煤矿安全监控系统设计探讨

1、煤矿安全监控系统设计探讨 鉴于煤矿生产环境的特殊性，其生产过程的安全性也就显得尤为重要 ，而煤矿安全监控系统正是煤矿诸多安全措施中最为重要的一种。煤矿安全监控系统能实时、准确地反映井下环境状况，并能在瓦斯超限时发出声光报警，同时切断相关设备电源，预防事故发生。下面笔者从设备选型、系统设计及监控设备布点等三方面，来探讨煤矿安全监控系统设计。 一、设备选型 在煤矿安全监控系统设备选择过程中应始终遵循以下几个原则：（1）系统设备应是通过国家技术监督局认证、经过有关部门检验，取得“ma标志准用证”的产品，并符合aq6201-2006、煤矿安全规程、煤炭工业矿井设计规范及其它规程、规范、标准的要求；（2

2、）系统选型应结合煤矿的实际情况，考虑设备的可靠性、先进性、开放性及可扩展性等特性，以满足矿井对监控信息有效获得的需要，同时要考虑矿井近、远期发展以及产品的技术更新情况，以减少重复投资；（3）考虑技术先进性的同时，还应结合矿井规模、建设条件等实际情况，考虑系统设备的经济合理性。 二、系统设计 煤矿安全监控系统设计应符合aq1029-2007、煤矿安全规程、煤炭工业矿井设计规范及其它规程、规范的要求。煤矿安全监控系统具有模拟量、开关量累计量采集、传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、断电控制等功能，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

3、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；系统由主机、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。 按功能分，煤矿安全监控系统设备又分为三大部分，即地面中心站、分站、各种测控设备及传输电缆等。地面中心站应配有两台以上监控主机，互为热备用，另外还应配备打印机、ups电源、传输接口、交换设备、存储设备及显示终端等；系统应使用独立的传输电缆或光缆，电（光）缆入井处应装设避雷装置；分站分布在工作面、掘进头及通风机房等处；各种测控设备分布在矿井生产及环境的各个环节，采集的数据通过分站上传至中心站，并通过风站实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭

4、锁控制。 三、监控设备布置 监控设备布置是煤矿安全监控系统设计的重点，是有效实现系统功能的重要环节。下面笔者将按照煤矿安全规程、aq1029-2007及其它相关规程规范的要求，并结合煤矿实际，以矿井各生产环节为顺序，详细说明监控设备的布置，包括放置地点、报警值、断电值及复电值等。 一、采煤工作面传感器选型及配置 1、传感器类型、数量、位置 在采煤工作面上隅角设瓦斯传感器1个，在工作面回风顺槽距工作面不超过10m处设瓦斯传感器各1个；在工作面回风顺槽靠近回风巷10-15m的范围内分别设瓦斯、风速传感器各1个，如果是自燃矿井，此处还应增加一氧化碳、温度传感器各一个；在工作面进风顺槽工作面移变处设馈

5、电、设备开停传感器若干个用于监测工作面主要设备的开停和馈电状态；煤与瓦斯突出矿井或工作面回风顺槽长度超过1000米的高瓦斯矿井，则应在工作面回风顺槽中部设置瓦斯传感器1个；煤与瓦斯突出矿井，还应在工作面进风顺槽设置瓦斯传感器1个；采用串联通风的采煤工作面，被串工作面的进风巷应设置瓦斯传感器1个；有专用排瓦斯巷的工作面，必须在专用排瓦斯巷靠近回风巷10-15m的范围内分别设瓦斯传感器1个，同时在回风大巷混合回风流10-15m的范围内分别设瓦斯传感器1个。 为及时监测回采工作面的环境参数变化情况，采煤工作面设置的传感器应尽量靠近工作面设置。为保证采煤工作面回风顺槽传感器能正确反映瓦斯、一氧化碳含量

6、，回风巷瓦斯传感器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。 2、各类瓦斯传感器的报警、断电、复电值 1）当工作面及上隅角瓦斯浓度达以下数值时，分别进行报警、断电、复电。 1.0%ch4 报警 1.5%ch4 断电 1.0%ch4 复电 断电范围：工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备。 2）当工作面回风顺槽瓦斯浓度达以下数值时，分别进行报警、断电、复电。 1.0%ch4报警 1.0%ch4断电 1.0%ch复电 断电范围：工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备。 3）当高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井采煤工作面进风巷瓦斯浓度达以下数值时，分别进行报警、断电、复电。 0.5%

