煤矿监测监控培训讲义课件

1、27 七月 2022煤矿监测监控培训讲义本次学习的几点目的：1、认识煤矿监测监控系统的重要作用；2、了解我矿KJ86N监测监控系统的基本情况，对监控系统有大体认识；3、熟悉井下各工作面规定的探头数量和安放位置；4、熟悉煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范AQ1029-2007；本次学习主要内容：1、建立煤矿安全监测监控系统的重要意义2、煤矿安全监测监控系统简介3、煤矿安全监测监控系统的相关要求4、传感器的安装、使用和维护要求第一章 煤矿监控系统的重要作用 煤矿安全监控系统是煤炭高产、高效、安全生产的重要保证。世界各主要产煤国对此都十分重视，研制、生产和推广使用了环境安全、轨道运输、供电、火灾

2、、水灾、煤与瓦斯突出、机电设备运行状况等监控系统，提高了生存率和设备使用率，增强了矿山安全。第二章 煤矿监控系统简介甲烷传感器第二章 煤矿监控系统简介 矿井安全监测监控系统是由单一瓦斯监测、就地断电控制的瓦斯遥测系统和简单的开关监测模拟调度系统发展而来的。我矿在用的KJ86N系统，是实现现代科学化管理矿井，保证矿井安全生产的必不可少的装备。系统可兼容模拟盘、电视墙动态显示，生产调度管理及局、矿办公自动化网络。第二章 煤矿监控系统简介1、组成第二章 煤矿监控系统简介(1)传感器：将被测物理量转换为电信号 (2)执行机构(含声光报警及显示设备)：将控制信号转换为被控物理量(3)监控分站：接收来自传

3、感器的信号，传感器及执行机构距监控分站的最大传输距离一般不大于2 km (4)电源箱：将井下交流电网电源转换为系统所需的本质安全型直流电源(5)主站(或传输接口)：接收监控分站远距离发送的信号，并送主机处理；接收主机信号，并送相应监控分站。 (6)主机及其他设备第二章 煤矿监控系统简介传输及中转系统A1B1C1Z1存储输出及分析控制系统ABCZ各类传感器及控制执行机构有线或无线简单的说：我矿监测监控系统主要由地面中心站设备、井下设备和软件部分3大部分组成第二章 煤矿监控系统简介2、传感器技术传感器类型甲烷、CO、O2、H2S等气体浓度传感器；速度、位移、压力、温度、电流、电压、流量等参数传感器

4、；开闭、位置等状态传感器。第二章 煤矿监控系统简介甲烷浓度传感器载体热催化传感器：简单实用、价格低廉：2200元以内，目前国内甲烷检测的主流；但量程小：0-4%，寿命短：约1年，调校期短：15天，反应慢：30S，且易发生H2S和高浓度甲烷中毒。光干涉传感器：光电转换 技术没有突破。系列催化元件第二章 煤矿监控系统简介热导传感器，测量范围0100，但只有在860CH4范围内满足精度要求，通常用作高浓度段瓦斯的测量；测值受环境温度影响大，不易补偿； 红外传感器，测量范围可达0-100%，寿命5-8年，调校期12月以上，反应时间15S以内，价格8000元以内。英国E2V的红外气体传感头 中国重庆院红

5、外气体传感头 第二章 煤矿监控系统简介3、监控分站： 接收来自传感器的信号，并按预先约定的复用方式(时分制或频分制等)远距离传送给主站(或传输接口)，同时接收来自主站的(或传输接口)多路复用信号(时分制或频分制)监控分站还具有线性校正、超限判别、逻辑运算等简单的数据处理能力，对传感器输入的信号和主站(或传输接口)传输来的信号进行处理，控制执行机构工作，传感器及执行机构距监控分站的最大传输距离一般不大于2 km第二章 煤矿监控系统简介 因此，一般采用星形网络结构(1个传感器或1个执行机构使用1根电缆与分站相连)单向模拟传输。监控分站至主站之间最大传输距离达10 km，为减少电缆用量、降低系统电缆

