煤矿安全监测监控技术.ppt

煤矿安全监测监控技术,陕西铜川煤矿安全培训中心高级讲师边德峰,第一章煤矿安全监控系统,第一节概述煤矿安全监测监控系统是用电子计算机技术对煤矿井下的环境参数（如甲烷、一氧化碳、风速、温度及顶板压力、生产设备的运行状态进行检测并控制的系统。煤矿安全监测系统不同于其他地面工业的监控系统。1、它所监控的对象大都是非电量，不能直接用电缆传输，必须经过转换，才能传输。2、煤矿监控系统的工作环境特殊。有爆炸、燃烧性气体；有毒的腐蚀性气体；有淋水、电磁干扰等。,,3、监控距离远，要求传输距离远因此矿井监控系统和其他工业监控系统相比有以下特殊的要求（1）、电器防爆（2）、传输距离远（3）、网路宜采用树形结构（4）、监控对象变化缓慢（5）、电网电压波动范围大（6）、工作环境恶劣（7）、传感器或执行机构宜采用远程供电。（8）、不宜采用中继器,,目前个大煤矿都安装使用了矿井综合监控系统。它包括了环境安全监控系统、轨道运输监控系统、胶带运输监控系统、提升运输监控、矿井供电、排水、矿山压力、火灾、水灾、煤与瓦斯突出、大型机电设备的运行状态等监控系统。1、环境安全监控系统。环境安全监控系统主要用来监测煤矿井下的有毒有害气体浓度、风速、负压、温度、风门的开关状态、风筒状态、主要通风机的运行状态、、局部扇风机的开关状态、工作电压、电流，并实现超限声光报警、断电和瓦斯风电闭锁等。2、轨道运输监控系统。轨道运输监控系统主要是监测信号机状态、电动转辙机状态、机车位置、机车编号、运行方向、运行速度、车皮数、空重车并实现信号机、电动转辙机闭锁控制等。,,3、胶带运输监控系统。交代运输监控系统是用来监测皮带机的运行速度、轴温、烟雾、堆煤、横向断裂、纵向断裂、跑偏、打滑、电机运行状态、煤仓煤位等，并实现逆煤流启动。顺煤流停止闭锁等功能4、提升运输监控系统。提升运输监控系统使用来监控罐笼的位置、速度、安全状态、摇台状态、阻车器状态等。并实现推车、补车、提升闭锁控制等。5、供电监控系统。主要是用来监控电网电压、电流、功率、功率因数、馈电开关状态、电网绝缘状态并实现漏电保护、过流保护、馈电开关闭锁等。,,6、排水监控系统。主要用来检测水仓水位、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关、水泵开停控制等。7、火灾监控系统。主要是用来检测一氧化碳、二氧化碳、氧气浓度等，并通过风门、风窗等控制实现均压灭火等。8、矿山压力监控。主要是通过对顶板的压力、下沉速度、下沉量及地音监测，实现压力预测预报。9、煤与瓦斯突出监控。主要是用来监测煤岩体发声、瓦斯涌出量、工作面煤的温度，并实现煤与瓦斯突出的预测预报。10、大型机械的运行状态监控主要监控机械振动。故障等。,,第二节监控系统的组成一、地面中心站地面中心站设在专用房间内，由两台工业控制机、两台微型计算机、打印机、屏幕显示器、控制台、模拟盘及与计算机联络的接口组成。地面中心站的作用是1、对井下分站传输来的电信号进行处理，转换为数字信号、图像信号、并显示。2、打印、储存、记录监测数据并实时存盘。3、进行人机对话，向井下各传感器下达指令，控制井下的各个传感仪。4、通过网络将监测数据传输到上级监控系统。,,,,二、井下分站井下分站是连接地面中心站和各种传感仪的桥梁。根据不同厂家生产的设备井下分站有调制解调器、声光报警箱和备用电源三部分。井下分站的作用是1、接受并处理各种传感仪传来的电讯号并处理数字信号显示出来。2、将各种传感仪的信号传向地面中心站。3、接受地面中心站的各种指令并执行。4、向各个传感仪提供电源。5、超限声光报警。,,对井下分站的要求是1、兼容。能处理各种信号。2、具有足够的容量3、具有相对的独立性4、要求体积小、重量轻5、具有防爆性6、具有超限断电功能7、具有备用电源，备用电源的工作时间不得小于2小时。,,,三、传感仪传感仪是电子测量仪器的核心。根据检测原理可分为模拟量传感仪和开关量传仪，对于模拟量信号首先进行转换使其成为易于传输的电信号然后传向分站；对于开关量传感仪由于其本身就是电信号所以不需要转换。而直接传向分站,根据监测对象的不同研制了各种不同的传感仪。煤矿环境监测系统常用的检测传感仪有甲烷传感仪、一氧化碳传感仪、风速传感仪、温度传感仪、烟雾传感仪、流量传感仪、馈电传感仪、风门传感仪、压力传感仪风筒传感仪、氧气传感仪、负压传感仪等。,,四、信道信道即传输监测信号的通道。常用的有双绞线电缆和光缆。煤矿井下一般用双绞线电缆其优点是便于连接。而光缆用于地面信号的传输。