煤矿安全监测监控系统

煤矿安全监测监控系统11/28/20231重庆工程职业技术学院煤矿安全监控系统培训讲义——煤矿安全监控系统

1、监控系统的作用通过对各种要素的监测，使我们能够及时、连续地了解生产过程中各种要素的现状和变化规律，使我们能够及时地采取措施，调整生产、通风、安全等环节，使安全状况处于最佳状态，避免通风、安全环节中的不安全因素，达到安全生产的目的。监测是控制的前提，控制是监测的目的

监测作用：¨

生产要素：设备运行状态、产量等¨

通风要素：风机、风门、风筒、负压、风速（风量）¨

安全要素：瓦斯、CO、温度控制作用：¨

通过控制开关来控制电器设备的电源（停止生产，避免火花产生）管理作用：¨

提示管理者矿井当前瓦斯方面的现状，对规定的项目和测值还可以重点提示、预警其它作用：

事故分析等与其它监测方式的区别：

连续、自动、多参数同时、多设备协同11/28/20232重庆工程职业技术学院发生瓦斯灾害的条件瓦斯是一种可燃性气体，在满足一定条件的情况下，还可以爆炸。它在煤矿与煤伴生，在煤的开采过程中，由于地质结构的开放而释放出来，是煤炭开采的主要灾害之一，构成瓦斯灾害需要三个要素：瓦斯：5%~16%的瓦斯表现为爆炸特点，最危险的浓度是6%~9%；16%~60%的瓦斯表现为燃烧特点氧气：15%以上，空气中的氧气含量一般在21%左右火花：火花能量能够点燃、引爆瓦斯5%~16%16%~60%最危险的浓度6%~9%11/28/20233重庆工程职业技术学院12安全监控系统的管理与维护3煤矿安全监控系统简介主要内容安全监控系统现状与问题4煤矿安全监控系统的安装与布置11/28/20234重庆工程职业技术学院第一节煤矿安全生产监控系统简介安全监控系统的定义：煤矿安全生产监控系统是指具有模拟量、开关量、累计量采集、传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、控制等功能，用于煤矿通风安全及生产环节监控的系统。安全监控系统的构成：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、煤与瓦斯突出监控系统、人员位置监测系统等。

11/28/20235重庆工程职业技术学院第一节煤矿安全生产监控系统简介二、煤矿安全生产监控系统的分类

煤矿安全生产监控系统可按照监控目的、信号传输方式、网络结构等来进行分类:

按传输信号复用方式分为：时分制系统、频分制系统、码分制系统、复合复用方式（同时采用频分制、时分制、码分制中两种或两种以上的系统）；

按系统网络结构可分为：树形、环形、星形、总线形等；

按传输信号的调制方式可分为：数字基带传输、数字频带传输

；

按工作方式可分为：主从方式、多主方式等。11/28/20236重庆工程职业技术学院第一节煤矿安全生产监控系统简介按监控目的分类：（1）煤矿安全监控系统

（2）瓦斯抽采（放）监控系统（3）煤矿轨道运输监控系统

（4）煤矿胶带运输监控系统（5）提升运输监控系统

（6）煤矿供电监控系统（7）煤矿排水监控系统

（8）煤矿火灾监控系统（9）矿山压力监控系统

（10）煤与瓦斯突出监控系统（11）人员位置监测系统

（12）综合监控系统11/28/20237重庆工程职业技术学院1）、可实时采集各种传感器传来的数据:2）、系统具有甲烷超限报警功能：甲烷传感器用于检测煤矿井下空气中的甲烷含量，当被监视区域风流中甲烷浓度达到预置的报警点时，由系统发出声、光报警信号。当甲烷浓度恢复到预置的报警值以下时，能自动解除报警。3）、甲烷超限断电及闭锁功能：当被监视区域风流中甲烷浓度达到预置的断电点浓度时，输出切断被控区域动力电源并闭锁；当被监视区域风流中甲烷浓度降到预置的复电点浓度时，能自动解锁，恢复供电。断电点参数设置连续可调。三、安全监控系统的主要功能

11/28/20238重庆工程职业技术学院4）风电闭锁功能：当局部通风机停止运转或风筒中风速低于规定数值时，装置输出切断被控区域动力电源信号并闭锁；当局部通风机恢复正常工作时，装置能自动解锁。5）其他功能：此外系统还可实现一氧化碳、温度、风压、风速、风门等环境参数与工况参数超限声光报警等功能。三、安全监控系统的主要功能

