矿井安全监测系统概述

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三、各元件主要功能:
[1]传感器： •将被测瓦斯浓度转换为电信号送至断电仪
•具有甲烷浓度显示和甲烷浓度超限声光报警功能
•甲烷传感器至断电仪间采用3芯矿用信号电缆连 接，最大传输距离为1Km
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[2]断电仪： •对甲烷传感器送来的甲烷浓度信号进行调制
•将调制后的信号经2芯矿用信号电缆远距离传送至 位于地面的遥测仪
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3 矿井安全监控系统
矿井安全监控系统主要是用来监测甲烷、一 氧化碳、二氧化碳、硫化氢浓度，风速、负压、 温度、湿度，风门、风窗、风筒状态，局扇、主 扇开停，工作电压、电流等，并实现甲烷超限声 光报警、断电，甲烷风电闭锁控制，断电命令与 馈电状态不符声光报警等。
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3.1 安装、使用与维护 《规程》第158条规定：所有矿井必须装备矿井
轨道运输监控系统：
被监测机车状态、电动转撤机、机车编号、运行 方向、运行速度、车皮数、空(实)车皮数等，并 实现信号机、电动转辙机闭锁控制等。
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•提升运输监控系统：
罐笼位置、速度、安全门状态等
•供电监控系统：
电网电压、电流、功率、功率因数、馈电开关状 态、电网绝缘等，漏电保护等.
•火灾监控系统：
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四、早期的矿井监控系统的主要缺点 监测参数单一 监测容量小 电缆用量大
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1.2 矿井监控系统现状
现在的矿井监控系统由早期的单一参数，发展
到今天的多环节、多参数监控系统。主要有：
•环境安全监控系统
•轨道运输监控系统
•胶带运输监控系统
•提升运输监控系统
•供电监控系统
•排水监控系统
•矿山压力监控系统
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三、矿井监控系统与工业监控系统的区别
矿井监控系统具有： 电器防爆 传输距离远（10公里以上） 监控对象变化缓慢 电网电压波动大，75%-110% 抗干扰能力强等
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1、 矿井监测系统的发展 矿井监测系统的发展可分为三个时期：
[1]早期系统： 甲烷监测系统、瓦斯遥测系统和模拟盘调度系统 缺点：监测参数单一、监测容量小、性价比低 [2]现有监控系统： 多参数多环节监控系统如环境安全、轨道运输、 矿山压力等
矿井安全监控系统 概述
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一、设置矿井监控系统目的：
为了实现煤矿安全、高效生产 二、矿井监控系统分类：
环境安全监控系统、轨道运输监控系统、胶带 运输监控系统、提升运输监控系统、供电监控系统、 排水监控系统、矿山压力监控系统、火灾监控系统、 水灾监控系统、煤与瓦斯突出监控系统、大型机电 设备健康状况监控系统等。
③主机主要功能： 接收监测信号,然后进行校正、报警判别，反 馈至分站，同时将信息传输给打印机、管理工 作站、数据服务器等
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1.2.2 现有矿井监控系统存在问题:
①各种功能的监控系统硬件不通用,软件不兼容, 信道信息不共享;从而造成设备重复投资,电缆重 复铺设.
②没有能够将数据、文字、声音、图象等有机地 结合,信息利用率不高.
一氧化碳、二氧化碳、氧气浓度等.
•煤与瓦斯监控系统：
煤岩体声发射、瓦斯涌出量等.
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1.2.1矿井பைடு நூலகம்控系统组成:
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①分站主要功能： 对传感器输入信号与主站反馈回来的信号进行 处理,控制执行机构动作.
②主站主要功能： 一方面接收分站传输的信号,送至主机处理;一 方面接收主机反馈的信号,送至相应分站.
安全监控系统。
3.2设 计 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，控制区域进行设 计，并绘制布置图。
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3.3 对安全监控设备的要求
[1]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 测机构的检验，并取得“MA标志准用证”和“防 爆合格证”。 [2]采用本质安全型设备，设备与设备之间的输入 输出信号也必须为本质安全型信号 [3]监控设备之间必须使用专用阻燃电缆连接，确 保本质安全防爆性能
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[4]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。
[5]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。
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3.3.2甲烷风电闭锁装置必须具备下列功能： 具有甲烷断电仪全部功能和风电闭锁功能
风电闭锁：当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；当局部通风机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
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3.4 安装要求:
用于监测有煤与瓦斯突出矿井的回采工作面的进风巷 甲烷传感器，应尽量靠近工作面设置，如图。其报警浓 度0.5%CH4 ，断电浓度0.5%CH4，复电浓度﹤0.5%CH4， 断电范围为：进风巷全部非本质安全型电气设备
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1.3.2 智能监控站—类似分站 功能：信号采集、传输，与主站(或上级智能控
制站)双向数据传输等功能. 1.3.3 调度管理网络—似现有系统中心站 作用：初始化,显示,打印,储存,控制干预等.
