煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控論文

1、第一章緒論1.1概述國內(nèi)外監(jiān)控系統(tǒng)及其技術(shù)的發(fā)展礦井安全監(jiān)控技術(shù)是伴隨煤炭工業(yè)發(fā)展而逐步發(fā)展起來的。1815年，英國發(fā)明了世界上第一種瓦斯檢測儀器-瓦斯檢定燈，利用火焰的高度來測量瓦斯?jié)舛取?0世紀30年代，日本發(fā)明了光干涉瓦斯檢定器，一直沿用至今。40年代，美國研制了檢測瓦斯氣體的敏感元件-柏絲催化元件。1954年，英國采礦安全研究所制成了最早的載體催化元件。60年代以后，主要的產(chǎn)煤國家都把發(fā)展崔體元件作為瓦斯檢測儀器的主攻方向。電子技術(shù)的進步推動了瓦斯監(jiān)控裝置的進一步發(fā)展，首先是研制小型化個人攜帶式儀器，以后是礦井進空系統(tǒng)，如70年代后期法國研制的CTT63/40礦井監(jiān)控系統(tǒng)英國的MINO

2、S(統(tǒng)美國的SCAD廉統(tǒng)等。我國監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)應用較晚，80年代初，從波蘭、法國、德國、英國和美國等(如DAN6400TF200MINOSF口Senturion-200)弓I進了一批安全監(jiān)控系統(tǒng)，3裝備了部分煤礦；在引進的同時，通過消化、吸收并結(jié)合我國煤礦的實際情況.先后研制出KJ2、KJ4KJ8、KJ10、KJ13、KJ19KJ38、KJ66、KJ75、KJ80、KJ92等監(jiān)控系統(tǒng)，在我國煤礦已大量使用。實踐表明，安全監(jiān)控系統(tǒng)為煤礦安全生產(chǎn)和管理起到了十分重要的作用，各局礦已作為一項重大安全裝備。由于當時相當一部分監(jiān)控系統(tǒng)由于技術(shù)水平低、功能和擴展性能差、現(xiàn)場維修維護和技術(shù)服務跟不上等原因，或

3、者已淘汰、或者停產(chǎn)。因此造成相當一部分礦井無法繼續(xù)正常使用已裝備的系統(tǒng)。特別是近年來由于老系統(tǒng)服務年限將至，已無繼續(xù)維修維護的必要，系統(tǒng)面臨更新改造的機遇。本系統(tǒng)分析了近年來我國煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的研制開發(fā)、推廣使用、維護管理經(jīng)驗和存在的問題，在對系統(tǒng)的軟件技術(shù)和功能、硬件及接口技術(shù)的可靠性和兼容性、傳感器技術(shù)的穩(wěn)定性和可靠性、企業(yè)安全生產(chǎn)信息化管理技術(shù)的深入研究的基礎上設計而成。第二章系統(tǒng)總體設計2.1 礦井監(jiān)控系統(tǒng)的組成礦井監(jiān)控系統(tǒng)由地面中心站、監(jiān)控軟件、傳輸接口裝置、井下智能分站、各種相關(guān)礦用傳感器等組成。地面中心站配備監(jiān)控主機和打印機。主機通過傳輸接口與各分站通訊，監(jiān)測主機屏幕可

4、以顯示動、靜態(tài)圖形、數(shù)據(jù)、曲線、通風（流向）圖、測點配置圖等，打印機可打印監(jiān)測參數(shù)報表。其典型結(jié)構(gòu)如圖所示。監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3 地面中心站地面中心站能夠?qū)崿F(xiàn)各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理、顯示、查詢、儲存、打印等功能，另外,操作員發(fā)出的設備控制命令也是通過地面中心站完成的。生產(chǎn)參數(shù)的監(jiān)測主要是指監(jiān)控井上、井下主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)各種生產(chǎn)參數(shù)和重要設備的運行狀態(tài)參數(shù)，如煤倉煤位、水倉水位、供電電壓、供電電流、功率等模擬量；水泵、提升機、局部通風機、主要通風機、帶式輸送機、采煤機、開關(guān)、磁力起動器等的運行狀態(tài)和參數(shù)等。環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測主要是指監(jiān)測煤礦井下各種有毒有害氣體及工作面的作業(yè)條件，如高濃度甲烷氣體、低濃度甲烷

5、氣體、一氧化碳濃度、氧氣濃度、風速、負壓、井下空氣溫度、巖煤溫度、頂板壓力、煙霧等。同時，地面中心站也有顯示測量參數(shù)、數(shù)據(jù)報表、曲線顯示、圖形生成、數(shù)據(jù)存儲、故障統(tǒng)計和報表、報告打印功能。其中，部分系統(tǒng)可實現(xiàn)局域網(wǎng)絡連接功能，并采用國際通用的TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議實現(xiàn)局域網(wǎng)絡終端與中心站之間實時通信和實時數(shù)據(jù)查詢等功能。3 井下分站盡管監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的井下分站形式多樣，但基本上都具備如下功能：(1)開機自檢和本機初始化功能；(2)通信測試功能；(3)分站具有自動控制功能(實現(xiàn)斷電儀功能、風電瓦斯鎖閉功能、瓦斯管道監(jiān)測功能和一般的環(huán)境監(jiān)測功能等)；(4)死機自復位功能，且可以通知中心站；(5)接收地

