安全监测监控课程设计报告

安全监测监控课程设计报告目 录1 矿井概况 .31.1 矿区基本情况 .31.2 井田基本特征 .31.3 矿井开采技术条件 .31.4 开采方法 .31.5 开拓方式 .41.6 通风系统 .42 矿井安全监测监控的法规依据 .42.1 矿井通风检测标准 .42.2 火灾检测及防火灭火标准 .62.3 矿井粉尘检测标准 .72.4 矿井气体检测及其它标准 .72.5 实际采用标准 .83 传感器布置 .83.1 功能概述 .83.2 布置方法 .83.3 测风站传感器的布置 .133.4 监测量统计及传感器用量统计 .134 各式传感器技术指标 .144.1 甲烷传感器（KG9701A）的技术指标 .144.2 一氧化碳传感器（GTH500(B)）的技术指标 .154.3 温度传感器（GW50(A)）的技术指标 .154.4 风速传感器（KGF15）的技术指标 .164.5 负压传感器（GF100F(A)）的技术指标 .164.6 开关量传感器（GT-L(A)）的技术指标 .16安全监测监控课程设计15 分站布置 .175.1 功能概述 .175.2 布置方法 .175.3 分站数量统计 .186 煤矿监控系统型号的确定 .186.1 监测监控系统概况 .186.2 本矿监控监测系统的确定 .197 传输方式、电缆和接线盒的确定 .207.1 传输方式 .207.1.1 传输介质 .207.1.2 网络结构 .207.1.3 传输方向 .207.1.4 复用方式 .207.1.5 信号 .217.2 电缆的确定 .227.3 接线盒 .228 矿井安全监控系统图 .229 系统概算 .2210 监测系统维护与管理 .23参考文献： .24结束语： .24安全监测监控课程设计21 矿井概况1.1 矿区基本情况xx 煤矿位于潞安矿区中南部。井田东部及东南部为潞安环保能源开发股份有限公司王庄煤矿，东北部为漳村煤矿，西部与在建的特大型矿井屯留煤矿为界，北部以大断裂带与襄垣南规划区分界，南部为规划中的屯留详查区。王庄煤矿、漳村煤矿、屯留煤矿同属潞安集团公司。xx 煤矿于 1985 年 7 月动工兴建，1995 年 9 月建成投产。井田总的地貌形态是西北高，东南低。井田北部为缓低山丘陵区，黄土冲沟密布，地形切割破碎，沟底有二迭系上石盒子岩层零星出露。井田中南部，地形平坦，为平原区。本矿区河流属海河系。根据历年气象资料统计：年降水量在 410917mm，属半干燥大陆性气候。本区地震动峰值加速度小于 0.05g，相当于地震基本烈度度。1.2 井田基本特征xx 井田位于矿区中部，主要构造以褶皱为主，总体地层走向近于南北，向西倾斜，倾角 36。东部以单斜为主，伴有近东西向波状起伏；西部为近南北向褶曲。断层不发育，除北部文王山南断层和东南边界安昌、中华两大断层较大外，尚发育有四条落差 2030m 和两条落差 510m 断层。主要含水层富水性弱，区域岩溶含水性表现为“上弱下强”的特点，全矿井的涌水量变化不大。1.3 矿井开采技术条件本井田可采煤层有 3 上 、3 下 、两层， 3 上 煤层属中厚厚煤层，可采区平均厚3.8 米，有 2.5km2的煤焦混合区，直接顶多为泥岩，一般厚 1.71 m，老顶为砂质泥岩、粉沙岩，一般厚度 2.033.92 m，直接底多为砂质泥岩，一般厚 2.34m，其次为粉沙岩和泥岩，粉砂岩一般厚 3.14m；3 下 煤层属于中厚煤层，可采区平均厚为 4.0m，直接顶多为砂质泥岩、粉砂岩和泥岩，一般厚 1.52.33m ，老顶一般为细粒砂岩和中粒砂岩，厚 15.1720.45m，直接底板多为泥岩，一般厚 1.51m。