煤矿安全监测监控系统毕业设计毕业设计

1、目 录摘 要IAbstractII绪 论1第 1 章 平安监测监控系统的开展历程和趋势31.1 煤矿监测监控技术的开展历程3国外煤矿监控技术的开展3煤矿监测监控技术在我国的开展应用4我国煤矿监测监控系统的开展趋势5开展全面的监测监控专家系统5研制高可靠性、品种齐全的矿用传感器5合理的标准通信协议5实现全面化的网络管理6第 2 章 平安监测 监控系统设置要求72.1 监测和传输设备选择配置及测点布置要求8矿井瓦斯监测系统的组成8监测系统的选择配置要求10监控设备选型要求11传输设备及器材选型要求112.2 监测设备各类传感器测点布置要求12回采工作面传感器选型及配置要求12掘进工作面传感器选型及

2、配置要求13机电硐室传感器选型及配置要求15瓦斯抽放与井下抽放站机房内传感器的布置要求17井下传感器装备量要求17第 3章 新兴矿井田概况及地质特征183.1 井田概况18交通位置和自然地理18井田自然概况和目的任务18临井和小窑193.2 井田地质19地质特征19构造20煤层和煤质21煤层比照和可采煤层21煤质223.4 水文地质23水文地质条件23充水因素及涌水量预计24防治水措施24开采技术条件25第 4 章 新兴煤矿监测监控系统设计26矿井现存根本问题264.2 设计装备的原那么 依据264.3 设备选型28传感器选型29电缆选型31其它设备选型324.4 机房设计324.5 机构设置

3、及人员配备33机构设置33责任、维护守那么规章制度344.6 概算34第5章 煤矿视频监控方案375.1 视频监控系统开展37视频监控系统的现状37视频监控系统的开展395.2 煤矿视频监控系统设置要求40系统组成40煤矿平安需求425.3 视频监控总体设计435.4 设备选型47结 论49致 谢50参考文献51附录153附录257附录359附录61附录565摘 要 随着国家经济的快速开展，煤炭工业出现了历史以来最好的情况，煤炭持续出现买方市场，煤矿效益大大提高，但煤矿平安生产形势依然严峻，重、特大瓦斯事故频繁发生。煤矿平安监控系统已成为煤矿平安管理、生产与设备管理的重要手段。通过本系统可以使

4、管理层快速、及时、准确地获取生产相关数据，提高决策科学性，从而防止或减少因决策失误而造成的平安事故和财产损失。本文针对我国煤矿监测监控系统现状存在的问题以及开展的要求，改善了煤矿监测监控的系统组成，并根据七台河矿业集团新兴煤矿各种地质灾害实际情况，提出了矿井数字监控、视频监测监控系统的设备选型以及应用等问题的最优方案。关键词 环境平安监测 视频监控系统 中心站 AbstractAs the state's rapid economic development, the coal industry has a history of the best, coal continued buy

5、er's market, greatly improving efficiency coal mine, but the coal mine production safety situation is still grim, heavy, frequent occurrence of major gas accidents. Coal mine safety monitoring system has become a mine safety management, production equipment and an important means of management.

6、Through this system will enable the management of rapid, timely, accurate access to production data,improving scientific decision-making, so as to avoid or reduce the decision-making errors caused by accidents and property losses.This article in view of our country coal mine monitor supervisory syst

7、em present situation existence question as well as development request,improved the coal mine monitor monitoring system composition, and acts according to the Qitaihe mining industry group Xinxing coal mine each geology disaster actual situation, proposed the mine pit numeral monitoring, video frequ

8、ency monitor question and so on supervisory system equipment shaping as well as application synergies.Key words Safe monitor supervisory system monitors the sensor video frequency supervisory system绪 论煤炭是我国重要的根底能源，在一次性能源生产和消费构成中历来占70%左右。“煤为根底、多元开展，是解决我国能源问题的根本方略。但煤层的赋存条件和地质情况差异很大，很多矿井自然环境恶劣，受到水、火、瓦斯

9、、粉尘、顶板事故等自然灾害的威胁，发生事故比拟频繁。过去的人工巡回检查的监测手段已经远远不能满足现代化生产对监测数据的准确性、及时性和平安性的要求。因此，更新现代化的监测、监控设备，采用现代化的监测、监控手段，对矿井的生产设备和工作环境进行全方位、全天候的监测和监控是非常迫切的，也是非常重要的。矿井平安监测监控是运用现代科学方法，对人类赖以生存的平安状态进行定量描述，同时尽可能灵敏并及时地收集到平安现状变化的信息和对人体健康有无异常变化的信息，在分析、评价这些资料的根底上尽早地采取具体有效的行动，以保护人类的正常生存与开展的体系。随着煤矿工业的开展，综合机械化采煤工艺不断完善，工作面单产不断提

10、高，对环境参数的检测和对开采、运输各生产环节的协调要求越来越高。对环境和生产参数要求长期连续地进行可靠的检测，按一定程序进行控制。这就逐步形成了采用多参数多测点传感器，以电子计算机为中心的矿井监控系统。进入90年代，随着微电子技术、通讯技术、控制技术、计算机技术、CRT显示技术以及软件技术的迅猛开展，计算机更加广泛地进入工业控制的各个领域，并且正在发挥着越来越大的作用。与此同时，计算机技术在煤炭工业领域也得到了快速、广泛的应用。利用计算机进行实时监测是煤炭生产的一个重要环节。矿井监测系统其主要功能是能够及时、准确地反映各类所需要的监测信息，从而满足诸如环境平安、胶带运输、轨道运输、供电系统以及