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2、矿井监控系统的特点及要求
2.1 矿井监控系统的特点 •电气防爆（煤矿瓦斯、煤尘等易燃、易爆） •传输距离远（矿井监控系统传输距离至少10km） •网络结构宜采用树形结构（井下巷道为树形分支 结构）
•对接收到的甲烷浓度信号进行判别，若超过断电 浓度，则切断电源，实现瓦斯-电闭锁
•将井下电网的交流电转换为本质安全型直流电， 作为自身及甲烷传感器的电源
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[3]遥测仪： •对接收到的调制信号解调后显示甲烷浓度 •对甲烷浓度信号进行报警判别，当超过报警门限 时，发出声光报警信号 •将解调后的甲烷浓度信号传输给记录仪 [4]记录仪： •将甲烷浓度实时记录下来
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•监控对象变化缓慢（矿井监控对象多为缓变量）
•电网电压波动大,电磁干扰严重（井下空间小， 电气设备多）
分布式光纤温度传感器可实现沿光纤连续分布的温度场的分布式测量， 测试用光纤的跨距可达几十千米，空间分辨率高、误差小，与单点或多点 准分布测量相比具有较高的性能价格比。
•工作环境恶分布式劣光纤（温度有传感器腐具有蚀很多性优点：气体、矿尘大、潮湿） (1)光纤是本质绝缘的，适合易燃、易爆环境 (2)光纤中传输的是光信号，抗强电磁干扰 (3)光纤纤细柔软，易于安装 (4)实现温度的分布式测量
▲必须根据已批准的作业规程或安全技术措施提 出安装申请，并分别报送通风和机电部门
▲安全监控设备的供电电源必须取自被控开关的 电源侧，严禁接在被控开关的负荷侧
▲与安全监控设备关联的电气设备，电源线及控 制线在拆除或改线时，必须与安全监控管理部门 共同处理。
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3.5 调校要求
▲安全监控仪器设备必须定期调试校正，每月至 少1次
•火灾监控系统
•煤与瓦斯突出监控系统 •水灾监控系统
•大型机电设备健康状况监控系统
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环境安全监控系统可控参数：
甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氧气、硫化氢、风 速、负压、湿度、温度、风门状态、风窗状态、 风筒状态、局部通风机开停、主通风机开停、工 作电压、工作电流等，并实现甲烷超限声光报警、 断电和甲烷风电闭锁控制等。
置工作面甲烷传感器，低瓦斯矿井工作面至少 设置1个，高瓦斯矿井工作面至少设置2个 高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井的采煤工作面还必 须在回风巷设置甲烷传感器 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检测报警仪
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煤与瓦斯突出矿井的采煤工作面的甲烷传感器 不能控制其进风巷内全部非本质安全型电气设 备时，则必须在进风巷设置甲烷传感器
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[6]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。当电网停电后，必须保证正常 工作时间不小于2h。
[7]具备防雷保护功能
[8]具有断电状态和馈电状态监测、报警、显示、 存储和打印报表功能
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3.3.1甲烷断电仪必须具备下列功能：
▲甲烷浓度达到或超过报警浓度时，声光报警 ▲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 ▲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。
•传感器宜采用远程供电（传感器安装地点环境 恶劣，不易就地供电，多采用分站远距离供电
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2.2 矿井监控系统信息传输要求 •传输介质：采用价格较低的矿用双绞线电缆，光 缆也可 •网络结构：宜采用树型网络结构，易安装维护， 成本低 •工作方式：现有监控系统均为主从式，抗故障能 力差；今后将向多主或无主工作方式转化 •传输距离：分站与主站之间、分站与分站之间的 最大传输距离应不小于10km，传感器及执行机构 与分站之间应不小于2km
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缺点：硬件不通用、软件不兼容、信道、信息不 共享等
[3]将来矿井监控系统发展方向： 向硬件通用、软件兼容、信道、信息共享、
多参数、多功能、多媒体全矿井综合监控系统 发展。
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1.1 早期的矿井监控系统-甲烷遥测系统 一、甲烷遥测系统组成
二、作用及功能： 监控井下环境中甲烷浓度，并具有瓦斯超限
声光报警和断电功能。
▲甲烷传感器应垂直悬挂，距顶板 (顶梁)不得大 于300mm，距巷道侧壁不得小200mm。
▲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《煤矿安全规程》要求