各可采煤层均为中高高发热量，强粘结性；均为优质动力煤，易选性好，洗精煤均可作为良好的配焦煤和炼安全监测监控课程设计3焦用煤。井田瓦斯赋存不均衡，N1 采区煤层瓦斯含量高，其它较低。 3 号煤层煤尘具有爆炸危险性，自燃倾向为三类，属不易自燃煤层。1.4 开采方法该矿井首采区即北一采区倾斜长 14001500m，走向长 3200m。采区内划分 56个区段。采用两层煤联合布置，先采上部的 3 上 煤后采 3 下 煤。采区内工作面由首采面开始往下依次开采。采区运输为架线式电机车牵引矿车运输，车场主要用来完成材料车与矸石空重车的爬坡换向与调度工作，只开掘简单的甩车场或绕道车场。设计配备两个综掘工作面，用于回采巷道与准备巷道的掘进。依据北一采区地质情况与开拓设计中确定的开采条件，综合考虑适宜的设备性能，通风安全的要求，工作面推进度的合理性，设计北一采区工作面长为 203m。回采巷道包括一条运输平巷、轨道平巷和开切眼。3.8m 煤层一次采全高。采空区处理为全部垮落法。1.5 开拓方式矿井前后共有 3 个井筒，分别为主立井、副立井、回风立井，采用立井单水平上下山开拓，水平标高为-530m，矿井设计生产能力为 180 万 t/a，服务年限为 63.8 年；本矿井第一水平主井、副井距主要运输大巷比较近，利用这一特点设计井底车场采用折返式；主要开拓巷道主要有主运输大巷及石门采用半圆拱形断面，采用锚喷支护，锚深 2200mm，间、排距为 800mm、800mm，喷射混凝土厚度 200mm，锚杆直径为20mm；两翼各布置一个采区；大巷及采区上山均布置于煤层底板岩石中，采区巷道采用集中联合布置。为保证生产正常接替，前期及后期均设两个岩石掘进头掘进大巷及两个煤巷掘进头。1.6 通风系统全矿井现采用机械抽出式通风方式，通风系统为中央并列式，主立井、副立井为矿井进风井筒，中央回风立井为矿井回风井筒，主要满足-530m 水平采区生产时的回风要求。采区采用轨道上山进风，运输上山回风，运输机置于回风流中，要加强此处瓦斯浓度的监控。回采工作面采用 U 型通风方法。2 矿井安全监测监控的法规依据由于该矿井属于低瓦斯矿井，煤层瓦斯涌出量较小，但是无瓦斯突出危险。煤尘有爆炸性，煤炭有自燃倾向性。为此根据煤矿安全规程 、 矿井通风安全装备标准安全监测监控课程设计4及其说明和矿井通风安全监测装置使用管理规定等煤矿安全法规确定矿井安全监测监控系统。2.1 矿井通风检测标准1、矿井必须配备有足够数量的风表、干湿温度计、空盒气压计、型倾斜压差计、皮托管及矿井通风多参数检测仪等通风检测仪器仪表。其数量应能满足矿井通风日常管理、瓦斯(含二氧化碳)等级鉴定、反风演习工作的需要，并按矿井测风或通风阻力测定同时工作的组数配备。2、矿务局应装备风速表校验装置和主要通风机性能测定仪。根据所属矿井的风表数量，可配备l2台风速表校验装置，并根据所属矿井或分区主要通风机的数目，配备12台主要通风机性能测定仪。3、井下空气成分必须符合下列要求：（一）采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于 20%，二氧化碳浓度不超过0.5%。（二）有害气体的浓度不超过表 2-1 规定。表 2-1 矿井有害气体最高允许浓度名 称 最高允许浓度()一氧化碳 CO 0.0024氧化氮(换算成二氧化氮 NO2) 0.00025二氧化硫 SO2 0.0005硫化氢 H2S 0.00066氨 NH3 0.004注：矿井中所有气体的浓度均按体积的百分比计算。4、井巷中的风流速度应符合表 2-1 要求。修理中的井筒，风速不得超过 8m/s；梯子间四周经封闭后，井筒中的最高允许风速可按表 2-1 规定执行。