由于其连接需要明火熔接，所以不能在井下使用。检测系统的信道布置有星状结构和树状结构两种形式1、星状结构地面中心站与井下传感仪一对一传输，每一个传感仪采集的信息经一对电缆传输至地面中心站，进行处理。如图所示,,,,星状结构的优点是传输技术简单可靠，但是缺点是电缆用量大，如果井下传感仪很多则电缆用量更大，浪费严重。这种连接方式一般用于井下分站和传感仪之间的连接。2、树状结构。如图所示，地面中心站和个分站之间用一根主电缆连接，其优点是电缆用量少，节约电缆。矿井监控系统宜采用树状结构。监控系统的监控原理如图所示,,,,,,第三节监控系统的技术指标及要求一、技术指标1、中心站到最远测点的距离不小于10km；中小型矿井不小于7Km。2、传感器到分站的距离不小于2km。3、系统传输距离的误差不大于1km。4、监控系统的误码率不大于10-8。5、系统的巡检周期不大于30s。6、系统的执行时间不大于30s。,,二、系统的主要技术要求1、工作方式。现有的工作方式大都为主从工作方式。考虑到环境安全、轨道运输、胶带运输、监控的需要，矿井的监控系统已经采用多主或无主工作方式2、矿井监控系统的连接方式为单层连接。3、传输方式。有单工传输、半双工传输和全双工传输，考虑到监控对象变化缓慢宜采用半双工传输，降低系统费用。4、信道复用方式，有时分制、频分制和码分制。目前多采用码分制。5、信号。有数字信号和模拟信号。,,6、字符长度。通常有5、6、7、8、位等。监控系统一般用8位。7、传输速率。传输速率是指系统每秒传输的字节数。矿井监控系统一般在1200比特／秒、2400比特／秒、4800比特／秒中选取。8、传输处理误差。传输处理误差不大于0.5﹪。三、矿井监控系统的通用要求1、系统有模拟量、开关量和累计量检测功能。2、系统有声光报警、模拟量和开关量手动与自动控制功能。3、系统有备用电源。4、系统有故障自检功能,,5、系统应双机备份。6、系统具有实时存盘功能。7、系统具有列表显示功能。8、系统具有模拟量实时曲线和历史曲线显示功能。9、系统具有竖状图显示功能。10、系统应具有模拟量动画显示功能。11、系统应设备图布置功能。12、系统应具有报表、曲线、柱状图、模拟图、初始化参数等召唤打印功能，以便报表分析。13、系统应有人机对话功能。,,14、系统应具有防雷电功能。15、系统应具有抗干扰措施，防止架线电机车火花、大型机电设备开停时产生的电磁干扰影响系统的正常工作。16、系统有初始化参数掉电保护功能。17、系统有工业电视图像等多媒体功能。18、系统有网落通讯功能。19、地面设备应具备防静电措施。20、系统应工作稳定性可靠，出厂前进行连续7天的稳定性试验，死几率不大于1次／720小时。21、系统调出整幅实时数据画面的影响时间小于5秒。22系统适应的电源电压波动范围（1）、地面90﹪～110﹪（2）、井下75﹪～110﹪,,四、煤矿监控系统的装备和要求1、煤矿监控系统设备必须符合国家有关标准或行业标准，通过煤炭行业标准化审查，通过国家技术监督局认定的检验机构的检验，并取得“MA”标志准用证。用于爆炸性环境的监控设备取得“防爆合格证”。2、用于爆炸性环境的监控设备应采用本质安全型，并使用本质安全型电信号。3、煤矿监控设备之间必须使用专用的阻燃电缆连接，严禁与调度室电话线和动力线共用。4、煤矿监控系统必须具有故障闭锁功能，当与闭锁控制有关的设备未投入正常运行时，必须切断该设备所监控区的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当与闭锁控制的有关设备工作正常并稳定以后，自动解锁。5、为防止人为取消断电功能，系统必须有断电状态,,和馈电状态监测、；报警、显示、储存和打印报表工功能。煤矿安全监控系统如图所示,,,,第二章矿用监测传感器第一节传感器简介借助于敏感原件，对被测物理量进行检测和信号变换，输出模拟量或开关量信号的装置，称为传感仪。煤矿检测系统的传感器是工作在检测系统最前沿的仪器设备。一个简单的传感器通常是由敏感元件、转换电路、测量元件及电源组成。根据监测对象的不同，研制了多种不同的传感仪。目前环境安全监控系统的传感仪有CO、CH4、O2、CO2等气体浓度的检测，对风速、风量、气压、温度、粉尘浓度等环境参数的检测、监控等。,,,,第二节传感仪工作原理一、甲烷传感仪工作原理甲烷传感仪按检测原理可分为催化燃烧式和热导式，可根据使用地点和检测范围选用不同的甲烷传感仪。