11/28/20239重庆工程职业技术学院基于以上功能，安全监控系统可以起到以下作用：

1、避免或减少由于电气设备失爆、违章作业、电气设备故障电火花或危险温度引起瓦斯爆炸；

2、避免或减少采、掘、运等设备运行产生的摩擦碰撞火花及危险温度等引起瓦斯爆炸；

3、提醒领导、生产调度等及时将人员撤至安全处。

4、提醒领导、生产调度等及时处理事故隐患，防止瓦斯爆炸等事故发生。

5、还可通过煤矿安全监控系统监控瓦斯抽放系统、通风系统、煤炭自燃、瓦斯突出等。

6、煤矿安全监控系统在应急救援和事故调查中也发挥着重要作用，当煤矿井下发生瓦斯（煤尘）爆炸等事故后，系统的监测记录是确定事故时间、爆源、火源等重要依据之一。11/28/202310重庆工程职业技术学院第二节煤矿安全监控系统煤矿安全监控的主要内容对井下CH4、CO、O2、CO2等气体浓度的检测；对风速、风量、气压、温度、粉尘浓度、水位等环境参数的检测；对生产设备运行状态的监测、监控等。煤矿安全监控系统组成一般由传感器、井下分站、传输线路、地面中心站、监控软件组成，如下图所示：11/28/202311重庆工程职业技术学院矿井安全生产监控系统11/28/202312重庆工程职业技术学院11/28/202313重庆工程职业技术学院煤矿安全监控系统工作原理：

传感器将被测物理量转换为电信号，并具有显示和声光报警功能（有些传感器没有显示、或没有声光报警）。

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。

分站接收来自传感器的信号，并按预先约定的复用方式远距离传送给主站（或传输接口），同时，接收来自主站（或传输接口）多路复用信号。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。11/28/202314重庆工程职业技术学院

电源箱将交流电网电源转换为系统所需的本质安全型直流电源，并具有维持电网停电后正常供电不小于2小时的蓄电池。

传输接口接收分站远距离发送的信号，并送主机处理；接收主机信号、并送相应分站。传输接口还具有控制分站的发送与接收，多路复用信号的调制与解调，系统自检等功能。

主机一般选用工控微型计算机或普通微型计算机、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、联网等。

11/28/202315重庆工程职业技术学院县煤管局区煤矿安全监管市安全监察局发射机站监测监控系统信息传输示意图煤矿11/28/202316重庆工程职业技术学院安全监控系统11/28/202317重庆工程职业技术学院煤矿安全监控系统的特点：

煤矿井下是一个特殊的工作环境，有易燃易爆可燃性气体和腐蚀性气体，潮湿、淋水、矿尘大、电网电压波动大、电磁干扰严重、空间狭小、监控距离远。因此，矿井监控系统不同于一般工业监控系统，矿井监控系统同一般工业监控系统相比具有如下特点：

(1)电气防爆。一般工业监控系统均工作在非爆炸性环境中，而矿井监控系统工作在有瓦斯和煤尘爆炸性环境的煤矿井下。因此，矿井监控系统的设备必须是防爆型电气设备，并且不同于化工、石油等爆炸性环境中的工厂用防爆型电气设备。

11/28/202318重庆工程职业技术学院爆炸性危险物质分类:I类：矿井甲烷；II类：爆炸性气体混合物(含蒸汽、薄雾)，如乙醚、民用煤气、乙炔等。III类：爆炸性粉尘和纤维，如镁粉、铝粉、小麦粉亚麻纤维、火火药等。爆炸性气体混合物分级和分组分级：Ⅰ、ⅡA、ⅡB、ⅡC。分组：T1

、T2

、T3

、T4

、T5

、T6爆炸性粉尘和纤维分级和分组分级：ⅢA、ⅢB。分组：T1-1

、T1-2

、T1-3

主要电气防爆防爆型式:1、隔爆型(d)6、充砂型(q)2、本安型(ia/ib)7、n型

3、增安型(e)8、浇封型(m)4、正压型(p)9、气密型(h)5、充油型(o)10、特殊型(S)11/28/202319重庆工程职业技术学院举例：1、ExdⅠ:Ex-防爆电器设备总标志；d-隔爆型；Ⅰ-Ⅰ类，煤矿用。2、Exib(ia)Ⅰ:Ex-防爆电器设备总标志；ib(ia)-ib等级本质安全型电气设备；Ⅰ-Ⅰ类，煤矿用。3、ExdⅡBT3:Ex-防爆电器设备总标志；d-隔爆型；Ⅱ-Ⅱ类，工厂用；B-Ⅱ类B级防爆设备；T3-温度组别为T3组。11/28/202320重庆工程职业技术学院

(2)传输距离远。一般工业监控对系统的传输距离要求不高，仅为几千米，甚至几百米，而矿井监控系统的传输距离至少要达到10千米。

(3)网络结构宜采用树形结构。一般工业监控系统电缆敷设的自由度较大，可根据设备、电缆沟、电杆的位置选择星形、环形、树形，总线形等结构。而矿井监控系统的传输电缆必须沿巷道敷设，挂在巷道壁上。由于巷道为分支结构，并且分支长度可达数千米。因此，为便于系统安装维护、节约传输电缆、降低系统成本宜采用树形结构。