无瓦斯涌出的架线电机车巷道中的最低风速可低于表 2-1 的规定值，但不得低于0.5m/s。综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，其最大风速可高于表 2-2 的规定值，但不得超过 5m/s。5、进风井口以下的空气温度（干球温度，下同）必须在 2以上。生产矿井采掘工作面空气温度不得超过 26，机电设备硐室的空气温度不得超过安全监测监控课程设计530；当空气温度超过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予高温保健待遇。采掘工作面的空气温度超过 30、机电设备硐室的空气温度超过 34时，必须停止作业。新建、改扩建矿井设计时，必须进行矿井风温预测计算，超温地点必须有制冷降温设计，配齐降温设施。6、矿井需要的风量应按下列要求分别计算，并选取其中的最大值：（一）按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于 4m3。表 2-2 井巷中的允许风流速度允许风速/(m/s)井 巷 名 称最低 最高无提升设备的风井和风硐 15专为升降物料的井筒 12风桥 10升降人员和物料的井筒 8主要进、回风巷 8架线电机车巷道 1.0 8运输机巷，采区进、回风巷 0.25 6采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷 0.25 4掘进中的岩巷 0.15 4其他通风人行巷道 0.15（二）按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和进行计算。各地点的实际需要风量，必须使该地点的风流中的瓦斯、二氧化碳、氢气和其他有害气体的浓度，风速以及温度，每人供风量符合本规程的有关规定。按实际需要计算风量时，应避免备用风量过大或过小。煤矿企业应根据具体条件制定风量计算方法，至少每 5 年修订 1 次。7、矿井每年安排采掘作业计划时必须核定矿井生产和通风能力，必须按实际供风量核定矿井产量，严禁超通风能力生产。8、矿井必须建立测风制度，每 10 天进行 1 次全面测风。对采掘工作面和其他用风地点，应根据实际需要随时测风，每次测风结果应记录并写在测风地点的记录牌上。应根据测风结果采取措施，进行风量调节。9、矿井必须有足够数量的通风安全检测仪表。仪表必须由国家授权的安全仪表计安全监测监控课程设计6量检验单位进行检验。10、矿井必须有完整的独立通风系统。改变全矿井通风系统时，必须编制通风设计及安全措施，由企业技术负责人审批。2.2 火灾检测及防火灭火标准1、开采有自燃倾向煤层的矿井应配备煤矿专用气相色谱仪及煤自燃性测定仪与阻化剂喷射泵，并应符合下列规定：a 气相色谱仪和煤自燃性测定仪可按180t/a及其以下矿井各配l套(台)，180t/a以上矿井财各配2套(台)，其中0.6 Mt/a及其以下矿井可不配备煤自燃性测定仪。b 矿务局应配备12套气相色谱仪。 c 阻化剂喷射泵按一、二级自燃矿井每个采煤工作面必须配置1台，三、四级自燃矿井每个采区必须配置1台。2、一、二级煤层自燃矿井和采用氮气防灭火、综采放顶煤开采有自燃倾向的厚及特厚煤层的矿井必须配置矿井火灾预报束管监测系统。3、采用胶带输送机的矿井，应配置胶带机硐室自动灭火系统。矿井主要机电硐室也应配置该系统。其数量：主胶带机机头、机尾应各配备1套，其余的只在机头配l套；主要机电硐室也应配置1套。4、采用综采放顶煤开采有自燃倾向的厚及特厚煤层的矿井，必须配备惰性气体防灭火装置。可选择深冷空分法制液氮装备，井下移动式膜分离制氮装备或燃油除氧惰气发生装置其中的一种配备l套。