11、对瓦斯、风速、一氧化碳、温度、负压等环境参数及设备开停、风门开闭、风筒风量不同监测对象的要求，以实现在生产中对全矿井的综合监测。随着计算机新器件的不断出现，在借鉴国外监控系统经验的根底上，我国矿井监控系统的研制得到了快速开展，根本形成了一个完整的体系，监控系统在我国生产矿井中得到了比拟广泛的应用，并在矿井的平安生产管理方面发挥了重要作用。本文主要针对七台河矿业集团新兴煤矿地质灾害比拟严重、瓦斯高突、有煤尘爆炸危险以及工作面温度越来越高的实际情况，从装备平安监测系统、设置防尘喷头等方面下手，到达对井下有害气体及工作面温度等进行有效的实时监控，当各监测指标超限时，本系统能够及时自动报警和切断电源，

12、并且能够将各类监测到的数据及时传送到监测中心站，通过计算机对这些数据进行存贮和处理，从技术手段上很好的防止有害气体超限作业，改善矿工的健康与平安条件，提高劳动生产率，消除由此产生的事故隐患，极大地改善煤矿平安生产条件，可保证矿井的长期方案和工程的实现。第 1 章 平安监测监控系统的开展历程和趋势近年来，随着国家对煤矿平安生产的要求不断提高和企业自身现代化建设的需求，我国各大、中、小型矿井都陆续安装了煤矿监控监测系统。监控系统的装备为各级生产指挥者和业务部门提供了环境平安参数动态信息，通过对被测参数的比拟和分析，为预防灾害事故提供技术数据，便于提前采取防范措施；通过对被测参数实时有效的控制，及时

13、实现自动报警、断电和闭锁，便于防止事故的发生和扩大；在发生事故的情况下，能及时指示最正确救灾和避灾路线，为抢救和疏散人员、器材提供决策信息。国外20世纪六七十年代开展起来的煤矿监测监控技术，近年来在我国也有了飞速的开展，各种煤矿监测系统及配套产品应运而生。目前我国煤矿中使用的各类监测监控系统多达十几种，国有煤矿中已装备监测监控系统的矿井约占总数的三分之二。煤矿监测监控系统的应用对改善我国煤矿的平安状况，提高煤矿平安生产效率和现代化水平起到了重要作用。1.1 煤矿监测监控技术的开展历程国外煤矿监控技术的开展国外煤矿监控技术是20世纪60年代开始开展起来的，至今已有四代产品，根本上510年更新一代

14、产品。从技术特性来看，主要是从信息传输发生的进步来划分监控系统开展阶段的。第一代煤矿监测系统采用空分制来传输信息。60年代中期英国煤矿的运输机控制、日本煤矿中的固定设备控制大都采用这种技术。波兰在70年代从法国引进技术推出了可测瓦斯、一氧化碳、风速、温度等参数共128个测点的CMC-1系统。 1煤矿监控技术的第二代产品的主要技术特征是信道的频分制技术的应用。由于采用了频分制，传输信道的电缆芯数大大减少，很快取代了空分制系统。其中最具代表性且至今仍有影响的西德Siemens公司的TST系统和F+H公司的TF200系统。频分制的应用，表达了以晶体管电路为主的信息传输技术的开展，而集成电路的出现推动

15、了时分制系统的开展，从而产生以时分制为根底的第三代煤矿监控系统，其中开展较快的是英国。英国煤炭研究院于1976年推出轰动一时的以时分制为根底的MINOS煤矿监控系统，并在胶带传输、井下环境监测、供电供水监测和洗煤厂监控等方面取得成功，形成了全矿井监测监控系统。这一系统的成功应用，开创了煤矿自动化技术和煤矿监测监控技术开展的新局面。到了80年代，美国以其拥有的雄厚高新技术优势，率先把计算机技术、大规模集成电路技术、数据通信技术等现代高新科技用于煤矿监控系统，使煤矿监控技术跻身于高科技之列。这就形成了以分布式微处理机为根底的第四代煤矿监控系统。其中有代表性的是美国MSA公司的DAN6400系统，其

16、信息传输方式仍属于时分制范畴，但用原来的一般时分制的概念已缺乏以反映这一高新技术的特点。2煤矿监测监控技术在我国的开展应用我国监测监控技术应用较晚，20世纪80年代初，原煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作，大大促进了国内监控技术的开展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等如DAN6400V、TF200、MINOS和Senturion-200引进了一批平安监控系统，装备了局部煤矿；在引进的同时，通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况，研制出KJ2、KJ4等系统并通过了鉴定，90年代以来，紧跟世界监测监控系统的开展潮流，研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统，如煤炭科学研

17、究总院重庆分院的KJ90系统、煤炭科学总院常州自动化研究所的KJ95系统等，其主要特点是：监控分站的智能化水平进一步提高；具有网络连接功能；系统软件采用了Windows操作系统。同时，在“以风定产，先抽后采，监测监控12字方针和煤矿平安规程有关条款指导下规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。因此，大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现，为用户提供了更多的选择时机，并促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和效劳意识。实践证明，平安监控系统为煤矿平安生产和管理起到了十分重要的作用。综合评价我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果，煤炭

