监控有效资料

监控有效资料第1页/共95页2矿井监控系统概述（149）一、矿井监控系统重要性

1、矿井监控系统是煤炭高产、高效、安全生产的重要保证。

2、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、胶带运输、提升运输、供电、排水、矿山压力、火灾、水灾、煤与瓦斯突出、大型机电设备健康状况等监控系统。

3、提高了生产率和设备利用率，增强了矿山安全。第2页/共95页3二、矿井监控系统的作用1、矿井监控系统的推广应用实现了甲烷超限断电、停风断电、通风系统监控、煤与瓦斯突出预报、火灾监测与预报、水灾监测与预报、矿山压力监测与预报等。

2、减少了瓦斯与煤尘爆炸、火灾、水灾、顶板等灾害与事故的发生。

3、保障了煤矿安全生产和矿工生命安全。第3页/共95页4关于系统“监控有效”的理解（补充）

保证系统“监控有效”

先进成熟技术支撑

贯彻落实文件标准规范加强日常使用维护管理

各级领导的高度重视第4页/共95页5二、矿井监控系统的主要组成第5页/共95页6本节主要内容一、出台背景二、主要依据和编制过程三、有关问题的解释四、使用管理中应关注的问题第6页/共95页7名词解释（151）1、监测:监视检测2、监控:监测控制3、煤矿安全监控系统：包括瓦斯、风速、一氧化碳、风压、温度、烟雾、设备开停、风筒、风门、馈电传感器等传感器。4、煤矿安全生产监控系统：包括安全、抽采、提升、轨道、胶带、供电、排水、矿山压力、人员位置等子系统。第7页/共95页81.出台背景1.1安全监控设备的发展上世纪70年代前便携式仪器80年代前后甲烷断电仪甲烷遥测仪便携式甲烷检测报警检仪瓦斯报警矿灯等第8页/共95页91.出台背景1.1安全监控设备的发展英国MINOS系统——淮南谢一、平顶山五矿西德TF200系统——兖州兴隆庄矿美国DAN6400系统——淮南潘一矿法国CTT63/40系统——阳泉一矿波兰CMC－1系统

CMM-20系统开滦赵各庄矿冲击地压监测系统等抚顺老虎台矿等西德TF200系统传感元件制造技术等重庆煤矿安全仪器厂等第9页/共95页101.出台背景1.1安全监控设备的发展80年代中期——国产安全监控系统问世90年代——矿务局监控系统联网2005年以来——安全监控系统普及联网第10页/共95页11第11页/共95页121.出台背景1.2煤矿必须装备安全监控系统国务院第81次常务会议提出了瓦斯治理七项措施，高、突矿井必须装备安全监控系统并联网。2006年国家安监总局要求,低瓦斯矿井必须装备安全监控系统。第12页/共95页13全国煤矿安全监控系统装备情况（套）第13页/共95页14

1.出台背景

1.3现场维护和管理问题1、传感器的设置数量不足，种类不全，地点、位置不符合要求。2、甲烷传感器调校周期过长，方法不对。3、不测试断电闭锁功能，断电闭锁失效。4、地面中心站的装备管理存在问题。5、培训不到位,维护、管理人员缺乏相关知识，不会操作、维修。

第14页/共95页151.出台背景1.4标准、规程修定滞后2006年以前装备的监控系统及传感器的执行的产品标准于上世纪90年代制定。《煤矿安全规程》“通风安全监控”一章有关传感器的布置源自《矿井通风安全监测装置使用管理规定》（煤安字[1995]第562号）。第15页/共95页161出台背景1.5采取措施，出台相关标准、文件MT/T1004-2006《煤矿安全生产监控系统通用技术条件》AQ6201-2006《煤矿安全监控系统通用技术要求》第16页/共95页171出台背景1.5采取措施，出台相关标准、文件AQ6202-2006《煤矿甲烷检测用载体催化元件》AQ6203-2006《煤矿用低浓度载体催化式甲烷传感器》AQ6204-2006《瓦斯抽放用热导式高浓度甲烷传感器》AQ6205-2006《煤矿用电化学式一氧化碳传感器》AQ6206-2006《煤矿用高低浓度甲烷传感器》AQ6207-2007《便携式载体催化甲烷检测报警仪》AQ6209-2007《数字式甲烷检测报警矿灯》第17页/共95页181出台背景1.5采取措施，出台相关标准、文件AQ1029-2007《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》《关于加强煤矿安全监控系统装备、联网和维护使用工作的指导意见》(安委办[2006]21号)

