安全生产监控系统

煤矿安全生产监控系统安全检验新余矿业安全培训中心黄翔第1页

安全监控系统发展1、单一甲烷监测2、单方面多参数矿井监控3、全矿井综合监控全矿井综合监控（1）智能传感器（2）智能监控站（3）调度管理网络（4）现场总线与组态软件技术第2页第3页第4页第5页传统工业监控系统弊端１、单一性和专用性２、同水平重复开发３、信息利用率低４、缺乏移动监控５、自我定义、互不兼容６、软件唯一性７、传感器不能实现多参数监测第6页现今监控系统主要表现特征1、开放性2、可交换性3、可互操作性：4、高度分散性5、适用性：6、经济性7、可靠性第7页第一节安全监控系统组成及原理第8页综合监控系统

现场总线是一个用于智能化现场设备和自动化系统开放式、数字化、双向串行、开放式、数字化、双向串行、多节点、多分支结构通讯网络。第9页系统组成组成：矿井监控系统普通由两大结构组成

一、由传感器和执行机构、信息传输装置（传输接口、分站、传输线等）、电源箱（或电控箱）、中心站（主机、打印机、显示装置、USP电源等）、管理工作站、服务器、路由器。二、主站计算机软件。第10页煤矿安全生产监控系统

含有模拟量、开关量、累计量采集、传输、存放、处理、显示、打印、声光报警控制存放、处理、显示、打印、等功效，用于煤矿通风安全及生产步骤监控系统，包含煤矿安全监控系统、煤矿瓦斯抽采（放）监控系统、煤矿轨道运输监控系统、煤矿胶带运输监控系统、煤矿供电监控系统、煤矿排水监控系统、煤矿火灾监控系统、矿山压力监控系统、火灾监控系统、矿山压力监控系统、煤与瓦斯突出监控系统、人员位置监控系统等第11页１、煤矿安全监控系统

用来监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、风速、负压、温度、烟雾、馈电状态、风门状态、风窗状态、风筒状态、局部通风机开停、主风机开停等，并实现甲烷超限声光报警、风机开停等，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等。第12页

煤矿监控系统是以工业控制计算机为关键全网络化分布式监控系统，主要由传感器、执行器、数据传输接口装置、监控分站、防爆电源、计算机、监控软件、打印机、UPS电源、网络终端等组成。

整个系统由地面监控中心站集中、连续地对地面和井下各种环境参数、工矿参数以及监测子系统信息进行实时采集、分析处理、动态显示、统计存放、超限报警、断电控制和统计报表查询打印、网上共享等；井下监控分站及电源完成对各种传感器集中供电，并对采集到传感器信息进行分析预处理，超限可发出声光报警和断电控制信号，同时与地面进行数据通信

工作原理第13页系统特点(1)电气防爆。普通工业监控系统均在非爆炸性环境中工作，而矿井监控系统工作在有瓦斯和煤尘爆炸性环境煤矿井下。所以，矿井监控系统设备必须是防爆型电气设备。(2)传输距离远。普通工业监控对系统传输距离要求不高，仅为几千米，甚至几百米，而矿井监控系统传输距离最少要到达大于10km。(3)网络结构宜采取树形结构。普通工业监控系统电缆敷设自由度较大，可依据设备、电缆沟、电杆位置选择星形、环形、树形、总线形等结构。而矿井监控系统传输电缆必须沿巷道敷设，挂在巷道壁上。因为巷道为分支结构，且分支长度可达数千米。所以，为便于系统安装维护，节约传输电缆，降低系统成本，宜采取树形结构。第14页系统特点(4)监控对象改变迟缓。矿井监控系统监控对象主要为缓变量。所以，在一样监控容量下，对系统传输速率要求不高。(5)电网电压波动大，电磁干扰严重。因为空间小，采煤机、运输机等大型机电设备启停和架线电机车火花等造成电磁干扰严重。(6)工作环境恶劣。煤矿井下除有瓦斯、一氧化碳等易燃易爆气体外，还有硫化氢等腐蚀性气体，矿尘大、潮湿、有淋水、空间狭小。所以，矿井监控设备要有防尘、防潮、防腐、防霉、抗机械冲击等办法。第15页系统特点