18、科学研究总院重庆分院的KJ90、煤炭科学总院抚顺分院的KJF2000、天地科技股份公司常州自动化分公司的KJ95和北京瑞赛公司的KJ4、KJ2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术效劳能力、企业性质和生产规模等方面根本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。我国煤矿监测监控系统的开展趋势开展全面的监测监控专家系统目前，我国有20余家生产监测监控系统的公司或研究所，其产品主要是监测环境平安参数，实现报警或断电控制，对生产设备的监测监控限于对设备的开/停状态进行监测，与煤炭生产全过程实行监测监控差距还较大。在软件技术上应研究开发能根据被监测环境地点的参数进行有效的危险性判别、分析和提

19、出专家解决方案，在事故情况下，指示最正确救灾和避灾路线，为抢救和疏散人员、器材提供决策。同时系统软件应向网络化开展，按统一的格式向外提供监测数据。开展覆盖面更广，监测监控参数更多的软件系统，为实现煤矿生产综合自动化奠定良好根底，是我国监测监控系统的开展任务之一。研制高可靠性、品种齐全的矿用传感器目前，国产监控系统的配套传感器，主要存在两大问题：一是品种不齐全，用于监测环境参数的传感器较多，而用于监测生产设备工作运行状况参数的传感器少；二是现有的传感器不同程度存在精度差、可靠性不高的缺陷。特别是用于瓦斯综合治理和灾害预测的甲烷传感器，一直存在使用寿命短、工作稳定性差和调校期频繁的缺点，严重制约着

20、矿井瓦斯的支持检测。在研制新型传感器是应高起点、高智能化，应充足利用微处理器的优点，做到自诊断、自校正、自调零、配置标准远传接口，统一传感器的传出信号制，以提高传输的可靠性、数据出来的简单性和传感器的互换性。开展配套齐全、高可靠性的矿用传感器是监控系统开展的关键技术之一。合理的标准通信协议现有厂家的监控系统几乎都采用各自专用的通信协议，互不兼容。目前，信息传输系统的兼容性已成为装备监控系统的各集团公司、矿井进一步引进和扩充系统功能的制约因素。有些矿井为了平安生产的需求，在系统存在严重问题和得不到技术效劳的条件下，不得不选择其他的系统。由此，通信协议不标准的后果是造成设备购置重复、不能随意进行软

21、件升级改造。制定统一的专业技术标准，对促进矿井监控技术开展和系统的推广应用具有十分重要的意义。实现全面化的网络管理虽然现在许多矿建立了局部的计算机网络系统，实现了本矿井的资源共享，但大多还处于一矿一系统，与外界几乎没有联系，其功能和任务也极其简单。今后的开展趋势是各生产矿井与矿物局、各矿物局与本省乃至全国煤矿系统构成统一完整、功能先进的计算机网络系统，真正实现更大范围的煤矿资源共享。第 2 章 平安监测 监控系统设置要求1. 矿井空气成分的监测矿井空气成分的监测主要是检测矿井空气中的污染物的浓度。对煤矿来说，这些污染物通常是指CH4、CO、CO2、NO、NO2等。在矿井平安监测系统中甲烷传感器

22、占的比例最大。对CH4进行连续监测，目的就是当风流中CH4含量值增加到非常值时，立即发出警报，以撤出人员，切断该区域电源等。由于有了可靠的监测手段，某些国家已放宽了风流中CH4含量的极限值。如，波兰在应用连续监测CH4和风速的技术装备后，已把工作面入风流的CH4浓度上限量放宽到1%，而在设置屏蔽电缆的工作面那么放宽到2%。CO是剧毒气体，它不仅会危害到工人的身体健康，而且还是矿井发生火灾的预兆，因而必须对CO进行连续监测。CO2虽不是有毒气体，也不会发生爆炸，但矿内空气中的CO2含量的增高却会导致矿井空气中的氧含量的降低，因此CO2气体也是监测的对象。矿尘不仅会对工人的身体健康带来严重的危害，

23、而且具有爆炸性的煤尘还是矿井平安的重大威胁，因而对矿井进行连续监测是很有必要的。但由于目前监测空气中粉尘的传感器技术尚不成熟，目前还无法对矿尘进行连续性监测，只能采取定期测定的方法来评价矿井空气中矿尘的浓度。备注：英国目前有一种可在井下连续测尘的单独测尘仪器西姆斯林IISimsinII，这种仪器有可能与监测系统联网而对矿井空气中的矿尘浓度进行连续监测。2. 矿井空气物理状态的监测直接影响矿井空气物理状态的主要物理因素是温度、湿度和风速。风速除会影响到矿井微气候外，还决定着进入矿井空气中的有毒有害气体及其他杂质的量。较大的风速可以保证矿井的风量，一方面到达稀释CH4浓度的目的；另一方面，较大的风

24、速产生的紊流能使巷道边缘积聚的瓦斯被吹散。但是过高的风速却会使矿尘飞扬，影响矿工健康，对于有煤尘爆炸性危险的矿井那么更是不利因素。因此对风速进行监测是非常重要的。随着煤炭生产的开展，矿井深度越来越大，机械化程度也越来越高，加上其它原因，矿井生产环境中出现了高温热害。高温热害一方面损害了矿工的身体健康，另一方面大大降低了劳动生产率，因此治理矿井高温热害是矿井通风工作者一个重要课题。对矿井高温热害进行处理，就必须摸清通风系统中热源地点，系统高温变化趋势。因而在高温矿井中，设置必要数量的温度传感器来监测温度就显得十分必要了。3. 通风设备设施运行状况的监控通风设备设施运行如果出现异常，将会引起一些不

