《煤矿安全规程讲义》2001年版-通风安全监控(质保).doc

《煤矿安全规程讲义》2001 年版第三章通风安全监控煤矿安全监控装备主要包括矿井安全监控系统、甲烷风电闭锁装置、甲烷断电仪和便携式监测报警仪便携式甲烷监测报警仪是一种便携设备，具有甲烷浓度检测、显示、声光报警功能矿长、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、流动电钳工等下井时，必须携带便携式甲烷监测报警仪甲烷断电仪由甲烷传感器和断电器(含电源)等组成，如图 1 所示甲烷传感器将被测甲烷浓度转换成电信号输出，送断电器，并具有显示、声光报警等功能断电器接收甲烷传感器送来的电信号，与预置的断电和复电浓度比较后控制被控开关断电或送电；同时，将交流电网的交流电能转换成本质安全型防爆直流电源向甲烷传感器供电为保证电网停电后，甲烷断电仪正常工作不小于 2h，断电器还备有蓄电池也有部分甲烷断电仪中的甲烷断电器没有备用蓄电池，蓄电池设置在单独的备用电池箱中无论结构怎样，甲烷断电仪必须具备甲烷检测、显示、声光报警、断电等功能，并当电网停电后，蓄电池能维持正常工作时间不小于 2h甲烷断电仪一般用于没有安全监测系统的回采工作面、采煤机、掘进机等地点的甲烷检测、显示、声光报警和断电图 1 甲烷断电仪甲烷风电闭锁装置由甲烷传感器、风筒传感器、主机等组成如图 2 所示。

甲烷传感器将被测甲烷浓度转换成电信号送主机，并具有显示、声光报警功能，风筒传感器根据风筒风量的大小输出风量足和不足两种状态的开关量信号送主机风量的监测也可用风速传感器或控制局部通风机的磁力起动器的辅助接点(以下简称辅助接点法)来实现风速传感器将风速换成电信号送主机，风速传感器成本较高采用控制局部通风机的磁力起动器的辅助接点，只能监测局部通风机是否送电，但不能说明掘进工作面风量是否满足要求，因为风筒漏风等造成的风量不足，采用辅助接点法是无法测到的，因此，风量的监测应采用风筒传感器主机接收甲烷传感器和风筒传感器送来的电信号，与预置的断电和复电浓度比较后控制被控开关断电或送电，即：当风量不足时，或甲烷浓度低于复电浓度时，向被控区域供电需要强调指出的是：在任何情况下，均不得由甲烷风电闭锁装置自动切断局部风机的电源，以防造成掘进工作面瓦斯积聚主机甲烷传感器断电器去被控开关交流电源同时具有将交流电网的流电能转换成本质安全型防爆直流电源向传感器供电和用备用蓄电池供电不小于 2h 功能也有部分甲烷风电闭锁装置中的甲烷传感器没有显示声光报警功能，显示和声光报警由单独的声光报警和显示器来完成也有部分甲烷风电闭锁装置的主机仅有传感器信号接收、断电浓度、复电浓度及控制逻辑预制、超限判别、断电信号输出功能，这样的主机还需实施断电控制的断电器和将交流电能转换成本质安全型防爆直流电源的电源箱和蓄电池箱。

但无论结构怎样化，甲烷风电闭锁装置必须具备甲烷及风量监测、显示、声光报警和断电等功能，并在电网停电后，由蓄电池维持正常工作时间不小于 2h甲烷风电闭锁装置一般用于没有矿井安全监测系统的掘进工作面图 2 甲烷风电闭锁装置矿井监控系统一般由传感器(如：甲烷传感器、风筒传感器、一氧化炭传感器、温度传感器、压力传感器、风速传感器、设备开停传感器、风门开关传感器、馈电状态传感器等)、分站、断电器、电源、主站或传输接口)、主要(含显示器)、打印机、电视墙(或投影仪、模拟盘、多屏幕)、管理工作站、服务器、路由器、USP 电源、电缆和接线盒等组成，如图 3 所示图 3 矿井监控系统甲烷传感器 主机去被控开关交流电源甲烷传感器路 由 器电 视 墙 等主 机主 机打 印 机打 印 机主 站数 据 服 务 器文 件 服 务 器管 理 工 作 站管 理 工 作 站分 站电源电源分 站企业网广域网线入 网用户路 由 器电 视 墙 等电 视 墙 等127VAC127VAC开 关 量 传 感 器模 拟 量 传 感 器执 行 结 构传感器将被测物理量转换为电信号，经 3 芯或 4 芯矿用电缆(其中 1 芯用于地线、1 芯用于信号线、1 芯用于分站向传感器供电)与分站相连，并具有显示和声光有(有些传感器没有显示、或没有声光报警)。