(4)监控对象变化缓慢。矿井监控系统的监控对象主要为缓变量，因此，在同样监控容量下，对系统的传输速率要求不高。

(5)电网电压波动大，电磁干扰严重。由于煤矿井下空间小，采煤机、运输机等大型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。煤矿井下除有甲烷、一氧化碳等易燃易爆性气体外，还有硫化氢等腐蚀性气体，矿尘大、潮湿、有淋水、空间狭小。因此，矿井监控设备要有防尘、防潮、防腐、防霉、抗机械冲击等措施。11/28/202321重庆工程职业技术学院

(7)传感器（或执行机构）宜采用远程供电。一般工业监控系统的电源供给比较容易，不受电气防爆要求的限制。矿井监控系统的电源供给，受电气防爆要求的限制。由于传感器及执行机构往往设置在工作面等恶劣环境，因此，不宜就地供电。现有矿井监控系统多采用分站远距离供电。

(8)不宜采用中继器。煤矿井下工作环境恶劣，监控距离远，维护困难，若采用中继器延长系统传输距离，由于中继器是有源设备，故障率较无中继器系统高，并且在煤矿井下电源的供给受电气防爆的限制，在中继器处不一定好取电源，若采用远距离供电还需要增加供电芯线。因此，不宜采用中继器。

通过上面对矿井监控系统的分析，可以看出，矿井监控系统不同于一般工业监控系统。因此，直接用一般工业监控的理论和技术解决矿井监控的问题是行不通的。不是不符合电气防爆要求，就是传输距离太近，或网络结构不适合用于矿井监控系统，或不能进行总线供电，或节点容量太小等等。因此，有必要研究适合矿井监控系统的理论和技术。返回11/28/202322重庆工程职业技术学院

监控主站使用注意事项1)计算机在安装时无论有无正式机房，都应避免阳光直射，且将系统安装在通风干燥，远离热源、潮湿和有尘埃的地方。2)计算机安装前，按操作手册要求，正确地将主机与外设之间的连线接好，然后连接好KJ101N-J型矿用信息传输接口。3)系统送电时，应先打开各个外部设备的电源，如打开显示器，打印机电源。然后再开主机电源。当关闭主机时，应和上述顺序相反，为了保护整个系统，从开电源到关电源或从关电源到开电源的时间隔不得少于10秒钟。4)不可带电拔插主机与外部设备间的信号连线，只关闭设备开关仍然有可能损坏设备接口电路，必须撤掉交流电源方可操作。第三节安全监控系统的使用与维护11/28/202323重庆工程职业技术学院

5)与系统无关的软件，不要随便使用，以免计算机感染病毒。如特殊需要使用的软件，必须对其进行病毒检查，确保无毒方可使用。6)当监控系统正常运行时，不得进行任何与监控无关的操作。7)监控系统运行过程中，除非死机，否则不可随便重新启动或退出，以免丢失数据。8)坚决杜绝无关的人员操作计算机。9)不要随意拆下线路避雷器。10)计算机外壳一定要妥善接地。11)在必须关闭主计算机电源时，必须按系统要求顺序依次退出程序，退回系统再关电源，以减少信息损失。11/28/202324重庆工程职业技术学院监控分站的使用注意事项：1)交流电源不得错接，若将660V电源接到380V端子上，将立即烧毁设备！2)仪器外壳使用中切记要良好接地，有利于人身安全！电源接线腔中的地线一定要可靠接地，千万不可以悬浮，它连接机内变压器屏蔽层，在外线有异常高压窜入时，可提供有效的隔离保护。3)发现传感器显示数值与分站不一致时，首先检查分站信号制式是否与传感器输出制式一致。4)使用中的后备电源，每次完全放电后，要经过48小时充电方能全部充满，每天都发生交流电停电的场合，电池将长期处于过放电状态，不能保证后备时间且极易损坏电池极板。5)输入端连接三线制的传感器，如果地线与信号线发生错误交叉连接，传感器能够正常工作，监控分站无法接收传感器的数据。11/28/202325重庆工程职业技术学院