关于贯彻落实《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》的通知(煤安监技装〔2007〕29号)第18页/共95页19《煤矿安全监控系统通用技术要求》

AQ6201-2006与旧标准的主要区别1、系统中传感器的稳定性由7天延长到15天。2、传感器到分站的传输距离由1公里延长到2公里。3、增加了异地断电、风电瓦斯闭锁、抗电磁干扰等功能要求。4、主菜单和一级子菜单显示格式统一。第19页/共95页20参数设置：系统参数、模拟量、开关量、累计量、其他

页面编辑：列表、曲线、模拟图、其他

控制列表显示曲线显示：报警、断电控制、馈电异常、调用、其他

状态图及柱状图显示模拟图显示：通风系统、瓦斯抽采、系统自检、其他

打印查询帮助其他等安全监控系统主菜单___AQ6201标准第20页/共95页21载体催化式低浓度甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪、数字式甲烷检测报警矿灯等

旧标准与新标准的主要区别

（152）旧标准稳定性:7天响应时间:30秒基本误差:大新标准稳定性:15天响应时间:20秒基本误差:小测量范围%CH4基本误差%CH40.00～1.00±0.10%1.00～2.00±0.202.00～4.00±0.30测量范围%CH4基本误差%CH40.00～1.00±0.10%1.00～3.00真值的±10%3.00～4.00±0.30第21页/共95页22载体催化式低浓度甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪、数字式甲烷检测报警矿灯等仪器

基本误差一致便于数据对照参考下井管理人员带便携式甲烷检测报警仪，发现与甲烷传感器读数误差大于允许误差时，应立即通知安全监控部门进行处理。安全监测工“使用便携式甲烷检测报警仪与甲烷传感器进行对照，当两者读数误差大于允许误差时，…在8h内将两种仪器调准”。

（152）第22页/共95页232.主要依据和编制过程依据GB/T1.1-2000《标准化工作导则》、《煤矿安全规程》和相关产品标准等编制过程中深入调研、充分论证参考了国内外煤矿的经验两次广泛征求意见两次召开研讨会议第23页/共95页243.有关问题的解释3.1增设甲烷传感器的地点编制原则:增加传感器数量、加大监控密度2004年国有重点煤矿平均每矿使用传感器不到50个，最多为472个。便携式瓦斯检测报警仪平均每个矿井使用175台。俄罗斯一年产70万吨的煤矿共装备甲烷传感器180个，携带式甲烷检测仪器1370台。日本太平洋煤矿安全生产监控系统传感器总数为1200多个。第24页/共95页253.有关问题的解释3.1增设甲烷传感器的地点（153）1、低瓦斯矿井采煤工作面回风巷和掘进工作面回风流处。2、采煤工作面第二、第三条回风巷。3、U型通风方式的采煤工作面上隅角设置甲烷传感器或便携式甲烷检测报警仪。第25页/共95页26≤10m10~15mT1T2报警浓度:T1,T2≥1.0%CH4断电浓度:T1≥1.5%CH4,T2≥1.0%CH4复电浓度T1,T21.0%CH4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低瓦斯矿井采煤工作面回风巷增设甲烷传感器（153）