（一）、催化燃烧式催化燃烧式甲烷传感仪的检测原理为利用敏感元件（黑元件）对甲烷的催化作用，使甲烷在元件表面发生无焰燃烧，放出热量，黑元件的温度上升，从而使黑元件电阻增大，导致桥式电路中的AB之间有电流通过。通过检测AB之间的电流大小进而测得甲烷浓度，如图所示。,,,,在桥式电路中R1R2为鉑丝电阻；R3R430欧姆在地面没有甲烷时，AB之间无电流通过。在井下有甲烷时黑元件R1电阻增大，产生△R1，则有UABE／2R1△R1此时AB之间有电流流过，瓦斯浓度越高，发生无焰燃烧产生的热量就越大，导致△R1就越大。通过检测△R1或者UAB的变化即可测得甲烷的浓度变化。甲烷传感仪如图所示。,,,,（二）、热导式利用被测气体与纯净的空气的热导率差异及混合气体热导率与浓度的关系，把气体浓度的变化量转变为相应的电信号，可构成热导式传感仪。在煤矿井下热导式传感仪主要用于高浓度瓦斯的使用条件。表中列出了矿井空气中主要气体成分的热导率。由表中可以看出在273K时甲烷的热导率为3.013，而在373K时甲烷的热导率为4.56甲烷相对空气的比值是1.24。随着温度的变化热导率还会增加。,,,热导原理甲烷检测仪就是根据矿井空气的热导系数随甲烷含量的不同而有所变化来达到测定甲烷的目的。二、一氧化碳传感仪在煤矿井下由于煤炭的自燃发火，会产生大量一氧化碳，所以一氧化碳是检测煤炭自然发火的标志性气体，来预测煤炭的自然发火。煤矿井下常用一氧化碳传感仪有电化学式和红外线吸收式两种现在广泛应用的是电化学式。,,,,传感仪内装有H２ＳＯ４电解液和３个相同的扩散贵金属催化电极，有工作极W、对极C和参比极R，扩散剂由一层憎水透气的聚四氟乙烯膜和含有铂黑催化剂的多孔亲水膜组成。参比极的作用是将工作极电位稳定的控制在0.9～1.1V。含一氧化碳的气体渗透扩散进入防水膜，再通过催化膜上的微孔与工作极、电解液接触形成三相界面。在气液固三相界面上产生电化学反应，生成二氧化碳。在对极上产生氧气。其化学反应式是在工作极上COH2O→CO22H2e-在对极上（1／2）O22H2e-→H2O总化学反应式为CO（1／2）O2→CO2,,在工作极W和对极C之间产生的电流Ⅰ与CO的浓度、扩散层面积和波薄膜的扩散系数成正比。CO在工作极上被氧化，O2在对极上被还原。将两极间的氧化还原电流信号加以放大并进行测定，就能指示一氧化碳的浓度。三、氧气传感仪煤矿中检测氧气常用地方法有气相色谱法、电化学法和顺磁法。现在常用的有电化学法。四、温度传感仪煤矿常用的温度传感仪有热电偶、热电阻、热电阻、半导体PN结正向电压相对于温度呈线性变化的温度特性。,,（五）、风速传感仪风速是煤矿井下通风的重要参数。及时准确的测定井下风速，经济合理的调整风速、风量，对保证井下良好的作业环境、防止瓦斯及自然发火事故具有非常重要的意义。检测风速的常用固定传感仪为超声波旋涡式。检测原理是风流经过涡流发生杆以后形成旋涡，对于超声波发射仪发射的超声波产生干扰，使其振幅频率发生变化。通过检测超声波的变换来监测风流的速度。,,,,六、烟雾传感仪火灾时煤矿井下重大灾害之一。。因此建立、健全和装备防灭火装置，加强火灾监测，防止火灾事故，对保障煤矿安全具有重要意义。火灾探测仪按工作原理分感烟探测仪器、感温探测器、光辐射探测器、可燃气体探测器。目前大多用感烟探测仪，电离感烟探测器用于检测燃烧初期产生的0.3m以上的烟雾最为灵敏，对于交代运输机早期火灾监测具有明显的优点。,,七、开关量传感仪在煤矿监控系统中，开关量监测的地位和比重随着煤矿自动化水平的提高而提高，在工况、生产监控方面发挥着十分重要的作用。煤矿监控系统采用的开关量传感仪主要有设备开停、风门开闭、馈电开关状态、风筒开关、电流电压控制等。开关量传感仪的检测原理分为直接式和间接式两类。直接式是指在电气上与负荷设备而直接联系，从供电线路上直接获取信号，电流互感器、电压互感器有无电信号输出等。间接式是指在电气上与负荷设备不发生直接联系，如电磁感应原理、测温原理、测磁原理、接近电感原理等。,第三章监控系统的安装、使用、维护,第一节一般要求1、每一煤矿都必须安装监控系统。2、煤矿监控系统必须24小时运行3、接入煤矿监控系统的各类传感仪应符合ＡＱ６２０１２００６的规定，稳定性不得少于１５天。４、煤矿安全监控系统的传感仪数据或状态应传输到地面主机。５、煤矿必须按矿用产品安全标志证书规定的型号选择监控系统的传感器、断电控制器等关联设备。严禁对不同系统间的设备进行置换。