烷传感器的设置应设置在瓦斯等有害气体与新鲜风流混合均匀、且风流稳定的位置（图2.15，距回风口10~15m处）。报警断电复电浓度1.0%。断电范围为掘进巷内全部非本质安全型电气设备⑶掘进工作面进风流甲烷传感器的设置如图2.16。串联通风掘进工作面必须在被串工作面局扇前3~5m处进风流中设置甲烷传感器。报警断电复电浓度为0.5%CH4。断电范围为掘进巷内全部非本质安全型电气设备。⑷掘进机甲烷传感器的设置必须设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪。报警1.0%，断电1.5%，复电1.5%。断电范围为掘进机电源。2.4.2.15机电硐室甲烷传感器的设置由于回风流中的机电硐室甲烷浓度较高，故对设在回风流中的机电硐室的进风侧中必须设置甲烷传感器（图2.17，距硐室进口3~5m），其报警断电复电浓度为0.5%CH4，断电范围为机电硐室内全部非本质安全型电气设备。2.4.2.16装煤点和运输巷甲烷传感器的设置⑴装煤点甲烷传感器的设置高瓦斯矿井的主要运输巷内使用架线电机车时，装煤点（3~5m）处必须设置甲烷传感器，报警断电复电浓度为0.5%CH4，断电范围为装煤点处上风流100m内及其下风流的架空线电源和全部非本质安全型电气设备。⑵运输巷道甲烷传感器的设置高瓦斯矿井的主要运输巷内使用架线电机车时，在瓦斯涌出巷道的下风流中（涌出地点下3~5m）必须设置甲烷传感器，报警断电复电浓度为0.5%CH4，断电范围为瓦斯涌出巷道上风流100m内及其下风流的架空线电源和全部非本质安全型电气设备。2.4.2.17机车内甲烷传感器的设置在突出矿井或喷出区域中，进风的主要运输巷道和回风巷内使用矿用防爆特殊型蓄电池电机车或矿用防爆型柴油机车时，蓄电池电机车必须设置车载式甲烷断电仪或便携式甲烷监测报警仪，柴油机车内必须设置便携式甲烷检测报警仪。当瓦斯超过0.5%时，必须停止机车运行。2.4.2.18瓦斯抽放泵站甲烷传感器的设置瓦斯抽放泵站应在室内设置甲烷传感器，报警浓度0.5%。在抽放泵输入管路中设置甲烷传感器。利用瓦斯时，应在输出管中设置甲烷传感器，报警浓度不低于30%，不利用瓦斯、采用干式抽放瓦斯设备时，应在输出管路中设置甲烷传感器，报警浓度不低于25%。井下临时抽放泵站下风侧栅栏外应设置甲烷传感器，报警断电复电浓度为1.0%，断电范围为抽放瓦斯泵。2.4.2.19其它传感器的设置装备监控系统的矿井，每一采区、一翼回风巷及总回风巷的测风站应设风速传感器，设置地点前后10m内无分支无拐弯无障碍断面无变化，能准确计算测风断面的地点。装备监控系统的矿井，主要通风机的风硐应设置压力传感器。瓦斯抽放泵站的抽放泵吸入管路中应设置流量、温度、压力传感器。利用瓦斯时，还应在输出管路中设置流量、温度、压力传感器装备监控系统开采易自燃煤层矿井应设置一氧化碳传感器。位于巷道上方，不影响行人行车，安装维护方便。传感器应垂直悬挂，距顶板（顶梁）不大于300mm，距巷壁不小于200mm，报警值为0.0024%CO。它除用于环境监测外，还可用于自燃发火预测。可根据每天CO平均值的增量来预测，若增量为正，则具有自燃发火的可能。设置见图2.20（距回风上山10~15m处）。装备监控系统开采易自燃煤层矿井应设置温度传感器，设置方法和用途与CO同。报警值为300C。装备监控系统的矿井，主要通风机局部通风机必须设置设备开停传感器。主要风门设置风门开关传感器。被控设备开关的负荷侧必须设置馈电状态传感器。2.4.3故障诊断与维修矿井监控系统是一种防爆型电气设备。应做到：2.4.3.1防爆考虑保证本质安全电路电气参数和保护性能不变。检修时应切断前级电源。严禁在井下用非防爆仪器、仪表检查和测量防爆型监控设备。2.4.3.2故障诊断及维修具有