第26页/共95页27≤5m

掘进工作面甲烷传感器的设置（155）

T110~15mT2局部通风机报警浓度≥1.0%CH4断电浓度≥1.5%CH4复电浓度＜1.0%CH4报警浓度≥1.0%CH4断电浓度≥1.0%CH4复电浓度＜1.0%CH4T1、T2断电范围：掘进巷道内全部非本质安全型电气设备第27页/共95页28≤10m10~15mT1T2T0上隅角报警浓度:T0,T1,T2≥1.0%CH4断电浓度:T0,T1≥1.5%CH4,T2≥1.0%CH4复电浓度T0,T1,T21.0%CH4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U型通风方式采煤工作面上隅角增设甲烷传感器或便携式甲烷检测报警仪（155）

第28页/共95页293.有关问题的解释3.1增设甲烷传感器的地点专用排瓦斯巷道的混合回风流处双巷掘进的混合回风流处第29页/共95页30≤10m10~15m10~15m10~15mT0T1T2T7T8报警浓度≥2.5%CH4断电浓度≥2.5%CH4复电浓度＜2.5%CH4报警浓度≥1.0%CH4断电浓度≥1.0%CH4复电浓度＜1.0%CH4T7T8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（154）

第30页/共95页3110~15m≤10m10~15mT0T1T2T7T810~15m报警浓度≥2.5%CH4断电浓度≥2.5%CH4复电浓度＜2.5%CH4报警浓度≥1.0%CH4断电浓度≥1.0%CH4复电浓度＜1.0%CH4T7、T8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（154）

第31页/共95页3210～15m10～15m10～15m≤5m≤5mT2T2T1T1T3局部通风机图5双巷掘进工作面甲烷传感器的设置（补充）

第32页/共95页333.有关问题的解释

3.1增设甲烷传感器的地点（补充）

吸取安徽淮北矿业集团芦岭煤矿2003年5.13特大瓦斯爆炸事故教训,在高、突矿井长于1000米的采煤工作面回风巷和长于1000米的掘进工作面中部安装甲烷传感器，如果巷道中部瓦斯异常涌出，传感器及时报警断电。第33页/共95页343.有关问题的解释

3.1增设甲烷传感器的地点（补充）

吸取辽宁阜新矿业集团孙家湾煤矿2005年2.14特大瓦斯爆炸事故关于“在回风系统中的电气设备没有实现瓦斯-电闭锁”教训，在总回风巷、一翼回风巷和采区回风巷临时施工的电气设备上风侧设置甲烷传感器。第34页/共95页35孙家湾煤矿瓦斯爆炸事故示意图14时55分盲斜下山瓦斯浓度达4%。2%的积聚瓦斯于14时49分排出。15时01分发生瓦斯爆炸。爆炸前,瓦斯浓度0.2%。瓦斯浓度达2.7%。14时49分38秒冲击地压发生；14时50分至14时52分瓦斯浓度由1.29%升至4%以上。第35页/共95页36全国煤矿瓦斯灾害分布高瓦斯及煤与瓦斯突出低瓦斯国有煤矿高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井约占50％第36页/共95页37引火源为接线腔与巷道大气连通，钻机开关电源线绿相线对地绝缘下降，对地放电，放电电流产生电火花新疆阜康市神龙煤矿“7.11”特别重大瓦斯爆炸事故第37页/共95页383.有关问题的解释

3.1增设甲烷传感器的地点井下煤仓和选煤厂煤仓上方；封闭的地面选煤厂机房内；封闭的带式输送机地面走廊内宜设置甲烷传感器。第38页/共95页39采煤工作面一氧化碳传感器的设置

报警浓度:报警浓度0.0024%CO。≤10m10~15mT1T2T0上隅角第39页/共95页403.有关问题的解释

3.2增设其他传感器

为预防带式输送机火灾事故，滚筒下风侧10-15m处应设置烟雾传感器，宜设置一氧化碳传感器。第40页/共95页413.有关问题的解释3.3修改部分报警、断电值

被串掘进工作面局部通风机前的甲烷传感器，当瓦斯≥0.5%CH4时，切断包括局部通风机在内的被串掘进巷道内全部非本质安全型电气设备电源。第41页/共95页42≤5mT110~15mT23~5mT3局部通风机报警浓度≥1.0%CH4断电浓度≥1.5%CH4复电浓度＜1.0%CH4报警浓度≥1.0%CH4断电浓度≥1.0%CH4复电浓度＜1.0%CH4断电浓度≥0.5%CH断电范围：被串掘进巷道内全部非本质安全型电气设备断电浓度≥0.5%CH断电范围：包括局部通风机在内的被串掘进巷道内全部非本质安全型电气设备第42页/共95页433.有关问题的解释