,,６、原国有重点煤矿必须实现矿务局（公司）所属高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井的安全监控联网；国有地方煤矿和乡镇煤矿必须实现县（市）范围内高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井的安全监控系统联网。７、矿长、矿技术负责人、爆破工、采掘区队长、通风区队长、工程技术人员、班长、流动电钳工、安全监测工下井时必须携带便携式甲烷报警仪或者数字式甲烷检测报警矿井矿灯。瓦斯检查员下井时便携式甲烷检测报警仪和光学甲烷检测仪。,、,８、煤矿采掘工、打眼工、在回风流工作的人员下井时宜携带数字式甲烷检测报警矿灯或甲烷报警矿灯。第二节安装设计一、监测系统的设计１、煤矿编制采区设计、采掘作业规程和安全技术措施时，必须对安全监控设备的种类、数量、和位置，信号电缆和电源的敷设等作出明确规定，绘制布置图和断电控制图。２、安全监控设备之间必须使用阻燃电缆连接，严禁和动力线、电话线共用。,,３、井下分站应设置在便于人员观察、调试、检验及支护良好、无滴水、无杂物的进风巷道或硐室中，安设时应垫支架，或吊在巷道中，使其距巷道地板距离不小于３００ｍｍ。４、隔爆兼本质安全型防爆电器宜采取变电所，严禁设在下列区域（１）、断电范围内；（２）、瓦斯矿井的采掘工作面回风巷内；（３）、煤与瓦斯突出矿井的采煤工作面、进风巷和回风巷；（４）、掘进工作面内；（５）、采用串联通风的被串工作面、进风巷和回风巷；（６）／采用串联通风的被串掘进巷道内。,,５、安全监控设备的供电电源必须取自于被控开关的电源侧，严禁取自于负载侧。宜为井下监控系统提供专用供电电源。６、安装断电控制时，必须根据断电范围要求，提供断电条件，并接通井下电源及控制线。断电控制器与被控开关之间必须正确连接线。具体方法有煤矿技术负责人审定。７、与安全监控设备有关联的电器设备、电源线和控制线再改线或拆除时，必须与安全监控管理部门共同处理。检修与安全监控设备关联的电气设备，需要监控设备停止运行时，须经矿主要负责人或主要技术负责人同意，并制定安全措施后方可进行。,,８、模拟量传感仪应设置在能正确反映被测物力量的位置。开关量传感仪应设置在能正确反映被测状态的位置。声光报警仪应设置在经常有人员经过的、便于观察的地点。第三节甲烷传感仪的设置一、甲烷传感仪在巷道中的位置由于甲烷相对于空气的比重为０.５５４，经常位于巷道的上部，所以甲烷传感仪应垂直悬挂，距顶板（顶梁）不得大于３００ｍｍ，距巷道侧壁不得小于２００ｍｍ的位置，如图所示,,,,二、甲烷传感仪的设置（一）、采煤工作面甲烷传感仪的设置1、低瓦斯矿井采煤工作面的设置,,Ｔ０、Ｔ１分别为采煤工作面上隅角的便携式甲烷报警仪及工作面甲烷传感仪。瓦斯报警点浓度CH4≥1.0％瓦斯断电点浓度CH4≥1.5％,断电范围采煤工作面及回风巷中的全部非本质安全电源。自动复电点浓度CH4＜1.0％2、高瓦斯矿井采煤工作面甲烷传感仪的设置如图所示。高瓦斯矿井在工作面回风巷距采区回风巷10～15m处安装甲烷传感仪T２。其报警、断电、自动复电浓度分别为,2、高瓦斯矿井采煤工作面甲烷传感仪,,2、高瓦斯矿井采煤工作面甲烷传感仪的设置如图所示。高瓦斯矿井在工作面回风巷距采区回风巷10～15m处安装甲烷传感仪T２。其报警、断电、自动复电浓度分别为T０、T１为CH4≥1.0％报警。CH4≥1.5％报警并切断工作面及回风巷的所有非本质安全型电源。CH4＜1.0％自动恢复所断电源。T２为CH41.0％报警。CH4＞1.0％报警并切断采煤工作面及回风巷的全部非本质安全型电源。CH4＜1.0％自动恢复所切断的所有电源。,,,,,,,3、采煤工作面采用串联通风时甲烷传感仪的布置如图所示。分别布置有T1、T2、T3,,T1、T2、T0的报警、断电和复电浓度同低瓦斯矿井。T3为CH4＝0.5％，报警。CH4＞0.5％,切断被串工作面进所有非本质安全型电源CH4＜0.5％,自动恢复所切断的电源。（二）、掘进工作面甲烷传感仪的布置,,在掘进工作面，无论矿井的瓦斯等级高低都必须同时布置两个甲烷传感仪T1和T2,分别为工作面甲烷传感仪和回风巷甲烷传感仪，如图所示。,,掘进工作面甲烷传感仪的布置,,T1为掘进工作面的甲烷传感仪。其规定为CH4≥1.0％报警。CH4≥1.5％切断掘进工作面及回风巷所有非本质安全型电源。CH4＜1.0％手动恢复所切断的电源。T2为掘进工作面回风巷甲烷传感仪。其规定为CH4＝1.0％报警。CH4＞1.0％切断掘进工作面及回风巷的所有非本质安电源。,,采用双巷掘进时甲烷传感仪的布置如图所示。除了Ｔ１、Ｔ２以外，还要求布置甲烷传感仪Ｔ4。