6、面中心站初始化本分站參數(shù)設置功能(如傳感器配接通道號、量程、斷電點、報警上限和報警下限等)；(6)分站自動識別配接傳感器類型(電壓型、電流型或頻率型等)；(7)分站自身具備超限報警功能；(8)分站接收中心站對本分站指定通道輸出控制繼電器實施手控操作功能和異地斷電功能。(4) 傳感器與控制器傳感器的穩(wěn)定性和可靠性是煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)能正確反映被測環(huán)境和設備參數(shù)的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品。目前國內(nèi)生產(chǎn)和用于煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的傳感器主要有瓦斯、一氧化碳、風速、負壓、溫度、煤倉煤位、水倉水位、電流、電壓和有功功率等模擬量傳感器,以及機電設備開停、機電設備饋電狀態(tài)、風門開關(guān)狀態(tài)等開關(guān)量傳感器。以上傳感器的開發(fā)和應用

7、基本滿足了煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控的需要，但國產(chǎn)傳感器在使用壽命、調(diào)校周期、穩(wěn)定性和可靠性方面與國外同類產(chǎn)品相比還有很大差距，某些傳感器(如瓦斯傳感器)的穩(wěn)定性還不能滿足用戶的需要。煤礦井下使用的控制器主要是指各種規(guī)格的斷電儀，其主體是由繼電器構(gòu)成，該斷電儀的壽命長，可靠性高。(4) 關(guān)術(shù)語及解釋煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)：具有模擬量、開關(guān)量、累計量采集、傳輸、存儲、處理、顯示、打印、聲光報警、控制等功能，用于監(jiān)測甲烷濃度、一氧化碳濃度、風速、風壓、溫度、煙霧、饋電狀態(tài)、風門狀態(tài)、風筒狀態(tài)、局部通風機開停、主通風機開停，并實現(xiàn)甲烷超限聲光報警、斷電和甲烷風電閉鎖控制，由主機、傳輸接口、分站、傳感器、斷電控制

8、器、聲光報警器、電源箱、避雷器等設備組成的系統(tǒng)。傳感器：將被測物理量轉(zhuǎn)換為電信號輸出的裝置。甲烷傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井環(huán)境氣體中及抽放管道內(nèi)甲烷濃度的裝置，一般具有顯示及聲光報警功能。風速傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井通風巷道中風速大小的裝置。風壓傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井通風機、風門、密閉巷道、通風巷道等地點通風壓力的裝置一氧化碳傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井中煤層自然發(fā)火及膠帶輸送機膠帶等著火時產(chǎn)生的一氧化碳濃度的裝置。溫度傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井環(huán)境溫度高低的裝置。煙霧傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井中膠帶輸送機膠帶等著火時產(chǎn)生的煙霧濃度的裝置。設備開停傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井中機電設備“開”或“?！惫ぷ鳡顟B(tài)的裝置。風筒傳感器：連續(xù)監(jiān)

9、測局部通風機風筒“有風”或“無風”狀態(tài)的裝置。(11)風門開關(guān)傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井中風門“開”或“關(guān)”狀態(tài)的裝置。饋電傳感器：連續(xù)監(jiān)測礦井中饋電開關(guān)或電磁啟動器負荷側(cè)有無電壓的裝置。執(zhí)行器(含聲光報警器及斷電器)：將控制信號轉(zhuǎn)換為被控物理量的裝置。(14)聲光報警器：能發(fā)出聲光報警的裝置。(15)斷電控制器：控制饋電開關(guān)或電磁啟動器等的裝置。分站：煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中用于接收來自傳感器的信號，并按預先約定的復用方式遠距離傳送給傳輸接口，同時，接收來自傳輸接口多路復用信號的裝置。分站還具有線性校正、超限判別、邏輯運算等簡單的數(shù)據(jù)處理、對傳感器輸入的信號和傳輸接口傳輸來的信號進行處理的能力，控制執(zhí)行

10、器工作。(17)主機：一般選用工控微型計算機或普通微型計算機、雙機或多機備份。主機主要用來接收監(jiān)測信號、校正、報警判別、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、磁盤存儲、顯示、聲光報警、人機對話、輸出控制、控制打印輸出、與管理網(wǎng)絡聯(lián)接等。(18)饋電異常：被控設備的饋電狀態(tài)與系統(tǒng)發(fā)出的斷電命令或復電命令不一致。瓦斯礦井：只要有一個煤(巖)層發(fā)現(xiàn)瓦斯，該礦井即為瓦斯礦井。瓦斯礦井依照礦井瓦斯等級進行管理，分為低瓦斯礦井，高瓦斯礦井和煤與瓦斯突出礦井。(20)便攜式甲烷檢測報警儀：具有甲烷濃度數(shù)字顯示及超限報警功能的攜帶式儀器。(21)甲烷報警礦燈：具有甲烷濃度超限報警功能的攜帶式照明燈具。(22)數(shù)字式甲烷檢測報警礦燈：具有