25、良的后果。如，局部扇风机的停止运转，可能会使掘进工作面发生瓦斯积聚。3因此每个矿井都要根据自己的平安需要，把一些重要的通风设备设施列入通风平安的监测范围。4. 其他监控在抽放利用瓦斯时，为保证人员及设施平安，还要在抽放泵输入管路中和储气罐输出管路中安设高浓度瓦斯、流量、压差、温度传感器。在煤仓处还要设置煤仓煤位传感器，对其煤位进行监测，以保证煤矿的平安生产。4 监测和传输设备选择配置及测点布置要求矿井瓦斯监测系统的组成矿井瓦斯监测系统一般由监测传感器井下分站信息传输系统和地面中心站等局部组成。通常可分为开环监测控制系统和闭环监测控制系统，前者为不利用监测量去控制调节所关联的井下设施和设备，只进

26、行一般的遥控的系统；后者那么还需利用监测量去控制调节所关联的井下设施或设备。1. 监测传感器监测传感器是矿井瓦斯监测系统的感知局部，它是用来测量系统所需测量的量或判断设备设施状态的部件。其主要有甲烷传感器一氧化碳传感器二氧化碳传感器氧气传感器温度传感器风速传感器压力传感器及各种状态开关传感器等。传感器的供电方式有两种：一种是一个传感器一个电源箱；另一个是集中供电的方式，即假设干个传感器工用一个电源箱，而这种电源箱大多和系统分站在一起，井下使用的传感器的供电电源必须是本质平安型的。传感器模拟出的被测量的电信号分为电压型电流型和脉冲型3种。我国初期设计的传感器的输出制式还有电压型，其中档次分的较多

27、.目前常用的瓦斯检测报警断电仪，如AYJ-1型或AYJ-2型、ABD-21型采用的都是脉冲型。2. 井下分站 由传感器输出的统一制式的信号必须进入井下发送装置才能进入信息传输系统，这个发送装置称为井下分站。分站的作用是收集接入的各种传感器送来的模拟信号并进行整理；根据中心站的命令将各种监测参数和设施、设备工作状态参数发送给中心站；接收中心站的控制信息，执行中心站的各种控制命令，控制所关联的设备、设施。一些智能化程度比拟高的分站，在系统电缆断开后，分站仍能继续工作，如实现超限报警、断电、连续记录监测参数等。目前井下分站的开展趋势主要是提高智能化程度，一般来说分站备有备用电源，在电网停电时仍能继续

28、工作。大多数分站可以接入4-8个模拟量，输出2-3个控制量。我国早期生产的各种瓦斯断电仪，一些监测系统，如MJC-100A、A-1，采用一个传感器一个分站的形式，这种方式适用于中小型煤矿。3. 信息传输系统井下分站和地面中心站的连接局部是信息传输系统，它直接影响着信息的传输质量和系统的投资费用。在电磁干扰大，环境潮湿，有易燃、易爆、腐蚀性气体，空间小，有顶板冒落危险的井下，对信息传输提出了特殊的要求，特别是传感器分散分布，信号无法集中发送时，情况尤为突出。这就造成了矿井信息传输系统在结构上的特殊性。信息传输系统按结构可分为放射状、环状和树状3种。4. 地面中心站矿井瓦斯监测系统的核心局部是地面

29、中心站。地面中心站目前大多由计算机和信号传输接口局部组成。信号传输接口将井下传来的信号解调送入计算机，而计算机那么通过信息传输系统，向井下各分站进行通讯联系，发出指令，指挥各分站向中心站送回各种监测量。地面中心站的计算机根据井下各分站送来的各种监测信息处理的结果，必要时可向有关分站发出指令，指挥分站控制某种对象如井下某地区瓦斯浓度超限，切断该地区的电源，操作人员也可根据计算机提供的清单，向计算机发出控制命令，计算机通过显示屏显示各种数据，既有实时监测数据，也可以了解过去某一阶段的监测数据，还可以知道开展趋势。计算机是整个矿井平安监测系统的核心，目前可分为两大类，一类是集中式计算机监控系统，另一

30、类是分布式。前者把计算机作为整个系统数据采集和处理的中心，其优点是构成简单，易于管理；缺点是当主机或传输系统发生故障时，将导致整个系统的瘫痪。后者是利用智能远程分站将数据的采集、处理分散进行，一些可以通过本地分站就地处理的监测对象就不必进入监测系统连续遥测，而可以改变呼唤遥测，一些系统的分站有病肢切断功能，当系统某部位出现故障时，可以切断病肢，使系统其余局部正常工作.分布式矿井平安监测系统适用于地域分散、负载分散、环境条件较差的情况，其优点是在传输系统或主机出现故障时仍可进行工作。5监测系统的选择配置要求矿井使用瓦斯监测系统的目的是为了通过采用新技术来改良采掘过程中的平安状况，改善矿井的环境与

31、平安条件，提高生产率；保证矿井的生产方案和工程的实现。为此，系统的选择主要应从如下几个方面考虑。1. 矿井灾害情况如矿井瓦斯涌出量、煤层自然发火、冲击地压及地温地热等灾害及程度都是确定建立矿井瓦斯监测系统类型的及程度都是确定建立矿井瓦斯监测系统类型的依据。2. 矿井生产情况要根据矿井生产能力的大小与生产系统复杂程度以及井下采掘工作面的数量、机电硐室数目、装煤点数目、风硐等一些需要监测地点的数量来确定瓦斯监测系统的装备容量，并在此根底上再考虑20-30的备用量。3. 系统的功能选择矿井瓦斯监测系统时应优先配用计算机系统进行数据处理，除汉字功能外，其软件功能要强，易于开发，有足够的容量，能够用来开