(7)传感器(或执行机构)宜采取远程供电。普通工业监控系统电源供给比较轻易，不受电气防爆要求限制。但矿井监控系统电源供给要受到电气防爆要求限制。因为传感器及执行机构往往设置在工作面等恶劣环境，所以，不宜就地供电。现有矿井监控系统多采取分站远距离供电。（8）不宜采取中间继电器。煤矿井下工作环境恶劣，监控距离远，维护困难，若采取中间继电器则会延长系统传输时间。中间继电器是有源设备，使用中间继电器系统故障率较无中间继电器系统高。在煤矿井下电源供给受电气防爆限制，在中间继电器处不一定好取电源，当采取远距离供电时，需要增加供电芯线。所以，不宜采用中间继电器第16页第二节安全监控系统安全运行第17页普通要求安全检验1、煤矿企业应建立安全仪表计量检验制度。2、采区设计、采掘作业规程和安全技术办法，必须对安全监控设备种类、数量和位置，信号电缆和电源电缆敷设，控制区域等明确要求，并绘制布置图。3、高瓦市矿井、煤与瓦市突出矿井必须装备矿井安全监控系统4、有条件低瓦斯矿井应优先装备矿井安全监控系统。5、没有装备矿井安全监控系统无瓦斯涌出岩巷掘进工作面，必须装备风电闭锁装置，也可装备甲烷风电闭锁装置6、没有装备矿井安全监控系统低瓦斯矿井采煤工作面，必须装备瓦斯断电仪第18页二、系统安装安全检验井上部分安全检验1、要求安装环境条件好，有专用机房一定防尘办法，防止过高温度、强烈振动机强烈电磁干扰。2、尽可能单独供电，供电电源相对稳定3、一定要严格按照要求做好接地极并接好地线4、照说明书要求连接好各种电缆第19页井下传输电缆安装安全检验1、传输电缆在敷设时应充分注意远离动力电缆，在架线电机车运输巷道敷设电缆，需要选取屏蔽电缆2、入井传输电缆应采取严格办法与井上其它电源隔离，与其它室内电缆保持一定距离第20页井下设备安全安全检验1、瓦斯传感器是一个惯用设备，在入井安全前，应在井上最少送电48小时，观察是否正常2、在井下重点地点安装瓦斯传感器除符合相关要求外，还要及时安装断电控制设备，对这些地点机电设备实施严格电气闭锁或断电控制第21页使用与维护安全检验(1)为确保安全监控设备灵敏可靠，安全监控仪器设备必须定时调试校正，每个月最少一次。因为甲烷载体催化组件稳定性大于等于7天，所以，采取载体催化组件甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪等，每隔7天必须使用校准气样和空气样，按产品使用说明书要求调校一次。(2)为确保甲烷超限断电和停风断电功效准确可靠，每隔7天必须对甲烷超限断电闭锁和甲烷风电闭锁功效进行测试。(3)安全监控仪器及设备校正包含零点、灵敏度、报警点、复电点、指示值、控制逻辑等。监测气体安全监控仪器及设备，应采取空气样和对应标准气样或校准气样进行调试和校准。测量风速安全监控仪器及设备，选取经过标定风速计校对。测量温度安全监控仪器及设备，选取经过标定温度计校对。第22页使用与维护安全检验(4)安全监测员必须24h值班，天天检验安全监控设备及电缆，使用便携式光学瓦斯检测仪或便携式甲烷检测报警仪与甲烷传感器进行对照，并将统计和检验结果报监测值班员。当二者读数误差大于允许误差时，先以读数较大者为依据，采取安全办法，并必须在8h内完成两种设备调校工作。(5)安装在采煤机、掘进机和电机车上机(车)载断电仪，由司机负责监护，并经常检验清扫，天天使用便携式甲烷检测报警仪与甲烷传感器进行对照，当二者读数误差大于允许误差时，先以读数最大者为依据，采取安全办法，并马上通知安全监测员，必须在8h内完成两种设备调校工作。(6)对需要经常移动传感器、声光报警器、断电器及电缆等安全监控设备，必须由采掘班组长负责按要求移动，禁止私自停用。(7)分站、传感器、声光报警器、断电器及电缆等安全监控设备，由所在采掘区区队长、班组长负责保管和使用，如有损坏应及时向安全监控管理机构汇报。第23页使用与维护安全检验