,,Ｔ4的报警浓度为ＣＨ４≥１.５％断电浓度为ＣＨ４≥１.５％断电范围为包括局部通风机在内的双巷掘进巷道内全部非本安电源。高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井的掘进长度大于１０００ｍ时，必须在掘进巷道中部增设甲烷传感仪。掘进机必须设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷报警仪。采区回风巷、一翼回风、总回风巷侧风站应设置甲烷传感仪。,,（三）、设在回风流中的机电硐室进风侧必须设置甲烷甲烷传感仪。如图所示；甲烷传感仪报警浓度为０.５％，大于０.５％时切断硐室电源。,,（四）、架线电机车装煤点下方甲烷传感仪布置如图所示CH4≥0.5时断电范围装煤点处上风流100m内及其下风流的架空线电源和全部非本安型电气设备。,,（五）、其他地点甲烷传感仪的布置1、兼做风井的装有带式输送机的井筒内必须设置甲烷传感仪。2、采区回风巷、一翼回风巷及总回风巷内临时施工的电气设备上风侧10m～15m处应设置甲烷传感仪。3、井下煤仓、地面选煤厂煤仓上方应设甲烷传感仪。4、封闭的地面选煤厂机房内上方应设置甲烷传感仪。5、封闭的带式输送机地面走廊上方宜设甲烷传感仪。6、地面瓦斯抽放泵站内必须在室内设置甲烷传感仪。,,7、井下临时瓦斯抽放泵站下风流侧栅栏外必须设置甲烷传感仪。8、抽放泵的输入管路中应设置甲烷传感仪。利用瓦斯时，应在输出管路中设置甲烷传感仪；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仪。第四节其他传感仪的设置一、一氧化碳传感仪的设置1、一氧化碳传感仪应垂直悬挂，距顶板（顶梁）不大于300mm，距巷壁不小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和车辆通行。,,2、开采容易自燃、自燃煤层的采煤工作面必需至少一个一氧化碳传感仪，地点可设在上隅角、工作面或工作面回风巷。报警浓度设为大于24ppm。如图所示。3、带式输送机滚筒下风侧10m～15m处宜设一氧化碳传感仪，报警浓度设为24ppm.4、自然发火观测点、封闭的火区防火墙栅栏外宜设置一氧化碳传感仪，报警浓度设为24ppm。5、开采容易自然发火煤层的矿井，采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷应设置一氧化碳传感仪，报警浓度设为24ppm。,,,,二、风速、风压传感仪的设置采区的回风巷、矿井一翼的回风巷、矿井的回风巷、应设置风速传感仪。风速传感仪应设置在巷道前后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。当风速超过煤矿安全规程规定时应发出声光报警。主要通风机的风硐内应设置风压传感仪。三、瓦斯抽放泵站内的抽放输入管路中宜设置流量传感仪、温度传感仪和压力传感仪；利用瓦斯时应在输出管路中设置流量传感仪、温度传感仪和压力传感仪。防回火安全装置上宜设置压差传感仪。四、烟雾传感仪。带式输送机下方10m～15m处设置烟雾传感仪。,,五、温度传感仪的设置1、温度传感仪应垂直悬挂，距顶板（顶梁）不大于300mm，距巷壁不小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和车辆通行。2、开采易自然发火煤层的采煤工作面回风巷应设置温度传感仪，温度传感仪的报警温度定位30℃。3、井下机电硐室内应设置温度传感仪，报警温度定位34℃。,,六、开关量传感仪的设置1、主要通风机、局部通风机必须设置设备开停传感仪。2、矿井和主要采区主要进回巷道中的主要风门必须设置风门开关传感仪。两道风门同时打开时，应发出声光报警信号。3、掘进工作面局部通风机的风筒末端宜设置风筒传感仪。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仪。,,第五节系统的安装与使用一、井上部分现有监测系统的井上部分均配有计算机系统，而且计算机系统均由前置机（或接口）、主机（微机）、打印机、不间断电源等组成。井上设备要求安装环境相对好一些，尽可能有专用机房。有一定的防尘措施，要避免高温（一般不大于40℃）强烈震动极强烈电磁干扰。在供电方面要尽量保证设备单独供电，供电电源相对稳定，不应有大的波动，尤其要避免于大的动力设备共用电源。要有合格的接地线，否则极易损坏设备。