3.3修改部分报警、断电值

高、突矿井双巷掘进工作面混合回风流处的甲烷传感器，当瓦斯浓度≥1.5%CH4，切断包括局部通风机在内的双巷掘进巷道内全部非本质安全电源。第43页/共95页4410～15m10～15m10～15m≤5m≤5mT2T2T1T1T3局部通风机图5双巷掘进工作面甲烷传感器的设置第44页/共95页453.有关问题的解释3.3修改部分报警、断电值采区回风巷的甲烷传感器，当≥1.0%CH4切断回风巷内全部非本质安全型电气设备的电源。当井下瓦斯抽放泵站内瓦斯浓度≥1.0%CH4，切断抽放泵站电源。瓦斯抽放泵输入管路中的瓦斯传感器≤25%CH4报警。将一翼回风巷及总回风巷设置的甲烷传感器报警值为由≥0.75%CH4改为≥0.70%CH4。第45页/共95页463.有关问题的解释3.4地面中心站值班增加要求中心站值班应设置在矿调度室内（大平矿事故）实行24h值班制度按瓦斯事故应急预案遥控区域断电第46页/共95页47第47页/共95页48282m15-20m+0mP=1MPaf=0.35△P=10P>3MPaf=0.12△P=31-282m(突出地点垂深612m)21岩石下山突出煤岩量约1894t,瓦斯量25万m3。大平煤矿“10.20”煤与瓦斯突出过程演示第48页/共95页49第49页/共95页50第50页/共95页5122时09分12秒～22时12分26秒瓦斯浓度从0.12%升到40%以上.14采区16采区井筒13采区15采区西风井东风井大平煤矿“10.20”煤与瓦斯突出瓦斯逆流过程演示第51页/共95页52F风筒大平煤矿“10.20”煤与瓦斯突出瓦斯逆流过程演示第52页/共95页5322时09分12秒～22时12分26秒瓦斯浓度从0.12%升到40%以上.22时31分31秒~22时35分15秒,瓦斯浓度从0.17%升到4.0%.22时32分16秒~22时39分45秒,瓦斯浓度从0.5%升到6.3%.14采区16采区井筒13采区15采区西风井东风井大平煤矿“10.20”煤与瓦斯突出瓦斯逆流过程演示第53页/共95页54大平煤矿“10.20”瓦斯爆炸传播过程演示报警时间：22时9分爆炸时间：22时40分相差31分钟第54页/共95页553.有关问题的解释

3.4地面中心站值班增加要求在地面中心站遥控切断井下电源案例:1990年4月23日涟邵矿务局蛇形山煤矿发生瓦斯突出。在15分钟内整个六采区布置的6个甲烷传感器全部显示瓦斯超限。地面中心站值班人员果断遥控切断了8采区的电源，防止了瓦斯爆炸，没有造成人员伤亡。第55页/共95页56≤10m10~15m10~15m10~15mT0T1T2T7T8报警浓度≥2.5%CH4断电浓度≥2.5%CH4复电浓度＜2.5%CH4报警浓度≥1.0%CH4断电浓度≥1.0%CH4复电浓度＜1.0%CH4T7T8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第56页/共95页573.有关问题的解释

3.5联网工作要求煤矿安全监控系统联网实行分级管理。矿井必须向上级网络中心上传实时监控数据。网络中心必须24h有人值班。值班人员应认真监视监控数据，发现异常情况要详细查询，按规定进行处理。网络中心值班人员发现煤矿瓦斯超限报警、馈电状态异常情况等必须立即通知煤矿核查情况，按应急预案进行处理。网络中心每月应对瓦斯超限情况进行汇总分析。第57页/共95页583.有关问题的解释