32、展通风平安管理、数据统计、计算及报表编制工作，当监测点数较多时，应考虑生产监控和平安监测自成系统。在计算机的选型上应优先使用兼容机种，要能方便地和矿、局计算机联网。4. 综合技术、经济方面在进行矿井瓦斯监测系统的选择设计时应从技术的先进性、性能的稳定性、平安的经济效益、使用维护方便性、吨煤投资和吨煤维护费用等方面进行综合技术经济分析，以作为选择矿井瓦斯监测系统的依据。原那么上，被监测的信息量多少是确定选择系统大小的依据.一般来说，大型矿井应该选择KJF-2000、KJ-4、KJ-2000、KJ-2系统，也可以选择TF-200系统，中小型矿井可选择TF-200、A-1、A-2、MJC-100A、

33、AU1、AYJ-80等系统，小型矿井可选择A-1、A-2、AU1、AYJ-16系统和ABD-21、AYJ-2、AWBY-2等不带微机的单一瓦斯监测系统。需要指出的是，目前我国的矿井瓦斯监测系统仍处于开发阶段，大局部产品并没有最后定型，因此对每一种系统从技术开展上要有深入的了解。另外，由于我国的矿井有相当一局部是处于改扩建的过程中，因此在建立矿井瓦斯监测系统时，应把矿井的近期目标和矿井的中长期目标结合起来考虑。监控设备选型要求.1监控设备选型原那么矿井监控系统是以环境监测和生产设备工况监控为目的，因此，矿井监控系统应满足：可靠性高、抗干扰能力强、抗故障能力强、监控种类多如甲烷、风速等多种物理量的

34、监测、容量大、监控距离远、监控周期短、处理软件丰富、显示直观，操作方便、使用电缆少、安装维修方便、投资少、可配置远距离终端、方便与上级主管部门联网的要求。2.2监控总站和各分站主要设备根本配置：分站主机、电源、传感器电源、甲烷超限报警断电闭锁装置。井下分站应安装在便于工作人员观察、调度、检验、支护良好、无滴水、无杂物的入风巷道或硐室中。其距离巷道底板的高度不应小于，并加垫木或支架牢固固定。独立的声光报警箱要悬挂在巷道顶板以下300-400处，悬挂位置应满足报警声能让需要听到的人听到的要求。地面中心站的布置要求：矿井监测系统中心站应配备2台计算机，一台工作，一台备用，并配有打印机和屏幕显示器。中

35、心站要能遥测和记录所有瓦斯传感器的数据。中心站计算机电源应有在线式不间断电源或交流稳压器加后备式不间断电源供应。中心站机房应采用空调设施及抗静电地板。3中心站根本配置：如GW0520-CH、P3070打印机、16吋彩显。传输设备及器材选型要求1. 监测系统传输电缆要专用，不能与井下通信电缆合用，以提高可靠性。2. 监测系统各设备之间本质平安信号的连接宜选用蓝色外护套的矿用通信和信号电缆，井下非本质平安信号之间的连接不宜使用蓝色外护套的电缆。3. 监测系统中井下设备所使用的电缆应具有阻燃性能。4. 监测系统中各设备之间的连接电缆需加长或作分支连接时，被连接电缆的芯线应采用盒线，或具有接线盒功能的

36、装置，用螺钉压接或插头插座插接，不得采用电缆芯线导体的直接搭接或绕接的方式。5. 具有屏蔽层的电缆，其屏蔽层不宜用做信号的有效通路。在用电缆加长或分支连接时，相应电缆之间的屏蔽层应具有良好的连接，而且在电气上连接在一起的屏蔽层一般只允许一个点与大地相连。6. 所有传输系统直流电源和信号的电缆尽量与电力电缆眼巷道两侧敷设，假设必须在同一侧平行敷设时，它们与电力电缆的距离不宜小于m。 监测设备各类传感器测点布置要求回采工作面传感器选型及配置要求在低瓦斯矿井回采工作面除瓦斯涌出量较大、变化异常的外，只需安装传感器T1，该传感器的瓦斯报警浓度为1%CH4、瓦斯断电浓度为1.5%CH4，复电浓度为小于1

37、%CH4，其断电范围应是工作面和工作面回风巷中全部非本质平安的电器设备。如图2-1回采工作面瓦斯传感器布置示意图。在高瓦斯矿井的回采工作面和低瓦斯矿井涌出量较大、变化异常的回采工作面，必须按图2-1所示设置传感器T1和T2，其中T1的规定同上，T2的报警浓度为1%CH4、瓦斯断电浓度为1.5%CH4，复电浓度为小于1%CH4，断电范围为回风巷内全部非本质平安的电器设备。在有瓦斯喷出或煤与瓦斯突出的回采工作面，必须按图2-1中所示同时安装传感器T1和T2，但T2的断电范围扩大到进风巷中的全部非本质平安的电器设备，如不能实现断电，也可增设T3。其中T1和T2的规定同上，T3的报警浓度为0.5%CH