断电器用矿用电缆与分站相连，根据分站输出的控制信号控制被控开关馈电或停电分站接收来自传感器的信号，并按预告约定的复用方式(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(或传输接口)多路复用信号(时分制或频分制等)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，控制断电器工作传感器及断电器距分站的最大的传输距离传送给主站(或传输接口)，同时，接收来自主站(或传输接口)多路复用信号(时分制或频分制等)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、对传感器输的信号和主站(或传输接口)传输来的信号进行处理，控制断电器工作传感器及断电器距分站的最大传输距离一般不大于 2Km因此，一般采星形网络结构(1 个传感器或 1 个执行机构使用 1 根电缆与分站相连)单向模拟传输分站至主站之间最大传输距离达 10Km，为减少电缆用量、降低系统电缆投资、便于安装维护、提高系统可靠性，通常采用 2 芯(用于半双工、或单向)、3 芯或 4 芯(用于全双工)矿用信号电缆时分制或频分制多路复用(也有采用码分制)，树形网络结构、或环形网络结构、或树形与星形混合网络结构，串行数字传输(也有采用码分制)，树形网络结构、或环形网络结构、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)。

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防爆直流电源，并具有维持电网停电后正常供电不小于 2h 的蓄电池主站(或传输接口)接收分站远距离发送的信号，并送主机处理；接收主机信号、并送相应分站方站(或传输接口)主要完成地面非本质安全型电气设备与井下本质安全型防爆电气设备的隔离，主站还具有控制分站的发送与接收，多路复用信号的市制与解调，系统自检等功能主机一般选用工控微型话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、与管理网络联接等投影仪、电视墙、模拟盘、大屏幕、多屏幕等用来扩大显示面积，以便于在调度室远距离观察管理工作站一般设置在调度室、矿长及总工办公室，以便随时了解矿井安全及生产状况服务器用于存储监控信息，以便调用和查询路由器用于接入矿务局网络或广域网等二、条款修订说明(一)第 157 条 建立安全仪表计量检验制煤矿企业应建立安全仪表计量检验制度这就要求矿区建立安全仪表计量检定站，负责校准气样配置和计量检定等工作特别是校准气样的配置工作是保证矿井安全监控装置正常运行的关键二)第 158 条 装备要求煤矿安全监控设备装备标准应以保障煤矿安全生产为原则。