3.6与《煤矿安全规程》的关系1029标准充分反映了国内外煤矿的使用经验，吸取了典型事故的教训。增加了传感器的数量。对安装、维护、使用、管理及系统联网提出了具体要求。贯彻落实1029标准，才能切实发挥安全监控设备作用，实现“监控有效”。《规程》修订工作已启动。第58页/共95页594.使用管理中应关注的问题

4.1系统的MA标志及配置新安装的安全监控系统必须符合《煤矿安全监控系统通用技术要求（AQ6201-2006）》——引自安委办[2006]21号)。2007年至今，约有30多种安全监控系统取得了符合AQ6201标准的新安全标志。安标国家矿用产品安全标志中心网站可查询系统名单。第59页/共95页604.使用管理中应关注的问题

4.1系统的MA标志及配置在用系统的改造:前提:原制造单位取得了符合AQ6201标准的新安标。内容:1.采用统一显示格式的系统软件。

2.按新的MA标志证书，配置稳定性为15天以上的传感元件或传感器等关联设备（主要指甲烷传感器元件、甲烷传感器）。第60页/共95页614.使用管理中应关注的问题

4.1系统的MA标志及配置煤矿井下设备更换问题电气性能：传感器输出信号制符合规定频率型：200-1000Hz，脉冲宽度大于0.3ms电流型：1-5mA，4-20mA等安全性能：安全监控系统有安全标志而且符合AQ6201标准，系统井下配置符合安标证书的规定。第61页/共95页624.使用管理中应关注的问题

4.1系统的MA标志及配置吸取1983年8月9日贵州水城汪家寨煤矿瓦斯爆炸事故教训。安全监控设备的供电电源必须取自被控开关的电源侧。“六五”科技攻关-风电瓦斯闭锁瓦斯超限后切断一切非本质安全型电气设备的电源，即监控系统有电，继续监测瓦斯，保持瓦斯电闭锁状态，防止违章送电。

第62页/共95页634.使用管理中应关注的问题

4.1系统的MA标志及配置煤矿井下用的电气设备必须符合GB3836.2-2000爆炸性气体环境用电器设备标准。井下分站和传感器：本质安全型隔爆型隔爆型电气设备:设备有隔爆外壳，通过结合面或结构间隙渗透到内部的爆炸气体环境在设备内部爆炸不会点燃设备外部的爆炸性气体环境。

第63页/共95页644.使用管理中应关注的问题

4.1系统的MA标志及配置本质安全型电气设备:电路本身不会引燃周围环境爆炸的电气设备。本质安全型电路:在规定条件下(包括正常工作和规定的故障条件下)产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸气体环境的电路。

关联设备:装有本质安全电路或非本质安全电路，且结构不能对本质安全电路产生不利影响的电气设备。

第64页/共95页65第65页/共95页66第66页/共95页674.使用管理中应关注的问题

4.1系统的MA标志及配置煤矿在用的安全监控系统原制造单位取得新的MA标志后，应与煤矿积极协商，共同制定方案，按新的MA标志证书确认的系统配置对煤矿在用系统进行更新改造。严禁使用未经国家授权的安全生产检测检验机构进行安全联检的关联设备——引自(安委办[2006]21号)文件。第67页/共95页684.使用管理中应关注的问题

4.1系统的MA标志及配置更新改造工作，原国有重点煤矿应于2007年底前完成，其他煤矿应在2008年底前完成。煤矿在用系统制造厂家未取得新的MA标志的，该系统应于2008年底前淘汰，在此之前，在用系统的制造厂家应继续为煤矿提供备件。——引自(安委办[2006]21号)