按照说明书要求连接好各种电缆后方可送电检验，首先用测试软件对对设备的硬、软件进行全面检查，然后运行操作程序，连续运行48小时考核其可靠性、稳定性。经测试合格才能和井下设备连接。,,二、井下传输电缆的安装井下传输电缆是信息通道的重要部分，其质量（包括安装质量）好坏直接影响系统的整体可靠性。因此电缆的连接和敷设是很重要的。传输电缆在敷设时应充分注意远离动力电缆，最好分侧设置。如果必须同侧设置时监测电缆在动力电缆上方300mm的距离。监测电缆必须悬挂整齐，距顶梁的高度150～200mm为宜通车巷道的悬挂高度应使矿车、机车、及其他机械不能碰撞；平巷和倾斜巷道的悬挂点不应超过3m；立井不超过6m；立井或倾角超过30度的斜巷电缆悬挂时要固定在巷道壁上。防止电缆承重。监测电缆在井下每隔一定距离要有标志牌，注明电缆的规格、型号、长度、起始点及服务的设备名称，以便识别。,,三、井下设备的安装在井下设备中甲烷传感仪是一种最常用的设备，在入井前应在地面进行至少48小时的送电，观察其零点漂移，每隔一小时给传感仪送入2的标准气样考核其精度和报警情况，考核无误后方可下井。在井下采煤和掘进工作面安装时要求对采掘工作面的电气设备实行严格的电器闭锁或断电控制，为此应注意1、无论电器闭锁还是断电控制其主要对象是电器开关。为了安全可靠应尽量选用QC开关的操作回路或其他开关的低压操作回路。如果必须大面积断电控制，也可选择高压开关的100V无压操作释放回路，尽量避免与660V操作回路连接。,,2、井下分站或传感仪有多种形式，如660V、127V、36V、等几种，尽量选用127V或36V供电。例如一个高瓦斯矿井采煤工作面的甲烷传感仪安装如图所示图中T1、T2为两个甲烷传感仪，一台QC开关和分站安装在采区进风巷至工作面回风巷的两道风门之间。图中的分站供电源取自于QC开关的36V电源，其模拟量的输入口中的1号、2号可接传感仪的T1、T2。开关量输出口可接断电仪和QC开关和断电仪。,,,,,,第六节监控系统的使用与维护一、监控机构1、煤矿应成立专门的监测监控机构，人员有管理人员、井上下维修人员、计算机操作人员。监控室负责本矿安全监控设备的安装、调校、维护和简单的维修工作。未建立检修室的小型煤矿应将安全监控设备送到检修中心进行调校和维修。2、国有重点煤矿的矿务局（公司）、产煤县市（市）应建立安全监控设备检修中心，负责安全监控设备的检修和调校、维修、报废鉴定工作，有条件的可配制甲烷校准气样，并对煤矿进行技术指导。3、安全监控设备检修室宜配备甲烷传感仪和测定器效验装置、稳压电源、视波器、频率计、信号发生器、万用表、流量计、声级计、甲烷校准气体、标准气体等仪器设备；安全监控设备检修中心除应具备上述仪器外，具备条件的宜配备甲烷校准气体配器装置、气相色谱仪或红外线分析仪。,,二、校准气体1、配制甲烷校准气样的装备和方法必须符合MT4231995的规定，选用纯度不低于99.9的甲烷标准气体作原料气。配制好的甲烷标准气体应以以标准气样为标准，用气相色谱仪或红外线色谱仪分析定值，其不确定度应小于5。2、甲烷校准气样配器装置应放在通风良好，符合国家有关防火、防爆、压力容器安全规定的独立建筑内。配器气瓶应分室存放，室内应使用隔爆型的照明灯具及电器设备。3、高压气瓶的使用管理应符合国家有关气瓶安全的管理规定。,,三、调校1、安全监控设备必须按产品使用说明书的要求定期调校。2、安全监控设备使用前和大修后，必须按产品说明书的要求测试、调校合格，并在地面试运行24h～48h方能下井。3、采用载体催化原理的甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪、甲烷报警矿灯等，每隔10天必须使用校准气样和空气样，按产品使用说明书的要求调校一次。调校时，应先在新鲜空气中或使用空气样调校零点，使仪器显示值为零，再通入浓度为1～2ＣＨ４的甲烷校准气体，调整仪器的显示值与校准气体浓度一致，气样流量应符合产品使用说明书的要求。,,４、除甲烷载体催化原理以外的其他气体监控设备应采用空气气样和标准气样按产品说明书进行调校。风速传感器选用经过标定的风速计调校。温度传感仪选用经过标定的温度计调校。。其他传感仪和便携式检测仪器也应按说明书要求定期调校。５、安全监控设备的调校包括零点、显示值、报警点、断电点、复电点、控制逻辑等。６、每隔１０天必须对甲烷超限断电闭锁和甲烷风电闭锁功能进行测试。煤矿安全监控设备的分站、传感仪等装置在井下连续运行６～１２个月必须升井检修。,,四、监控系统的维护（一）一般要求1、井下监控工必须坚持24小时值班制，每天检查煤矿安全监控系统及电缆的运行情况。