6)正确设置地址拨码开关，监控分站才能与地面主机正常传送数据，地址拨码发生重复时，监控数据会发生连续“出错”显示。7)监控分站的参数、工作模式的设定，与系统软件的模式、参数设置，二者一定相吻合，否则中心主机将无法正常收到测点数据，比如：井下监控分站设为四模四开，而地面软件设定二模二十开，系统显示数据必然发生混乱。8)使用中的后备电源，每次完全放电后，要经过48小时充电方能全部充满，每天都发生交流电停电的场合，电池将长期处于过放电状态，电池容量将很快衰竭。9)仓储中的后备电源要定期半年充电一次，升井检修的仪器，一定要充足电后再储藏，避免损坏电池。10)监控分站电源开关采用磁保持记忆开关，交流电中断后并且仪器处于关闭状态，此时用红外遥控器不能启动后备电池供电之电源，须用磁钢从机外启动。11/28/202326重庆工程职业技术学院

关于后备电源的特别提醒：井下工作面设备搬迁时，往往生产部门首先切断工作面电源，然后才逐步拆卸设备，带有后备电源的分站，在交流电停止那一刻开始，已经开始消耗后备电池中的电能，直到电池放光为止。如果这台设备不能迅速搬移到新工作地点，并且连接好电源将电池及时充电，那么这台分站中的电池组注定就报废了！用户要防止这种在不知不觉中损坏设备的习惯行为，一定要在拆装设备之前，关闭分站电源。在进行后备电源容量的测试之前，一定要保证48小时的全充电（二天二夜），如果仅仅充电八小时就开始放电，电池组只能充到不足1/3的容量，将远远达不到全容量的指标！11/28/202327重庆工程职业技术学院

关于交流电源接线方法的特别提醒：在井下打开电源接线腔后，电池接线端子也同时暴露在腔体内，要特别小心电池端子带电！一旦线头落入电池接线腔中，会引起短路火花，有引爆瓦斯的危险！建议先用绝缘物质充填电池接线腔后再作业。切记保护接地端子不可以悬空，它连接变压器内部屏蔽层，当一次出现异常高压时，能够提供隔离保护。11/28/202328重庆工程职业技术学院

关于风电闭锁的特别提醒：“风机闭锁”的概念是仅仅使风机停止运行后不能再启动，防止一风吹事故发生，绝不允许对风机进行断电控制！可将闭锁控制接点与风机启动接点串联11/28/202329重庆工程职业技术学院一、甲烷传感器的设置1、甲烷传感器应垂直悬挂在巷道上方风流稳定的位置，距顶板（顶梁）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、甲烷传感器的报警浓度、断电浓度、复电浓度和断电范围必须符合规定。传感器的设置：11/28/202330重庆工程职业技术学院3、采煤工作面甲烷传感器的设置长壁采煤工作面的通风方式有：U型通风方式；z型通风方式、Y型通风方式、H型通风方式和w型通风方式等五种。11/28/202331重庆工程职业技术学院采煤工作面甲烷传感器的设置（1）(1)长壁采煤工作面采用u型通风方式，甲烷传感器设置。在上隅角设置甲烷传感器T。，工作面设置甲烷传感器T1，工作面回风巷设置甲烷传感器T2；若煤与瓦斯突出矿井的甲烷传感器T1不能控制采煤工作面进风巷内全部非本质安全型电气设备，则在进风巷设置甲烷传感器T3；低瓦斯和高瓦斯矿井采煤工作面采用串联通风时，被串工作面的进风巷设置甲烷传感器T4

。（a）U型通风方式11/28/202332重庆工程职业技术学院(b)Z型通风方式11/28/202333重庆工程职业技术学院（c）Y型通风方式11/28/202334重庆工程职业技术学院（d）H型通风方式11/28/202335重庆工程职业技术学院（e）W型通风方式11/28/202336重庆工程职业技术学院采煤工作面甲烷传感器的设置(2)4、采用两条巷道回风的采煤工作面甲烷传感器必须按图2设置：甲烷传感器T0、T1和T2的设置同图1a；在第二条回风巷设置甲烷传感器T5、T6。采用三条巷道回风的采煤工作面，第三条回风巷甲烷传感器的设置与第二条回风巷甲烷传感器T5、T6的设置相同。11/28/202337重庆工程职业技术学院图2采用两条巷道回风的采煤工作面甲烷传感器的设置11/28/202338重庆工程职业技术学院采煤工作面甲烷传感器的设置(3)5、有专用排瓦斯巷的采煤工作面甲烷传感器必须按图3设置。甲烷传感器T0、T1、T2的设置同图1a；在专用排瓦斯巷设置甲烷传感器T7，在工作面混合回风风流处设置甲烷传感器T8，如图3a、3b所示。