6、投资、便于安装维护、提高系统可靠性，通常采用2芯(用于单工或单向)、3芯或4芯(用于双向)矿用信号电缆，时分制或频率分制多路复用(有的系统采用码分制)；采用树形网络结构、环形网络结构或树形与星形混合网络结构，串行数字传输(基带传输或频带传输，异步传输或同步传输)。 第二章 煤矿监控系统简介4、主站(或传输接口)与主机： 接收监控分站远距离发送的信号，并送主机处理；接收主机信号，并送相应监控分站。主站(或传输接口)主要完成地面非本质安全型电器设备与井下本质安全型电气设备的隔离、控制监控分站的发送与接收、多路复用信号的调制与解调、系统自检等功能。第二章 煤矿监控系统简介5、主机： 主机一般选用工控

7、微型计算机或普通台式微型计算机，双机或多机备份。主机主要用来接收监测信号、校正、报警判别、数据统计、磁盘存储、显示、声光报警、人机对话、输出控制、控制打印输出、与管理网络联接等。第三章 监测监控系统的相关要求1、煤矿安全规程相关要求：一百第五十八条 所有矿井必须装备矿井安全监控系统。矿井安全监控系统的安装、使用和维护必须符合本规程和相关规定的要求。一百第五十九条 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，控制区域等做出明确规定，并绘制布置图。第三章 监测监控系统的相关要求2、大同煤矿集团公司相关要求：第199条 安全监测监控系统入井的

8、所有设备必须取得“安全仪表检验合格证”、“产品合格证”、“产品生产许可证”、“防爆合格证”和“MA标志证”。第200条 矿井应配备传感器、分站等安全监控设备备件，备用数量不少于应配备数量的20%。第三章 监测监控系统的相关要求第201条 安全监测监控设备必须具有故障闭锁功能。即，当与闭锁控制有关的监控设备未投入正常运行或发生故障时，必须切断监测监控设备所监控的全部非本质安全型电气设备的电源；当与闭锁控制有关的监控设备工作正常并稳定运行后，自动解锁。第202条 矿井安全监测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。即，当主机或系统电缆发生故障时，井下监测监控设备任然能够进行正常的监

9、测和控制，仍能够实现风电闭锁和瓦电闭锁。第三章 监测监控系统的相关要求第205条 矿井监控系统的主机必须双机热备，24小时不间断运行。当工作主机发生故障时，备用主机应在5分钟内投入工作。实现联网的主机必须装备硬件防火墙。第206条 中心站应双回路供电，中心站计算机电源应经在线式不间断电源供给，在动力电网停电后，备用电源必须保证正常工作2小时以上。第三章 监测监控系统的相关要求我矿在用：GJC4型低浓度甲烷传感器结构示意图3、我矿常用甲烷传感器使用简介GJC4型甲烷传感器主要技术参数(1)工作温度：040。(2)相对湿度：98（+25 ）。(3)大气压力：86kPa116kPa：(4)风速：0m

10、/s8m/s。(5)使用场所：在具有甲烷、煤层等爆炸性混合物的危险场所使用。(6)工作电压：本安DC9VDC24V；(7)工作电流： 100 mA；(8)测量范围：0CH44.00CH4；(9)传感元件寿命：一年。第三章 监测监控系统的相关要求第三章 监测监控系统的相关要求(10)光报警输出：报警时数码管高、低亮度闪烁；(11)声报警输出：报警时报警声长鸣；(12)显示输出：三位红色高亮大数码管显示% CH4浓度值，一位绿色小数码管作辅助功能显示；(13)外形尺寸：140X60(14)质量：2KG(15)检测响应速度：30 s。(16)电源供电距离：3KM第三章 监测监控系统的相关要求1)工作

11、原理 该传感器采用载体催化元件作为甲烷检测元件，当周围环境中存在甲烷气体时，有催化剂的元件表面无焰燃烧，无催化剂的元件不燃烧，因此产生一个温度/电阻差，电阻的变化引起电参数的变化经过放大器的放大与标准电压进行比较送出一个电压信号给智能主板，该板以MICROCHIPPIC单片机为核心，对采集到的电压信号进行分析、处理、转换成甲烷浓度值显示输出、报警断电输出，同时当传感器收到中心站计算机发出的读取数据指令后，将相应的数字信号通过总线传送给地面中心站主机。第三章 监测监控系统的相关要求2)结构组成 传感器采用本质安全型兼隔爆型结构。由圆形外壳、插头、甲烷传感元件、信号放大板、智能主板、蜂鸣器等零部件