使用便携式甲烷报警仪与甲烷传感仪进行对照，并将记录和检查结果报地面中心站值班人员，当两者的读数大于允许误差时，先以读数大的为依据，采取安全措施，并、在8小时之内将两种仪器调校准。2、下井管理人员发现便携式甲烷检测报警仪与甲烷传感仪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。3、安装在采煤机、掘进机、和电机车上的机载传感仪，由司机负责监护，并应经常清扫，每天使用便携式甲烷报警仪与甲烷传感仪进行对照，当两者读数大于允许误差时，先以读书大的为依据，采取安全措施，，并通知安全检测工，在8小时之内将两种仪器调准。,,4、炮采工作面设置的甲烷传感仪在爆破前应移置到安全位置，爆破后应急时恢复设置到正确位置。对需要经常移动的传感仪、声光报警仪、断电控制仪、及电缆等由所在区队的班组长负责移动，严谨擅自停用。5、井下使用的分站、传感仪、声光报警仪、断电控制器及电缆等由所在区队的区队长、班组长负责使用和管理。6、传感仪经过调校检测误差仍超过规定值时，必须立即更换；安全监控设备故障时必须及时处理，在故障处理期间必须采取人工检测等安全措施，并填写故障记录。7、低浓度甲烷传感仪经大于4的甲烷冲击后，应急时进行调校或更换8、,,8、电网停电以后，备用电源不能保证连续工作1小时的，应急时更换。9、使用中的甲烷传感仪应经常檫拭，清除外表积尘，保持清洁。采掘工作面传感仪应经常每天除尘；传感仪应保持干燥，避免洒水淋湿、维护移动传感仪应避免摔打碰撞。10、便携式甲烷传感仪和甲烷报警矿灯等检测仪器应设专人负责充电、收发和维护。11、便携式甲烷传感仪和甲烷报警矿灯要按规定正确操作，严谨擅自调校和拆开仪器。,,（二）、日常管理1、健全管理体制。2、实行区域管理。3、安装申请制度、4、技术业务管理。主要有一板、二图、三规程、四制度、五记录。一板监控仪器管理牌板；二图矿井监控系统图、断电控制图；三规程井上维修规程、井下维修规程计算机操作规程；四制度定期检修制度、定期调校制度、岗位责任制度、竞赛评比制度,,五记录仪器、设备到货验收记录和台帐；井上检修调试记录；井下巡回检查调试记录、传感器使用维修记录、中央监控设备检查维修记录。,煤矿监测监控工考试复习题,一、填空题1、煤矿安全生产方针是、、2、井下电网的三大保护是、、3、每一个下井人员都必须佩戴、4、矿井火灾分为和两大类。5、失爆就是电器设备外壳内部发生爆炸时，引起。6、电缆不应悬挂在、电缆之上，严禁悬挂。7、电缆悬挂间距，水平或倾斜巷道内不得超过。8、本质安全性电器设备是防暴型。9、热敏元件分为和两类。,,10、开关量的检测原理分为和。11、国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定第五条规定煤矿未依法取得、、煤矿生产许可证、营业执照和矿长未依法取得、的，煤矿不能从事生产。12、KJ95型煤矿综合监控系统是、、于一体的综合性煤矿监控系统，适用于大、中、小型各类矿井。13、煤矿安全监控设备之间必须使用电缆连接，严禁与和等共用。在有风筒的巷道中，严禁悬挂在和风筒的漏风处。14、采煤工作面进风巷瓦斯传感仪的报警浓度为,,CH4；断电浓度为CH4，复电浓度为CH4。15、为了保证安全监控设备灵敏可靠，安全监控设备必须，每月至少次，在设备验收时，安装前也必须。16、借助于敏感元件，对被测物理量进行检测和、或的装置，成为传感仪。17、煤矿常用的一氧化碳检测仪有、等现在广泛使用的是一氧化碳传感仪。18、避雷针和避雷线的保护范围与避雷针（线）的数目、、等有关。19、ADJ_2型瓦斯报警断电仪由、和声箱组成。20、规程规定所有装备矿井安全监控系统的采煤工作面必须装备。21、矿井监控系统的井下部分具有的设备有、、及。,,22、矿井监控系统应能适合井下电网电压波动的范围是。23、矿井监控系统分站应能存储小时以上的检测数据，系统软件的死机率应小于。24、矿井监控系统主站与分站的传输距离要达到。25、井下各种传感仪采用型防暴类型。26、井下采掘工作面环境温度不应超过度。当温度超过时，应停止工作，撤出人员。27、掘进工作面甲烷传感仪的报警浓度为、断电浓度为、复电浓度为。28、矿井装设的一氧化碳传感仪的报警值为29、风速传感仪应设置在矿井。,,30、矿用断电控制器与隔爆型磁力启动器连接控制时，应采用其触点，且触点应在磁力启动器停止按扭回路上。