11/28/202339重庆工程职业技术学院图3有专用排瓦斯巷的采煤工作面甲烷传感器的设置（b）（a）11/28/202340重庆工程职业技术学院采煤工作面甲烷传感器的设置(4)6、高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井采煤工作面的回风巷长度大于1000m时，必须在回风巷中部增设甲烷传感器。7、采煤机必须设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪。8、非长壁式采煤工作面甲烷传感器的设置参照上述规定执行，即在上隅角设置甲烷传感器T0或便携式瓦斯检测报警仪，在工作面及其回风巷各设置1个甲烷传感器。11/28/202341重庆工程职业技术学院掘进工作面甲烷传感器的设置(1)1、煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出岩巷的掘进工作面甲烷传感器必须按图4设置，并实现瓦斯风电闭锁。在工作面混合风流处设置甲烷传感器T1，在工作面回风流中设置甲烷传感器T2；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T3。图４掘进工作面甲烷传感器的设置11/28/202342重庆工程职业技术学院掘进工作面甲烷传感器的设置(2)2、高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井双巷掘进甲烷传感器必须按图5设置：在掘进工作面及其回风巷设置甲烷传感器T1和T2；在工作面混合回风流处设置甲烷传感器T3。图５高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井双巷掘进甲烷传感器的设置11/28/202343重庆工程职业技术学院掘进工作面甲烷传感器的设置(3)3、高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井的掘进工作面长度大于800m时，必须在掘进巷道中部增设甲烷传感器。4、掘进机必须设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪。

11/28/202344重庆工程职业技术学院

1、采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷测风站应设置甲烷传感器。2、设在回风流中的机电硐室进风侧必须设置甲烷传感器，如图6所示。

图６在回风流中的机电硐室进风侧甲烷传感器的设置其它巷道甲烷传感器的设置11/28/202345重庆工程职业技术学院3、使用架线电机车的主要运输巷道内，装煤点处必须设置甲烷传感器，如图7所示

图７装煤点甲烷传感器的设置11/28/202346重庆工程职业技术学院8、高瓦斯矿井进风的主要运输巷道使用架线电机车时，在瓦斯涌出巷道的下风流中必须设置甲烷传感器，如图8所示。

图8瓦斯涌出巷道的下风流中甲烷传感器的设置11/28/202347重庆工程职业技术学院

9、矿用防爆特殊型蓄电池电机车必须设置车载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪；矿用防爆型柴油机车必须设置便携式甲烷检测报警仪。10、兼做回风井的装有带式输送机的井筒内必须设置甲烷传感器。11、采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷道中的电气设备上风侧10～15m处应设置甲烷传感器。12、井下煤仓、地面选煤厂煤仓上方应设置甲烷传感器。13、封闭的地面选煤厂机房内上方应设置甲烷传感器。14、封闭的带式输送机地面走廊上方宜设置甲烷传感器。15、瓦斯抽放泵站甲烷传感器的设置：15．1地面瓦斯抽放泵站内必须在室内设置甲烷传感器。15．2井下临时抽放泵站内下风侧栅栏外必须设置甲烷传感器。15．3抽放泵输入管路中应设置甲烷传感器。利用瓦斯时，应在输出管路中设置甲烷传感器；不利用瓦斯、采用干式抽放瓦斯设备时，输出管路中也应设置甲烷传感器。11/28/202348重庆工程职业技术学院二、其它传感器的设置

（一）一氧化碳传感器的设置1、一氧化碳传感器应垂直悬挂，距顶板（顶梁）不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。2、开采容易自燃、自燃煤层的采煤工作面回风巷必须设置一氧化碳传感器，地点可设置在上隅角、工作面或工作面回风巷，报警浓度为≥0.0024%,如图9所示。3、带式输送机滚筒下风側10-15m处宜设置一氧化碳传感器，报警浓度为0.0024%CO。4、自然发火观测点、封闭火区防火墙栅栏外宜设置一氧化碳传感器，报警浓度为0.0024%CO。5、开采容易自燃、自燃煤层的矿井，采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷应设置一氧化碳传感器，报警浓度为0.0024%CO。11/28/202349重庆工程职业技术学院图9采煤工作面一氧化碳传感器的设置11/28/202350重庆工程职业技术学院

（二）风速传感器的设置采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷的测风站应设置风速传感器。风速传感器应设置在巷道前后10m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。（三）风压传感器的设置

主要通风机的风硐应设置风压传感器。（四）瓦斯抽放管路中传感器的设置

瓦斯抽放泵站的抽放泵输入管路中宜设置流量传感器、温度传感器和压力传感器；利用瓦斯时，应在输出管路中设置流量传感器、温度传感器和压力传感器。防回火安全装置上宜设置压差传感器。

11/28/202351重庆工程职业技术学院（五）烟雾传感器的设置

带式输送机滚筒下风側10～15m处应设置烟雾传感器。11/28/202352重庆工程职业技术学院

（六）温度传感器的设置

1、温度传感器应垂直悬挂，距顶板（顶梁）不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm，并应不影响行人和行车，安装维护方便，不影响行人和行车。2、开采容易自燃，自燃煤层及地温高的矿井采煤工作面应设置温度传感器。温度传感器的报警值为30℃。如图10所示。3、机电硐室内应设置温度传感器，报警值为34℃。