12、组成。壳体采用不锈钢材料制成，具有电磁防护、安装方便、防护性能好、坚固耐用等特点。第三章 监测监控系统的相关要求3)安装 GJC4型甲烷传感器应按煤矿安全规程要求,安装在采煤工作面、掘进工作面、回风巷道等有甲烷气体的地方,应将传感头向下悬挂固定在被测巷道顶板上，这样使传感元件上堆积的煤尘最少，同时安装位置应避开连续淋水、激烈振动、电磁干扰的地方。4)接线接线应在断电状态下进行。按照接线图连接干线电缆和断电控制线。确认接线无误的情况下，可通电运行。 1脚为红色线电源V+ 2脚为橙色线电源V- 3脚为棕色线回送信号 4脚为黑色线控制信号Vk+ 5脚为黄色线发送信号 6脚为蓝色线常闭控制信号 7脚为

13、绿色线常开控制信号。 第三章 监测监控系统的相关要求 5)报遥控器按键“09 ”数字键 用来输入传感器命令。“*”符号键取消键，用来取消错误的输入命令。“#” 符号键确定键，用来确认输入的命令。第三章 监测监控系统的相关要求6)操作方法 将遥控器装有红外发射器的方向对准传感器的显示窗查看或修改传感器参数：输入5.3.1中的显示命令（表1）中的命令，按确定键，传感器显示相应英文代码, 按确定键,显示相应的数值或码值，按确定键返回到监测状态；如果需要修改参数按取消键，输入正确的参数后按确定键显示yyy再按确定键返回监测状态。例如：查看传感器的地址。直接输入901，按确定键，显示Add表示地址，再按

14、确定键，显示001表示本传感器的地址是001，再按确定键返回到监测状态。设置或修改传感器的参数：将传感器的地址由1号改为8号地址，直接输入901，按确定键，显示Add表示地址，再按确定键，显示001表示本传感器的地址是001，按取消键显示uuu，输入008按确定键显示yyy再按确定键返回到监测状态，传感器地址修改成功。（注： * 为 取消 键，# 为 确定 键）。 第三章 监测监控系统的相关要求7)传感器零位调整 传感器接通电源后。在通电1分钟内显示 CH4，1分钟后进入监测状态。待传感器工作稳定15分钟后在进行调整。打开后盖，通入零气样，在放大板上可以看到一个蓝色的可调电位器用小螺丝刀调整该

15、电位器，使放大板上Sig与Vref的电压一致，然后安装好后盖。第四章传感器的安装、使用和维护要求(1)甲烷传感器安置在粉尘较少的环境、风流稳定的地方，且距顶板不得大于300mm，距巷道侧壁不得小于200mm； (2)风速传感器安置于巷径均匀、风速均匀、空气温度不大的环境中，且风速传感器进风口距离巷道顶部约为25cm35cm之间；(3)温度传感器安置于机电硐室，在巷道中可随意放置或温度偏高的煤壁附近；(4)所有传感器的安放、设置、调校均以该产品的使用说明书为准。1、安装总体要求：第四章传感器的安装、使用和维护要求2、我矿综采工作面监控系统示意图：第四章传感器的安装、使用和维护要求3、我矿掘进工作

16、面监控系统示意图：第四章传感器的安装、使用和维护要求1、在巷道开口时，在距迎头5米范围内、无风筒侧安设一台甲烷传感器，并加装保护罩及说明牌板。当回风绕道与回风大巷贯通形成全风压通风后正巷掘进距离超过20米时，在保留工作面传感器的同时，要在距回风绕道口1015米处增加一台回风流甲烷传感器和一氧化碳传感器。当掘进巷道长度超过1000米时，需在巷道中部增加一台甲烷传感器。3、我矿巷道标准化相关要求：第四章传感器的安装、使用和维护要求2、工作面传感器安装标准：距顶不大于0.3m，距帮不小于0.2m，无风筒侧，距迎头不大于5m；甲烷传感器必须悬挂在顶板完好、无淋水的地点；传感器必须安装说明牌板及保护罩，说明牌板必须填写规范准确；传感器示数必须面向工作人员。3、在工作面倒数第二节风筒安设风筒传感器。4、巷内监控线缆必须上电缆沟吊挂平直，不得将监控电缆拖放地上，多余电缆必须用绕线装置缠绕整齐。培训习题：所有煤矿矿井必须装备矿井安全监控系统。（ ）采煤工作面采用串联通风时，被串联工作面的进风巷必须设置甲烷传感器。（ ）培训习题：矿井每一个采区、一翼回风巷及总回风巷的测风站应设置风速传感器。（ ）当电网停电后，矿井安全监控系统必须保证正常