。

第68页/共95页694.使用管理中应关注的问题

4.2载体催化式甲烷检测仪器的稳定性和调校期甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪、甲烷检测报警矿灯等一般采用载体催化元件作为传感元件。第69页/共95页70Al2O3载体Pt丝Pt丝催化剂载体催化元件（黑元件）补偿元件（白元件）第70页/共95页71输出载体催化元件补偿元件总反应方程式:CH4＋2O2PtPdCO2＋H20＋热量第71页/共95页72甲烷载体催化元件线性误差432101234%CH4标准气电桥实际输出%CH4第72页/共95页734.使用管理中应关注的问题

4.2载体催化式甲烷检测仪器的稳定性和调校期甲烷载体催化元件优点：制作工艺相对简单，成本低，易于实现物理量到电量的转换。工作电流较小，可以连续工作，低浓度段线性较好。缺点：在新鲜空气中零点漂移，在甲烷气体中灵敏度漂移，稳定性较差。第73页/共95页744.使用管理中应关注的问题

4.2载体催化式甲烷检测仪器的稳定性和调校期影响载体催化元件稳定性的因素催化剂逐渐减少在高浓瓦斯中缺氧不完全燃烧，碳粒子沉积，导致催化层断裂，活性下降。为使仪器测量准确，必须定期校正。第74页/共95页754.使用管理中应关注的问题

4.2载体催化式甲烷检测仪器的稳定性和调校期新传感器下井前,井下传感器使用6-12个月升井检修后应在地面调校,先在新鲜空气中校准零点，再使用0.5、1.5、2.0、3.0%

4种甲烷气样按规定方法调校。在用甲烷传感器应在使用现场用新鲜空气和1%-2%的甲烷校准气体在线调校,同时观察超限断电闭锁情况和数据传输误差。第75页/共95页764.使用管理中应关注的问题

4.2载体催化式甲烷检测仪器的稳定性和调校期中小型煤矿将甲烷传感器送到县市维修中心调校存在以下问题：不能测试断电闭锁功能，频繁拆卸易产生故障，传感器在运输过程中由于碰撞等原因产生误差，增加备用传感器等。煤矿应建立检修室。甲烷传感器应在井下调校，方法简单容易掌握。暂不具备条件的应由县市维修中心调校人员下井调校。第76页/共95页774.使用管理中应关注的问题

4.2载体催化式甲烷检测仪器的稳定性和调校期调校甲烷报警矿灯只用1%甲烷气样是错误的。瓦斯报警矿灯是具有甲烷浓度超限报警功能的携带式照明灯具。用灯光闪烁或蜂鸣器报警，没有数字显示窗口。正确调校方法：使用0.9和1.1%两种甲烷气体。第77页/共95页78国有重点煤矿便携式甲烷检测报警仪

甲烷报警矿灯使用情况（台）第78页/共95页794.使用管理中应关注的问题

4.2载体催化式甲烷检测仪器的稳定性和调校期数字式甲烷检测报警矿灯，有显示窗口。用新鲜空气和1-2%甲烷气体调校。第79页/共95页80

4.使用管理中应关注的问题

4.2载体催化式甲烷检测仪器的稳定性和调校期

调校期新安装的按AQ6201标准制造并取得新的煤矿安全标志的安全监控系统，传感器的调校期为10天。煤矿在用的安全监控系统原制造单位取得新的MA标志后，按新的MA标志证书确认的系统配置对煤矿在用系统进行更新改造并经上级主管部门验收合格后，传感器的调校期为10天。未经改造的在用系统调校期为7天。

第80页/共95页814.使用管理中应关注的问题

4.2载体催化式甲烷检测仪器的稳定性和调校期标准气和校准气《MT423-1995空气中甲烷校准气体技术条件》空气中甲烷校准气体（不确定度≤5%）空气中甲烷二级标准气样（不确定度≤3%）空气中甲烷一级标准气样（不确定度≤1%）标准气和校准气的配制必须符合国家有关规定，操作不当可能会产生爆炸。第81页/共95页824.使用管理中应关注的问题

4.3确保瓦斯超限自动断电绘制断电控制图，标明甲烷传感器、馈电传感器和分站的位置，断电范围，被控开关的名称和编号，被控开关的断电接点和编号。第82页/共95页83第83页/共95页844.使用管理中应