因此，煤矿安全监控设备的装备标准主要依据矿井瓦斯等级，自然发火烧火状况等确定，并不老虎矿井的生产能力这是因为对小煤矿，并不因为产量小，发生事故的概率小，也不因产量小，每次事故的伤亡人数少并且由于小煤矿井田尺寸小，在同样装备标准条件下，安全监控设备投入的总数量要少，总造价要低由于矿井安全监控系统除具有甲烷超限声光报警、超限断电、甲烷风电闭锁功能外，还可在地面监视和在座矿井甲烷等参数变化、馈电/断电状态等，具有可靠性高、漏报概率小、功能强等优点因此，高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井必须装备矿井安全监控系统有条件的低瓦斯矿井应优先装备矿井安全监控系统没有装备矿井安全监控系统的矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进工作面，必须装备甲烷风电闭锁装置或风电闭锁装置和甲烷断电仪甲烷风电闭锁装置除具有甲烷断电仪全部功能外，还具有风电闭涣功能，甲烷风电闭锁装置应具备下列功能：①掘进工作面甲烷浓度达到 1.5%CH4时，系统应能切断掘巷道内全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当掘进工作面甲烷浓度低于 1.0%CH4时，系统应能自动解锁；②掘进工作面回风流中的甲烷浓度达到 1.0%CH4时，系统应能切断掘巷道内全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当掘进工作面回风流中的甲烷浓度低于 1.0%CH4时，系统应能自动解锁；③被串掘工作页面入风流中甲烷达到 0.5%CH4时，系统应能切断被串掘巷道内全部非本质安全型电气设备的电源并闭乐；当被串掘工作面入风流中甲烷浓度低于 0.5%CH4时，系统应能自动解锁；④局部通风机停止运转，或局部通风机风筒中的风速低于规定值时，系统应能切断供风区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当局部通风恢复正常工作或风筒中的风速大于规定值时，系统应能自动解锁；⑤与闭锁控制有关的设备(含主机、甲烷传感器、设备开停传感器等)故障或断电时，系统应能切断该设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；与闭锁控制有关的设备接通电源 1 分钟内，系统应继续闭锁该设备所监控区域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设备工作正常并稳定运行后，系统应能自动解锁。

没有装备矿井安全监控系统的无瓦斯涌出的岩巷的掘进工作面，必须装备风电闭锁装置或甲烷风电闭锁装置没有装备矿井安全监控系统的低瓦斯矿井的回采工作面，必须装备甲烷断电仪甲烷断电仪必须具备下列功能：(1)甲烷浓度达到或超过报警浓度时，声光报警；(2)甲烷浓度达到或超过断电浓度时，切断被控设备电源并闭锁；甲烷浓度低于复电浓度时，自动解锁；(3)与闭锁控制有关的设备未投入正常运行或故障时，应切断该设备所监控的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当与闭锁控制有关的设备工作正常并稳定运行后，自动解锁三)第 159 条 设计采区设计、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，控制区域等明确规定，并绘制布置图这样就从设计开始保证了安全监控装置的装备和使用四)第 160 条 对安全监控设备的要求煤矿安全监控设备必须工作稳定、性能可靠，严禁由于设备在设计、制造中的隐患引起瓦斯、煤尘爆炸等事故或危及人身安全为确保煤矿安全监控设备的产品质量，煤矿安全监控设备必须符合有关国家标准和行业标准，通过煤炭行业标准化归口审查，通过国家技术监督局认证的检测机构的型式检验，并取得“MA 标志准用证” 。

用于爆炸性环境的煤矿安全监控设备，还必须通过国家技术监督局认证的检测机构的防爆检验，并取得“防爆合格证” 在各种防爆型式中，本质安全型防爆电气设备具有防爆安全性能好、体积小、重量轻、电缆上传递的信号安全可靠等优点因此，用于爆炸性环境的煤矿安全监控设备应优先采用本质安全型，防爆型煤矿安全监控设备之间的输入输出信号必须为本质安全型信号煤矿安全监控设备之间必须使用专用阻燃电缆连接，严禁与调度电线和动力电缆等共用，确保其本质安全防爆性能同时当监控信号电缆发生故障时，还可通过调度及时了解井下甲烷浓度等信息若监控信号与调度共用电缆，其本质安全防爆性能难以保证，并且当电缆发生故障时，监控设备和调度均无法正常工作，不能及时了解井下甲烷浓度等信息为防止安全监控设备发生故障时，无法实现甲烷超限断电等功能，安全监控设备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或故障时，必须切断该设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当与闭锁控制有关的设备工作正常并稳定运行后，自动解锁甲烷超限超光报警和断电、掘进工作面停风后断电是矿井安全监控系统的最根本功能因此，矿井安全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。

为防止系统主机和电缆发生故障时，无法实现甲烷超限声光报警、断电和停风断电，甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能必须由现场设备完成，当主机和系统发生故障时，系统必须保证甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能为保证对甲烷浓度的连续监控，矿井安全监控系统、甲烷风电闭锁装置、甲烷断电仪必须装备备用电池。