二、判断题1、采煤工作面上隅角甲烷传感器的报警浓度、断电浓度、复电浓度分别是≥1≥1.5≥1.5（）2、串联通风的被串掘进工作面的局部通风机前必须按装甲烷传感仪。（）3、隔爆兼本质安全型防暴电源宜设置在采区变电所，严禁设在断电范围之内。（）４、采区通风系统是生产系统的重要部分。（）５、综采放顶煤工作面内严禁松动爆破。（）,,6、安全生产法属于行政法规。（）7、安全生产法是建国以来第一部矿山安全法。（）8、煤矿安全规程把预防煤矿安全事故纳入法制化轨道。（）9、煤矿安全规程制定的目标是保障煤矿安全生产和职工人身安全，防止矿山事故。（）10、矿井监控系统与一般工业监控系统相同。（）11、网络是检测系统与调度系统联络的桥梁。（）12、煤矿安全监控设备必须取得“MA”标志准用证。（）13、瓦斯传感仪应垂直悬挂在巷道上方。（）14、避雷针及避雷线是防止直接雷击的装置。（）15煤矿安全规程规定“入井人员必须随身携带自救器”。（）,,16、搞好安全生产与完成生产任务没有关系。（）17、掘进工作面20m范围撒水灭尘能防止瓦斯事故。（）18、引爆瓦斯的温度与瓦斯浓度没有关系。19、采煤工作面瓦斯浓度超限断电，瓦斯检查员即可按避灾路线撤出。（）20、低浓度甲烷传感仪一般情况下10～15天标校一次。（）21、矿井监控系统的网络结构采用的是环形。（）22、煤矿安全监控设备之间必须使用专用阻燃电缆连接。（）23、高瓦斯矿井采煤工作面回风巷甲烷报警浓度与断电浓度为1.0CH4。（）24、高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井的采煤工作面上隅角必须设置便携式甲烷监测报警仪。（25、井下机电硐室环境温度超过34℃时，应停止工作，撤出人员。（）26、载体催化元件中的白元件作用是防止催化剂元件中毒,,27、高瓦斯矿井安装的甲烷传感仪全是低浓度甲烷传感仪。（）28、现有矿井监控系统的风速传感仪大多是超声波漩涡式风速传感仪。（29、风通风量传感仪属于模拟量传感仪。（）30、断电控制是通过控制矿用低压防爆开关来实现对被控设备的控制。（）三、选择题1、高瓦斯矿井采煤工作面至少设置（）个甲烷传感仪。A1个B2个C3个2、甲烷传感仪应布置在巷道上方，距顶板不得大于（），距巷道壁不得小于（）。A300mmB200mmC100mm3、掘进工作面甲烷传感仪布置应尽量靠近工作面，距工作面距离不超过（）。A3mB4mC5m,,4、矿井备用电源的蓄电池应采用（）A连续浮充制B定期浮充制C浮充制5、风速传感仪量程为（）。A0.3～5m/sB0.3～15m/sC0.3～20/s6、用于监控有煤与瓦斯突出矿井的回采工作面的进风巷甲烷传感仪应尽量靠近工作面位置，距工作面距离应不大于或等于（）A15mB10mC5m7、采煤机必须设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷报警仪，其报警浓度为（）；断电浓度为（）；复电浓度为（）。A0.5B1.0C1.5D小于1.08、煤矿安全规程要求，采煤工作面的风速为（）。A0.25～4.0m/sB1.0～1.5m/sC2.0～5.0m/s,～,,9、矿井测风站应设置在总回风巷前后（）米内，无分之风流、无拐弯、无障碍、断面无变化，能准确计算风量的地点。A8B10C1210、使用催化燃烧式原理的传感仪和便携式甲烷监测报警仪，为保证测量值准确可靠，必须每个（）对这些仪器进行一次调校。A7dB8dC9d11、（）是监控系统与调度通讯系统联络的桥梁。A电缆B网络C主机D电源12、用于爆炸环境的煤矿安全监控设备，必须通过国家技术监督局认定的检测机构防爆的检验。取得（）A“MA”标志准用证B安全合格证C防爆合格证D都不是,,13、采煤工作面回风巷瓦斯传感仪的报警浓度为1.0CH4，断电浓度为（）CH4，复电浓度为1.0ＣＨ４.Ａ１.０％Ｂ０.５％Ｃ１.５％Ｄ０.８％１４阀型避雷器的主要参数有（）、冲击放电电压、残压、灭弧电压和工频放电电压。A电流B电压C额定电压D都不对15、使用AZJ91微型瓦斯断电报警仪时，当电源、电压低于（）时，本机连续蜂鸣声，表示电源欠压状态。A5VB4VC2VD3.3V16、JJ3型瓦斯监测报警仪，设有工作方式选择开关，可连续采样工作（）或间隔采样24小时。A8hB10hC12hD6h17、在井下局部通风机和掘进工作面的电器设备，都必须有（）。A甲烷断电仪B甲烷报警仪C防爆电器D风电闭锁,,18、为保证瓦斯超限断电闭锁和停风断电闭锁功能准确可靠，每隔（）必须对瓦斯超限断电闭锁和瓦斯风电闭锁功能进行调试。A5dB4d