38、4、瓦斯断电浓度为1%CH4，复电浓度为小于0.5%CH4，断电范围为工作面进风巷中全部非本质平安的电器设备。回采工作面采用串联通风时，进入串联工作面的风流中必须装设瓦斯传感器、瓦斯报警、断电浓度为0.5%CH4。综采工作面和高档普采工作面应在采煤机上安设机载式瓦斯断电仪。当机组附近瓦斯浓度到达1%时，发出声、光报警信号，到达1.5%时自动切断采煤机电源。高瓦斯矿井与低瓦斯矿井涌出量较大、变化异常的回采工作进风巷道或回风巷道中，应设置系统风速传感器。风速传感器应设置在巷道前后10m内无分支分流、无拐弯、无障碍、断面无变化、能准确计算测风断面的地点。当风速低于或超过设计风速的20%时，应发出声、

39、光报警信号。图2-1 回采工作面瓦斯传感器布置图掘进工作面传感器选型及配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，瓦斯传感器按图2-2所示设置。图2-2 掘进工作面瓦斯传感器布置示意图在高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井，T1、T2应为上下浓度组合式瓦斯传感器。低瓦斯矿井的掘进工作面可不设T2、T1的报警浓度为1%CH4、瓦斯断电浓度为1.5%CH4，复电浓度为小于1%CH4，断电范围为掘进工作面及附近20m内全部非本质平安的电器设备。T2的报警浓度为1%CH4、瓦斯断电浓度为1%CH4，复电浓度为小于1%CH4，断电范围为掘进工作面巷道中全部非本质平安的电气设备。图2-3 回采工作

40、面进风流中有串联掘进工作面时瓦斯传感器布置示意图回采工作面的进风流中串联有掘进工作面时，应按图2-3增加瓦斯传感器T3。T3的报警浓度为0.5%CH4、瓦斯断电浓度为0.5%CH4，复电浓度为小于0.5 %CH4，断电范围为回采工作面及回风巷中全部非本质平安的电气设备。图2-4 掘进工作面串联通风时瓦斯传感器布置示意图掘进工作面与掘进工作面串联通风时，应按图2-4所示，在被串入的掘进工作面的局部通风机入口前3-5米处增加瓦斯传感器T3，其报警浓度为0.5%CH4，瓦斯断电浓度为0.5%CH4，复电浓度为小于0.5%CH4，断电范围为被串入的掘进工作面及其回风巷中全部非本质平安型电气设备。掘进机

41、配有机载式断电仪时，工作面风流中不可另设瓦斯传感器。6机电硐室传感器选型及配置要求机电设备硐室遇到以下情况之一时，应设置系统或断电低浓度瓦斯传感器。1. 有瓦斯涌出的机电设备硐室，应在瓦斯浓度较大的地方设置一个系统或断电浓度瓦斯传感器。2. 在回风流中设置机电硐室时，瓦斯传感器按图2-5所示设置。在瓦斯矿井中只设T1，在煤与瓦斯突出的矿井中，还需在各进风侧布置瓦斯传感器T2、T3和T4。T1报警浓度为0.5%CH4，瓦斯断电浓度为0.5%CH4，复电浓度为小于0.5%CH4，T2、T3和T4的报警浓度为1%CH4，瓦斯断电浓度为1%CH4,复电浓度为小于1%CH4，各传感器的断电范围为机电硐室

42、内全部非本质平安型电气设备。图2-5 机电硐室瓦斯传感器布置要求3. 重要巷道内传感器的布置要求高瓦斯矿井的主要进风运输巷道内使用架线电机车时，装煤点处都必须安设瓦斯传感器，其设置位置如图2-6所示。T1的报警浓度为0.5%CH4，瓦斯断电浓度为0.5%CH4，复电浓度为小于0.5%CH4，传感器的断电范围为装煤点上风流100米内及其下风流的架空线电源和全部非本质平安性电气设备.在瓦斯涌出区段，应按图2-7所示装设瓦斯传感器T1。T1的报警浓度为0.5% CH4，瓦斯断电浓度为0.5%CH4，复电浓度为小于0.5%CH4，传感器的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

43、部非本质平安性电气设备。矿井的每一个采区、一翼回风巷及回风巷的测风站应安设瓦斯和风速传感器。矿井主要通风机的风硐内应安设风速和压差传感器。4图2-6 架线电机车巷道中装煤点处瓦斯传感器布置示意图1-装煤点；2-架空线；T1-甲烷传感器图2-7 瓦斯涌出区域瓦斯传感器布置示意图瓦斯抽放与井下抽放站机房内传感器的布置要求瓦斯抽放与井下抽放站机房内，都应在距房子顶部300处安设瓦斯传感器，当空气中瓦斯浓度超过0.5%时，发出声、光报警信号。抽放泵输入管路中应安设高浓度瓦斯、流量、压差、温度传感器，采用干式泵抽放时，输入管路中的瓦斯浓度低于25%时，应发出声、光报警信号。利用瓦斯时，还应在储气罐输出管

44、路中安设高浓度瓦斯、流量、压差、温度传感器，输出管路中的瓦斯浓度低于30%时，应发出声、光报警信号。此外，还可酌情配置局部通风机风筒开关、风门开关、自动洒水、喷雾、粉尘、火灾及烟雾等传感器。2.3井下传感器装备量要求1. 井下传感器装备水平矿井平安监测系统井下传感器的配置主要根据矿井灾害类型和矿井开拓开采布置确定。影响传感器装备量的主要因素，首先是矿井瓦斯等级及煤层自燃倾向性，其次是矿井采掘工作面数，为便于设计人员操作，可将传感器装备水平按瓦斯等级及煤层自燃倾向性归纳成表。见附录1。2. 井下传感器装备量为便于高阶段设计测算各种井型、各类灾害矿井井下传感器装备量，以便与生产监控一并考虑选择适宜