2.3 矿井粉尘检测标准1、矿井必须配备全尘和呼吸性粉尘的采样器和测定仪，其数量应根据矿井井型及防尘专业人员数配备；并根据矿井采掘工作面数目配备个体采样器。2、 矿井的锚喷支护巷道应采用混凝土喷射机除尘器除尘，每个锚喷工作面应配备l台，并配有50的备用量。3、矿井的掘进工作面应根据巷道掘进机械、局部通风方式和相互匹配的通风除尘系统采用除尘设备，并应符合下列规定：a 每台巷道掘进机应配1台除尘器b 每个钻爆法掘进工作面应配备1台掘进通风除尘器，并配备有20的备用量。4、锚喷工作面的锚喷队应配备压风呼吸器，并根据锚喷工艺(打眼、锚喷)的作业人员数按每个锚喷工作面配备1型、2型压风呼吸器各1台。安全监测监控课程设计72.4 矿井气体检测及其它标准1、矿井必须配备足够数量的光学瓦斯检定器和适量的高浓度瓦斯检定器、便携式瓦斯检测报警仪，并应配有瓦斯报警矿灯。其配备范围和数量应符合下列规定：2、矿井必须配备必要的瓦斯、氧气检测仪和一氧化碳检定器，并应符合下列规定：a 瓦斯、氧气检测仪可按中、小型矿井515台，大型矿井2045台配备。b 一氧化碳检定器的数量可按矿井的采区数目配备。3、矿井应配备瓦斯检定器校正装置。其数量应根据矿井瓦斯检定器的数量，按中、小型矿井12台，大型矿井25台配备。瓦斯检定器综合校验台宜在240t/a及其以上大型矿井装备1台，180t/a及其以下矿井可在矿务局装备12台，集中统一进行瓦斯检测仪器仪表的校验。4、 矿井的综采、高挡普采工作面的采煤机，必须装设采煤机瓦斯断电控制仪，并按每台采煤机1台配备。5、 局部通风机和掘进工作面中的电气设备，必须装设风电闭锁装置。在低瓦斯矿井中的瓦斯异常区域、高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井的每个掘进工作面均应装设1套风电瓦斯闭锁装置，并应有20的备用量。6、 矿井都应配备隔爆型电缆硫化热补器。在综采或高档普采矿井，每个采煤工作面可配备1台；其它矿井可每个采区配备1台。2.5 实际采用标准总之，在参照以上标准的情况下，根据本矿的特点具体问题具体分析，所以本矿的安全设计标准应以监控瓦斯和风速为主，因为煤层有自然发火危险，还需要检测矿井火灾。监控系统还需要监测一氧化碳等其他有毒有害气体，温度，风门开关等环境参数，以及各种机电设备的生产参数和运行情况。3 传感器布置3.1 功能概述矿用传感器大体可分为环境传感器和生产参数传感器两大类。环境传感器一般包括甲烷、一氧化碳、二氧化碳、温度、湿度、风速、负压、粉尘、烟雾等，而生产参数传感器主要包括设备开停、料位、皮带称重、机组位置、皮带打滑、电压、电流、功率等。安全监测监控课程设计83.2 布置方法结合该煤矿的实际情况，本设计中主要布置甲烷、一氧化碳、温度、风速、负压等环境传感器及风门开关、绞车开停、人行车开停、皮带机开停、水泵开停等开关量传感器。其布置按以下方法考虑。瓦斯传感器布置根据矿井通风安全监测装置使用管理规定 ，井下瓦斯传感器的布置应按如下进行。回采工作面传感器的布置回采工作面主要有东翼的综采工作面、高档普采工作面、备用的高档普采工作面以及西翼的综采工作面、高档普采工作面，瓦斯传感器的布置示意图如图3-1所示。U型通风方式在上隅角设置甲烷传感器T0，工作面设置甲烷传感器T1 ，工作面回风巷设置甲烷传感器T2；低瓦斯和高瓦斯矿井采煤工作面采用串联通风时，被串工作面的进风巷设置甲烷传感器T4。图 3-1 回采工作面传感器的布置示意图掘进工作面传感器的布置要求在瓦斯矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面，如东翼的综采工作面、高档普采工作面、备用的高档