11/28/202353重庆工程职业技术学院

图10采煤工作面温度传感器的设置11/28/202354重庆工程职业技术学院11/28/202355重庆工程职业技术学院（七）开关量传感器的设置1、主要通风机、局部通风机必须设置设备开停传感器。11/28/202356重庆工程职业技术学院2、矿井和采区主要进回风巷道中的主要风门必须设置风门传感器。当两道风门同时打开时，发出声光报警信号。

11/28/202357重庆工程职业技术学院

3、掘进工作面局部通风机的风筒末端宜设置风筒传感器。11/28/202358重庆工程职业技术学院

4、为监测被控设备瓦斯超限是否断电，被控开关的负荷侧必须设置馈电传感器。11/28/202359重庆工程职业技术学院1、主要的安装地点和传感器布置（1）地面风机房说明：地面风机房主要监测两台主扇的开停和通风负压主扇（设备开停传感器）备用主扇（设备开停传感器）负压传感器11/28/202360重庆工程职业技术学院1、主要的安装地点和传感器布置（2）总回风/采区回风/一翼回风说明：总回风/采区回风/一翼总回风按下面所列设备安装，有一处，算一处甲烷传感器（0.75）风速传感器对有火区或发火倾向的煤矿一氧化碳传感器

11/28/202361重庆工程职业技术学院1、主要的安装地点和传感器布置（3）主要风门说明：一般监测总回风和总进风之间最主要的联络巷风门风门传感器11/28/202362重庆工程职业技术学院1、主要的安装地点和传感器布置（4）火区说明：一处火区最少安装如下的1组传感器，大的火区可适当增加组数，每处火区均必须按下列设备安装一氧化碳传感器（24）温度传感器11/28/202363重庆工程职业技术学院1、主要的安装地点和传感器布置（5）掘进工作面说明：每个掘进工作面均按下列设备安装，有几个算几个甲烷传感器（里，1.0/1.5）甲烷传感器（外，1.0/1.0）断电器（控制工作面及回风流非本安设备）馈电传感器风筒开闭传感器设备开停传感器串联通风的掘进工作面甲烷传感器（进风，0.5/0.5）11/28/202364重庆工程职业技术学院1、主要的安装地点和传感器布置（6）回采工作面说明：每个回采工作面均按下列设备安装，有几个算几个甲烷传感器（里，1.0/1.5）甲烷传感器（上隅角，1.0/1.5）甲烷传感器（外，1.0/1.0）断电器（控制工作面及回风流非本安设备）馈电传感器11/28/202365重庆工程职业技术学院1、主要的安装地点和传感器布置（6）回采工作面对有火区或发火倾向的煤矿一氧化碳传感器温度传感器回风巷超过1000米的工作面甲烷传感器（回风巷中部，1.0/1.5）有专用排瓦斯巷的工作面甲烷传感器（专用排瓦斯巷，2.5/2.5）串联通风的工作面甲烷传感器（进风，0.5/0.5）11/28/202366重庆工程职业技术学院1、主要的安装地点和传感器布置（7）带式输送机机头下风处说明：每个带式输送机的机头均安装下列设备，有几个算几个一氧化碳传感器烟雾传感器11/28/202367重庆工程职业技术学院1、主要的安装地点和传感器布置（8）机电硐室说明：每个机电硐室均按下列设备安装，有几个算几个温度传感器烟雾传感器在回风巷的机电硐室甲烷传感器（机电硐室入口，0.5）11/28/202368重庆工程职业技术学院1、主要的安装地点和传感器布置（9）煤仓上口说明：每个煤仓均按下列设备安装，有几个算几个甲烷传感器（1.0/1.5）11/28/202369重庆工程职业技术学院使用与维护要点

（1）选用符合《AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求》等，取得矿用产品安全标志准用证和防爆合格证的系统。（2）按照《煤矿安全规程》和《AQ1029-2007煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》设计、安装、使用、管理与维护系统。（3）甲烷、风速、风压、风筒、风门、局部通风机开停、主通风机开停、馈电状态等传感器要按规定的数量和地点正确安装与维护。

11/28/202370重庆工程职业技术学院

（4）根据被控对象的不同，正确连接甲烷断电闭锁和风电闭锁。（5）根据工作面和回风巷等不同地点，正确设置报警浓度、断电浓度、复电浓度和断电区域。（6）每隔10天使用校准气样和空气气样对甲烷传感器进行正确调校，同时对甲烷断电闭锁和风电闭锁功能进行测试。（7）甲烷超限报警、断电、馈电异常、停风报警后，要及时采取停电、撤人等安全措施。