45、的矿井集中监测系统，根据现行?煤炭工业矿井设计标准?中井型划分及采区个数的限制，结合当前及今后矿井生产开展趋势，由附录2、附录3可测算出各类矿井各种传感器装备数量。从附录2及附录3，只要矿井设计生产能力、设计采区个数及回采工作面个数，结合矿井瓦斯等级及煤层自燃倾向性，即可在表中查出每种传感器的大致装备量及矿井传感器装备总量。3. 传感器备用量(1) 瓦斯传感器瓦斯传感器装备用量按图2-8选取。按曲线查出传感器备用个数小数点之后均进1。(2) 其他传感器一氧化碳、风速、差压、风筒开关、风门开关传感器备用系数一般按15%-20%计。第 3章 新兴矿井田概况及地质特征3.1 井田概况3.1.1交通位

46、置和自然地理新兴煤矿位于七台河矿区西部，距七煤公司约十二公里，行政区划属黑龙江省七台河市新兴区管辖。地理坐标为北纬45°4645°47，东经130°30130°31。井田范围：北界74层煤层露头，与新立矿、新建矿相邻；南界到桃七三区44号煤层-800标高；东界为F11号断层，与桃山矿相连 ；西部以F14号断层为界，与东风矿相邻。东西走向长约km，南北倾斜宽约km，面积约km2。 新兴矿远景储量开发区为桃七三区，位于本矿区南部2.5km处,桃七三区的勘探区范围为：东起F7断层，与桃山矿生产区相邻；西部以F14号断层为界；北以F27号断层为界，与新兴矿生产区

47、相邻；南以F8号断层为界。东西走向长km，南北倾斜宽km，面积约km2。区内有矿用铁路专用线与勃七线，牡佳线接轨。铁路交通方便。公路可通往桦南、佳木斯、双鸭山、宝清、密山、鸡西、勃利、依兰和哈尔滨等市县。公路交通十分方便。井田北部有倭肯河由东向西流。地形大部属丘陵区。地面标高在+170m+240 m。区内由11月至翌年 4月为冻结期，冻结深度为 2m,最高气温在零上 2731，最低气温在-2934, 全年平均气温在零上 0.5，年降水量为370mm631mm 。井田自然概况和目的任务新兴煤矿从1958年开始筹建，1960年东煤公司二O四勘探队提交精查地质报告后，由原黑龙江省煤炭设计院进行了总体

48、设计，成立了新兴煤矿。1970年矿自己施工了二井、五井、六井。1971年由矿务局建设公司施工了一井1980年10月一井独立变为新立煤矿。为了提高生产能力，便于集中生产，新兴煤矿于1976年开始 进行皮带井集中改造施工，并于1981年建成。1983年产量到达矿井设计能力75万t/a。1988年完成产量108万t，1990年以来产量逐年递增，1998年设计能力120万t,实际产量140万t,1999年产量到达150万t/a。1990年以来，先后建成了立井及二水平运输系统，集中由立井提矸。新兴煤矿矿井开拓方式为斜、立井混合多水平分区式。采煤方法 为走向长臂后退式。分三个水平，即生产水平为 -25 m

49、标高，延深水平为-300m标高，深部水平为-800m标高。主要开采煤层有47层、48层、49层、51层、58层、60层、63层、65层、67层、68层计10层。为了更好地满足矿井生产需要，合理利用煤炭资源，给二水平延深提供可靠的地质资料，根据集团公司勘探队生产补勘资料和十余年的井巷工程资料，对原新兴矿生产地质报告进行修改和补充。对以往的采探成果及补充勘探成果进行全面收集，系统整理，综合分析，进而修改构造，重新核实储量，并对地质公司提供的本矿规划区桃七三区生产补充勘探资料进行了整理、分析参加本次报告之中，为矿井生产，开拓延深和设计提供可靠的地质资料。临井和小窑新兴矿周边均由落差数百米的大型断层作

50、为矿界，与邻区无采动影响。矿区内自1958年以来，先后开掘上百处小井，现生产的小井有 86个，其中，局外的 58个，局内的28个，与大井有关系的13个。各小井均开采大井无法利用的构造复杂块段、边角块段、表外量或不计量煤层。对这些小井矿里一直严格管理，并责成地测科具体负责，尤其对与大井平安有关的小井由矿地测科测绘，监督其开采情况，杜绝了由于小井开采影响大井平安的事故发生。3.2 井田地质地质特征本矿区煤系地层属上侏罗统鸡西群含煤地层，主要由城子河组上部和穆棱组下部组成。下部界限从74号煤层底板开始，上至44号煤层，地层厚度1265m，共含煤56层，总厚度 1 m，含煤系数为2.33 %，其中可采

51、和局部可采20层。穆棱组平行不整合于城子河组之上，以42号煤层底板含砾粗砂岩为城子河组和穆棱组分界。根据岩性特征和含煤性，本矿区的地层主要在城子河组第五段和第九段之间，现分述如下：1. 城子河组第五段为80号煤层底板含砾粗砂岩至74号煤层顶板粉砂岩间的地层，厚度约150m，含煤7层，其中局部可采层3层，为74、77、79层，岩性以中、粗砂岩，含砾砂岩，粗砂岩为主。2. 城子河组第六段：系指74层顶板粉砂岩至67层顶板含砾粗砂岩间的地层，厚约90米，含煤6层，其中67、68为主要可采煤层，72、73层局部可采，岩性以中、粗砂岩，粉细砂岩为主，67层底板凝灰岩发育较好，厚度约1-2m，是区域比照的