7、ch4报警 0.5%ch4断电 0.5%ch复电 断电范围：进风巷内全部非本质安全型电气设备。 4）当采用串联通风的被串采煤工作面进风巷瓦斯浓度达以下数值时，分别进行报警、断电、复电。 0.5%ch4报警 0.5%ch4断电 0.5%ch复电 断电范围：被串采煤工作面及其进回风巷内全部非本质安全型电气设备。 5）当专用排瓦斯巷瓦斯浓度达以下数值时，分别进行报警、断电、复电。 2.5%ch4报警 2.5%ch4断电 2.5%ch复电 断电范围：工作面内全部非本质安全型电气设备。 6）当专用排瓦斯巷的采煤工作面混合回风流处瓦斯浓度达以下数值时，分别进行报警、断电、复电。 1.0%ch4报警 1.0

8、%ch4断电 1.0%ch复电 断电范围：工作面内及其回风巷内全部非本质安全型电气设备。 3、一氧化碳传感器的报警浓度为0.0024%co。 4、采煤工作面温度传感器的报警值为300c。 二、掘进工作面传感器选型及配置 1、传感器类型、数量、位置 在瓦斯矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出岩巷的掘进工作面混合风流处设置甲烷传感器1个，在工作面回风流中设置甲烷传感器1个；采用串联通风的掘进工作面，必须在被串工作面局部通风机前设置掘进工作面进风流甲烷传感器1个；在局部通风机风筒末端设风筒传感器1个。在高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井双巷掘进工作面5米范围内及其回风巷设置甲烷传感器各1个；在工作面混合回风流处设

9、置甲烷传感器1个。高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井的掘进工作面长度大于1000m时，必须在掘进巷道中部增设甲烷传感器。瓦斯传感器应垂直悬挂，距顶板不得大于300mm，距巷道侧壁不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。 2、各类传感器的报警、断电、复电 1）当掘进工作面瓦斯浓度达到以下值时,分别进行报警、断电、复电。 1.0%ch4 报警 1.5%ch4 断电 1.0%ch4 复电 断电范围：掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。 2）当掘进工作面回风流瓦斯浓度达以下值时,分别进行报警、断电、复电。 1.0%ch4 报警 1.0%ch4 断电 1.0%ch4 复电 断电范围：掘进巷道内全部

10、非本质安全型电气设备。 3）采用串联通风的被串掘进工作面局部通风机前瓦斯浓度达以下值时,分别进行报警、断电、复电。 0.5%ch4 报警 0.5%ch4 断电 0.5%ch4 复电 断电范围：被串掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。 4）当高瓦斯矿井双巷掘进工作面混合回风流处瓦斯浓度达以下值时,分别进行报警、断电、复电。 1.5%ch4 报警 1.5%ch4 断电 1.0%ch4 复电 断电范围：包括局部通风机在内的双巷掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。 5）当高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井掘进巷道中部瓦斯浓度达以下值时,分别进行报警、断电、复电。 1.0%ch4 报警 1.0%ch4 断电 1.

11、0%ch4 复电 断电范围：掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。 三、其它地点传感器类型、数量及位置 1、在一翼回风巷、采区回风巷及总回风巷的测风站内设有风速、瓦斯传感器各1个，自燃矿井还应增设一氧化碳传感器1个。风速传感器应设置在巷道前后10 m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，应发出声、光报警信号，一氧化碳传感器的报警浓度为0.0024%co。 2、对井下主要风门开关状态进行监测，设有风门传感器，风门传感器安装在风门处。 4、在煤仓上设瓦斯传感器，当瓦斯浓度达到以下值时,分别进行报警、断电、复电。 1.5%ch4 报警

12、1.5%ch4 断电 1.5%ch4 复电 断电范围：储煤仓运煤的各类运输设备。 5、在带式输送机滚筒下风侧10-15m处设一氧化碳和烟雾传感器，一氧化碳传感器的报警浓度为0.0024%co。 6、在井下机电硐室内设温度传感器，报警值为340c。 7、在采煤机上设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪，当瓦斯浓度1.0%ch4时报警。断电范围：采煤机电源。 8、在掘进机上设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪，当瓦斯浓度1.0%ch4时报警。断电范围：掘进机电源。 9、对采煤机、刮板机、掘进机、局扇、主排水泵等主要机电设备配置设备开停传感器和馈电传感器。为及时监测主要机电设备的工况信息，将开停传感器