11/28/202371重庆工程职业技术学院第四节煤矿安全监控系统使用现状和问题

煤矿安全监控系统在全国高瓦斯矿井和有瓦斯煤(岩)突出的矿井及部分低瓦斯矿井普遍装备使用,但目前有不少煤矿的安全监控系统没有发挥出应有的作用。究其原因,有些矿的领导和主管技术干部对监控系统的重要性认识不够,由此产生一系列问题:监控技术人员不能适应工作需要,设备选型不妥,使用维护不当,仪器待修率高。11/28/202372重庆工程职业技术学院1、现场维护和管理中存在的问题传感器的设置数量不足，种类不全，地点、位置不符合要求。甲烷传感器调校周期过长，方法不对。不测试断电闭锁功能，断电闭锁失效。地面中心站的装备管理存在问题，无备用主机和电源。培训不到位,维护、管理人员缺乏相关知识，不会操作、维修。

人为破坏监控系统的监控功能，将传感器报警浓度调高，不使用断电控制功能等11/28/202373重庆工程职业技术学院煤矿安全监控系统使用现状

这一系列问题严重影响了安全监控系统的安全保障作用,只有从思想、技术、物质等方面着手解决,才能发挥出应有的作用。11/28/202374重庆工程职业技术学院2、解决办法1、煤矿应按照《煤矿安全规程》和《AQ1029-2007煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》安装、使用、维护和管理系统。2、加强对维护、管理人员的培训,

使之具备相关知识，懂操作和简单的维修。3、充分依靠测控仪器区域服务中心的技术力量，搞好系统维护。4、加强使用管理，杜绝使用中的违章现象；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。11/28/202375重庆工程职业技术学院2、解决办法5、地面中心站值班应设置在矿调度室内；实行24h值班制度；按瓦斯事故应急预案遥控区域断电。6、改变以往中小型煤矿将甲烷传感器送到维修中心调校的做法，因为送维修中心调校不能测试断电闭锁功能，而且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易产生误差，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区域服务中心调校人员下井调校。11/28/202376重庆工程职业技术学院2、解决办法7、加强对安全监控系统的检查，重点检查以下问题：安全监控系统是否有安全标志且符合6201标准，系统井下配置是否符合安标证书的规定。系统中心站、分站、传感器等设备安装设置是否符合要求。监控系统布置图及中心站显示是否与实际设置相符。系统是否昼夜不间断运行。下井人员是否按规定携带便携式检测仪器。装备到位11/28/202377重庆工程职业技术学院解决办法7、加强对安全监控系统的检查，重点检查以下问题：甲烷传感器等设备是否按规定周期正确调校，其报警值、断电值、复电值是否符合规定。中心站主机是否真实反映了监测对象的数值或状态。煤矿是否有检修室，仪器和校准气体的配备是否符合规定。数据准确11/28/202378重庆工程职业技术学院2、解决办法7、加强对安全监控系统的检查，重点检查以下问题：瓦斯超限达到断电值时，安全监控系统是否切断被控设备的电源并闭锁，断电与馈电数据是否对应。瓦斯断电控制图是否符合规定。断电接线是否正确。是否按期测试瓦斯超限断电闭锁和风电瓦斯闭锁功能并有记录。断电可靠11/28/202379重庆工程职业技术学院2、解决办法7、加强对安全监控系统的检查，重点检查以下问题：管理机构、规章制度、人员培训、设备维护、图纸资料和报表管理是否符合要求。瓦斯事故应急预案是否符合要求。管理规范11/28/202380重庆工程职业技术学院云南省安全生产委员会办公室44号文件内容摘录

部分煤矿安全监管、煤炭行业管理部门对煤矿安全监控系统管理维护人员培训工作的重要性和必要性认识不足，重视不够，对学员选送督促不落实。煤矿企业必须按规定参加培训。2009年12月31日前，全省井工煤矿必须达到每个煤矿从事矿井安全监控系统管理维护的人员不少于4人的要求，并取得统一颁发的云南省煤矿矿井安全监控系统管理维护人员培训合格证书。达不到此要求的，依据国务院《关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》（国务院令第446号）第八条等相关规定，责令停产整顿。11/28/202381重庆工程职业技术学院