(8)与安全监控设备关联电气设备、电源线及控制线在拆除或改线时，必须与安要安全监控设备停顿运行时，须经过矿调度室同意，并制订安全办法后方可进行。

(9)凡经大修传感器，必须经计量检定合格后方可下井使用。

(10)矿井安全监控系统中心站必须实时监控全部采掘工作面瓦斯浓度改变及被控设备通、断电状态。(11)矿井安全监控系统中心站值班员必须认真监视监视器所显示各种信息，详细统计系统各部分运行状态，负责打印监测日报表，报矿长和技术责任人审阅，接到报警后，值班员必须马上通知通风调度和生产调度。

(12)安全监控设备发生故障时，必须及时处理，在故障期间必须有安全技术办法。第24页使用与维护安全检验

(13)安全监控设备发生故障时，必须及时处理，在故障期间必须采取人工监测等安全办法，并填写故障记录表。

(14)配制甲烷校准气样装备和方法必须符合国家煤矿安全监察局制订相关标准，相对误差小于5％。制备矿用原料气应选取浓度不低于99．9％高纯度甲烷气体。

(15)对技术资料检验，主要检窗体顶端

查安全监控机构是否建立以下账卡和报表：①设备、仪表台账。②监控设备故障记录表。③检修统计。④巡检统计。⑤中心站运行日志。⑥矿井安全监控日报。⑦矿井安全监控设备使用情况月报、季报表。第25页重点

(1)《国务院关于预防煤矿生产安全事故尤其要求》规定：煤矿有重大安全生产隐患和行为，应该马上停顿生产，排除隐患。高瓦斯矿井未建立瓦斯抽采系统和监控系统，或者瓦斯监控系统不能正常运行，属于《尤其要求》所列举15种重大安全生产隐患和行为之一。(2)甲烷报警器和甲烷断电仪含有指示、报警、切断被控电源功效。甲烷传感器必须垂直悬挂，距顶板小于300mm。(3)甲烷检测仪每隔7天要使用校准气样进行调校。

(4)煤矿企业使用设备、器材、火工品和安全仪器，必须符合国家标准和行业标准。

(5)高瓦斯和煤(岩)与瓦斯突出矿井掘进工作面，设在距回风口(第一合流点)10～15m处甲烷传感器断电范围为掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。第26页2、煤矿瓦斯抽采（放）监控系统

主要用来监测甲烷浓度、压力、流量、温度、抽放泵状态、阀门状态等，并实现甲烷超限声光报警，抽放泵和阀门控制等功效系统。功效系统。第27页3、煤矿轨道运输监控系统

主要用来监测信号机状态、电动转撤机状态、机车位置、机车编号、运行方向、运行速度、车皮数、车皮数等，运行速度、车皮数、空（实）车皮数等，并实现信号机、电动转撤机闭锁控制、地面远程调度与控制等功效系统。面远程调度与控制等功效系统。第28页4、煤矿胶带运输监控系统

主要用来监测皮带速度、轴温、烟雾、堆煤、横向撕裂、纵向撕裂、跑偏、打滑、电机运行状态、煤仓煤位等，并实现逆煤流开启，顺煤流停顿等闭锁控制和安全保护、地面远程调度与控制、皮带火灾监测与控制等功效系统。第29页5、煤矿供电监控系统主要用来监测电网电压、电流、功率、功率因数、状态、电网绝缘状态等，并实现漏电保护、馈电开关闭锁控制、现漏电保护、馈电开关闭锁控制、地面远程控制等功效系统。程控制等功效系统。第30页6、煤矿排水监控系统

主要用来监测水仓水位、水泵开停、水泵工作电压、电流功率、阀门状态、流量、压力等，并实现阀门开、水泵开停控制、地面远程控制等功效系统。第31页7、煤矿火灾监控系统

主要用来监测一氧化碳浓度、二氧化碳浓度，氧气浓度、温度、风压、烟雾等，并经过风门控制，实现均压灭火控制、制氮与注氮控制等功效系统。第32页8、矿山压力监控系统主要用来监测地音、顶板位移、位移速度、位移加速度、红外发射、电磁发射等，并实现矿山压力预报等功效系统。第33页9、煤与瓦斯突出监控系统主要用来监测煤岩体声发射、瓦斯涌出量、工作面煤壁温度、红外发射、电磁发射等，并实现煤与瓦斯突出预报等功效系统。第34页10、人员位置监控系统主要用来监测井下人员位置、滞留时间、个人信息等功效系统。《煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件》ＡＱ１０２０－２００７《煤矿井下作业人员管理系统使