52、重要标志。3. 城子河组第七段：为67层顶板含砾粗砂岩至56层顶板粗砂岩，厚度约240m，含煤共10层，其中以58、60、63、65、66层发育较好，大局部可采，56层仅在5线附近发育较好，其余均不可采。该层段岩性以粉砂岩，粉细砂岩互层，中至粗砂岩为主。本段含薄层凝灰岩3层，其中以67层煤层底板发育较好，为比照标志。4. 城子河组第八段：为56层顶板粗砂岩至51层底板粗砂岩间地层，厚度约215m，含煤5层，只有55层局部可采，其余均不可采。该层段岩性以粉细砂岩互层为主。5. 城子河组第九段：为51层底板粗砂岩至44层顶板含砾粗砂岩的层段，厚度约260m，共含煤12层，其中48层全矿可采，厚度在

53、1m左右，局部可采层有44、46、47、49、50、51层共6层，46、49、50、51层为复煤层，灰分较高，该层段岩性以中砂岩，粉砂岩，细砂岩为主，48层下部的中粗砂岩，44层底板凝灰岩可做全矿的比照标志。第四系残积层、坡积层不整合于下伏地层之上，厚度约10m左右。3.2.2构造勃利煤田位于我国新华夏系第二隆起带，双鸭山、七台河、鸡西中生代坳陷中部，是一个弧形构造。新兴矿位于弧形构造西翼，区内地层总体向南倾斜，煤层走向由N60°W渐变为EW方向，煤层倾角由北向南逐渐变大，井田北部煤层倾角一般在7-11°，井田中部煤层倾角15-20°，井田南部煤层倾角20-30&

54、#176;，整个井田为一向南倾斜呈弧形展布的单斜构造。井田内的地质构造以断层为主，根据多年来生产实践和勘探资料及各小煤矿的揭露，现确定井田内的断层共有26条。井田内的断层构造可分为四组，现分述如下：第一组与煤层走向斜交，走向一般在N30-50°W，属张性断层，断层面比拟平直，倾角一般在55-70°左右，为正断层。属于这组断层的有：F11、F3、F7、F8、F4、FB、F47、F26、F14、F48、F52、F10等。其中落差较大的F4号断层作为划分井区的界线，F11,F14是划分井田矿界的主要构造。第二组与煤层走向斜交，局部近于平行，走向N45-80°E，属压扭性

55、断层，常被第一组切割，这组断层在井田内不太发育，属于这组断层的有：F27、F43、F02、F1等，其中F27号断层构成了矿井南部与桃七三区的界线。第三组与煤层走向近于直交，走向SN-S10°E，属于张性断层，在走向上延伸不远即尖灭消失，落差一般不大，这组断层有FE、F42、F29、F13、F40、F30、F01等。第四组与煤层走向斜交，走向N30°W，属于压扭性断层，与第二组断层走向近于平行，断面疏缓，倾角一般在50°左右，是逆断层。这组断层在井田内很少发育，只有FD，F03属于这种性质的断层。3.3煤层和煤质3.3.1煤层比照和可采煤层经生产实践和补勘证实，原精

56、补报告关于煤层比照的方法正确，比照标志可靠。以下是煤层比照的依据。1. 标志层：44号煤层底板厚约2m的凝灰岩。61号煤层底板厚约1m的凝灰岩。67号煤层底板厚约m的凝灰岩。74号煤层底板厚约1m的凝灰岩。2. 煤层组：48煤层组：在间距151m范围内含煤6层，可采层一层，为48层，局部可采层3层，为47，49，51层，赋存稳定,是区内煤层比照的主要标志。60煤层组：在间距230m范围内含煤10层，可采层一层，为58层，局部可采层60层,可作为局部煤层比照标志。67煤层组：在间距189m范围内含煤10层，可采煤层4层，为63，65，67，68层，局部可采层2层，为66，74层，可作为煤层比照标

57、志。3. 煤层间距法：本区煤层间距比拟稳定，可作为煤层比照标志。例如：47层与48层顶底板间距均在25-30m左右。4. 煤层特征：47层：煤层在本区内相对较厚，煤质较好，块状，煤层中夹凝灰岩薄层。48层：煤层相对较厚，煤质较好，块状，全区发育。m之间。 60层：煤层为磷片状。67层：煤层较厚，块状，煤层中间含炭质页岩。5. 大的岩性、岩相比照法：本区内岩性较细，主要由粉砂岩、细砂岩，粉细互层、中砂岩及煤层组成，仅有较少的粗砂岩、含砾砂岩。煤层和岩层的物性差异均比拟明显，各种岩层的密度差异较小，r-r曲线在各种岩层上反响平直破碎带除外，煤层异常反响明显。煤岩层的电性差差异也比拟大，煤层呈现中高值，岩性电阻率较低，各种岩层的电阻率变化不大，电阻率曲线能够较清楚地反映出煤层，岩层 电性方面的差异，凝灰岩和含凝灰质砂岩电阻率最低，是用测井资料进行煤岩比照的重要标志层。煤岩层的天然放射性同位素含量也有明显的差异，煤层中含量低，与含砾粗砂岩含量相近，与粉、细砂岩的含量