(1)中心站的装备

☆中心站应双回路供电

☆双机或多机备份

☆有录音电话

☆联网主机有防火墙等网络安全设备

(2)甲烷传感器的设置

☆按AQ1029-2007要求安装到位

☆高、突矿井长于1000m的采煤工作面回风巷中部和长于1000m的掘进工作面中部应设置甲烷传感器；

(3)其他传感器的设置

☆

按AQ1029-2007要求安装风速、温度、负压、烟雾等传感器。3、如何确保监控有效3.1装备齐全安装到位11/28/202382重庆工程职业技术学院

⑴每10天要对传感器定期调校；

⑵在用传感器应在井下调校，调校的同时应测试瓦斯断电闭锁功能和数据跟踪误差；

⑶甲烷传感器按规定设置报警点、断电点、复电点及断电范围；⑷新《煤矿安全规程》第128条规定：每10天至少进行一次风电瓦斯闭锁试验。3.2数据准确及可靠3、如何确保监控有效11/28/202383重庆工程职业技术学院3.3断电可靠

⑴瓦斯超限断电

⑵被控开关的负荷侧必须设置馈电传感器3.4监控数据必须具有加密功能防止监控数据被修改3.5抗干扰问题随着井下变频器的大量使用，各系统厂家应加快抗干扰的设计，防止系统误报警。3.6处置迅速建立和完善瓦斯事故应急预案，落实应急措施。3、如何确保监控有效11/28/202384重庆工程职业技术学院案例

河北唐山刘官屯煤矿“12.7”特别重大瓦斯爆炸事故（死亡108人）、山西大同煤矿集团焦家寨矿“11.5”特别重大瓦斯爆炸事故（死亡47人）、山西临汾瑞之源煤矿“12.5”特别重大瓦斯爆炸事故（死亡105人）、山西焦煤集团屯兰矿“2.22”特别重大瓦斯爆炸事故（死亡78人）、河南平顶山市新华四矿“9.8”特别重大瓦斯爆炸事故（死亡79人）等事故的调查中发现，事故矿均没有按规程和标准要求安装、维护和使用系统。有的传感器装备数量不足，有的安装地点不正确，有的报警浓度、断电浓度和断电控制设置不正确，有的从不调校、有的不能正常运行、形同虚设。

11/28/202385重庆工程职业技术学院

例如：2009年2月22日发生死亡78人的特别重大瓦斯爆炸事故的屯兰矿是事故矿中煤矿安全监控系统使用维护最好的煤矿，但仍存在着下述严重问题：（1）将回风巷甲烷传感器报警值和断电值调高至2.5%，如图2所示。（2）将4台电气开关开关设置在微风的12403工作面1号联络巷，但不设置甲烷传感器，如图3所示。因此，《煤矿安全规程》（2010年版）第132条第二款修改为“井下个别机电设备设在回风流中的，必须安装甲烷传感器并具备甲烷超限断电功能”。11/28/202386重庆工程职业技术学院

这就要求开关等电气设备应设置在全风压进风处，若不能满足，应设置甲烷传感器，并具备甲烷超限断电闭锁功能。由于采煤工作面回风巷和掘进巷道已设置甲烷传感器，因此，设置在采煤工作面回风巷和掘进巷道的电气设备可不再单独设置甲烷传感器。（3）系统工作不稳定，事故前20分钟内，监测信号中断4次，如图2所示。

11/28/202387重庆工程职业技术学院图2瓦斯监测数据多次中断、断电值调为2.5%CH4

11/28/202388重庆工程职业技术学院图312403采煤工作面1号联络巷布置图11/28/202389重庆工程职业技术学院煤矿安全监控系统的发展趋势

a.系统不仅能实现监测监控，而且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、分析和提出专家决策方案。同时系统应用软件应向网络化发展，按统一的格式向外提供监测数据。b.针对通信协议不规范和传输设备物理层协议不规范尽，应尽快寻找一种解决系统兼容性的途径或制定相应的专业技术标准，这对促进矿井监控技术发展和系统的推广应用均具有十分重要的意义;c.研制高可靠性瓦斯传感器；d.矿井瓦斯爆炸多半是由电气火灾引起的，因此应研制智能化的高压开关柜、高压真空馈电开关、低压真空馈电开关等，依此向系统提供多参数的信息，如电流、电压、单相/三相漏电电流、开关运行状态、开关机械/电气闭锁状态等；e.制定科学、合理的政策法规，研究提高煤矿安全管理水平的管理技术，使我国的煤矿安全生产管理从以人治为主，发展到以法治理。11/28/202390重庆工程职业技术学院煤矿雷击原因原因一：小型煤矿不合理的电网结构造成的。地方小型煤矿为了减少建设成本，绝大部分没有设采区变压器，380伏动力电源由地面直接引入井下，引入电缆的架空安装，将井下机电设备直接暴露在大气放电感应的威胁之下，它和大型矿井有采区变压器隔离的环境相比截然不同，大型矿井的6600伏隔爆变压器有良好的绝缘性能，还设有二氧化硅避雷器保护，雷电感应只作用于一次高压线上，二次很少能受到雷电打击。小型煤矿由于没有变压器