煤矿安全规程讲义1

第三章通风安全监控 一、概述 通风安全监控是保障煤矿安全生产的重要措施之一。随着矿井监控技术的发展，监控设备的不断完善，监控设备使用和维护水平的不断提高，通风安全监控设备在煤矿安全生产中发挥着越来越重要的作用。为进一步加强通风安全监控设备的装备、使用和管理，保障煤矿安全生产，2001年版《煤矿安全规程》将通风安全监控单列为1章(第三章通风安全监控)共19条。1992年版的《煤矿安全规程》安全监测为第三章通风、瓦斯、煤尘和安全监测中的第4节共4条。1992年版的《煤矿安全规程》第162条和165条主要内容是归口管理和机构设置，已不适用于市场经济条件下的煤矿企业，因此，2001年版《煤矿安全规程》将其删除。1992年版的《煤矿安全规程》第163条修改后，成为2001年版《煤矿安全规程》的第159条，主要增加了信号电缆和电源电缆的敷设，布置图的绘制和报批等内容，更便于管理。1992年版的《煤矿安全规程》第164条修改后，成为2001年版《煤矿安全规程》的第162条，主要增加了甲烷传感器调试和校正周期、断电功能测试周期，并将其他设备的调试和校正周期由原来的每旬1次修改为1月1次，使其更科学。其余17条全部是新增条款。 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甲烷监测报警仪。 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，如下图所示。 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传感器没有显示和声光报警功能，显示和声光报警由单独的声光报警器和显示器完成。也有部分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。 甲烷风电闭锁装置由甲烷传感器、风筒传感器、主机等组成如下图所示。 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，或甲烷浓度达到或超过断电浓度时，切断被控区域全部非本质安全型电气设备电源并闭锁；当风量足时，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。主机同时具有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。但无论结构怎样变化，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。 `矿井监控系统一般由传感器(如：甲烷传感器、风筒传感器、一氧化碳传感器、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)、主机(含显示器)、打印机、电视墙(或投影仪、模拟盘、多屏幕、大屏幕)、管理工作站、服务器、路由器、ups电源、电缆和接线盒等组成，如下图所示。 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，并具有显示和声光报警功能(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，并按预先约定的复用方式(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传输距离一般不大于2km。因此，一般采用星形网络结构(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(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。主站(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。