11、甲烷濃度數(shù)字顯示及超限報警功能的攜帶式照明燈具。2.3煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的主要技術(shù)指標下面以KJ90煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)為例說明：系統(tǒng)容量可接64個分站級設備，其中分站為：4路模擬量輸入、4路開關(guān)量輸入、4路開關(guān)量輸出；信息傳輸傳輸方式：異步串行，F(xiàn)SK(移頻監(jiān)控)調(diào)制解調(diào)方式傳輸速率：1200/2400bps,傳輸芯線為2芯傳輸距離：地面主機到分站信號傳輸距離15km；分站到傳感器之間信號傳輸距離1.5km巡檢周期：25s誤碼率：10-8模擬量傳感器信號：200-1000Hz數(shù)字量傳感器信號：無電位觸點信號或0、5mA電流信號數(shù)據(jù)存儲整個系統(tǒng)采用“變值變態(tài)、疏密接合、數(shù)據(jù)庫動態(tài)生成”的存儲

12、方法，使系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲更為合理。數(shù)據(jù)的存儲期限：根據(jù)計算機硬盤的容量一般為20年左右。使用環(huán)境溫度：0c40c相對濕度：98%(25C)大氣壓力：(85-110)kPa允許周圍有瓦斯、煤塵爆炸危險環(huán)境中使用周圍介質(zhì)無腐蝕性氣體第三章井下監(jiān)控分站井下監(jiān)控分站是煤礦綜合監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵配套設備，主要實現(xiàn)對各類傳感器的數(shù)據(jù)采集、實時處理、存儲、顯示、控制盒以及與地面監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)通信。具有紅外遙控初始化設置功能，可獨立使用，實現(xiàn)瓦斯斷電儀和瓦斯風電閉鎖裝置的全部功能。3.1井下監(jiān)控分站主要技術(shù)指標卜面以目前煤礦井下常用的KDF-2型監(jiān)控分站為例說明:2h。(5)分站裝有備用電池，交流電源掉電后自動

13、投入工作，供電時間2監(jiān)控分站與井下各關(guān)聯(lián)設備的連接監(jiān)控分站與井下各關(guān)聯(lián)設備的連接如圖所示:遠程斷電器模擬量傳隔爆型電源及遠程控制井下監(jiān)控分站開關(guān)量傳中心站第四章礦用傳感器煤礦井下各種有用、有害氣體及溫度和濕度等參數(shù)，都屬于環(huán)境參數(shù)。礦井環(huán)境參數(shù)主要有甲烷濃度、氧氣濃度、粉塵濃度、井巷碉室和工作面溫度、風量與負壓、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、二氧化硫濃度和硫化氫濃度等。采煤、掘進、運輸、及通風等各系統(tǒng)的運行及相關(guān)設備的工作狀況稱為礦井工況參數(shù)。主要監(jiān)測的工況參數(shù)有風筒風量、風門開關(guān)、輸送帶開停、煤倉煤位、采煤機組位置、排水系統(tǒng)、壓風系統(tǒng)、主要通風機工作狀態(tài)等工況參數(shù)。傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元

14、件和信號處理電路3部分組成，有時需要加輔助電源，具組成原理如圖4-1所示圖4-1傳感器組成原理1礦用一氧化碳傳感器（以GT500A型一氧化碳傳感器為例說明）GT500A型煤礦用一氧化碳傳感器GT500A型煤礦用一氧化碳傳感器是用于連續(xù)檢測煤礦井下一氧化碳氣體濃度的高精度儀卜。傳感器使用進口檢測元件，使傳感器的性能、測量精度、使用壽命都大大提高。具有一外遙控調(diào)校零點、靈敏度、報警點等功能。傳感器可以與國內(nèi)多種監(jiān)控系統(tǒng)配套使用。相對濕度95%大氣壓力80kPa-106kPa信萬取人傳軻2km距離風速0m/s-80m/s工作溫度0C-40C測量范圍0-0.0005%工作電源<80MaDC工作電

15、壓本安DC12V-24V無顯著震動和沖擊的場合、有煤塵和工作場所瓦斯存在的場所卜r1卜一氧化碳傳感器應垂直懸掛，距頂板（頂梁）不得大于300mm距巷壁不得小于200mm并應安裝維護方便，不影響行人和行車。(2)開采容易自燃、自燃煤層的采煤工作面必須至少設置一個一氧化碳傳感器，地點可設置在上隅角、工作面或工作面回風巷，報警濃度為0.0024%CQ如圖9所示圖9采煤工作面一氧化碳傳感器的設置000000000000 帶式輸送機滾筒下風側(cè)10m15m#宜設置一氧化碳傳感器,報警濃度為0.0024%CO111111111111 自然發(fā)火觀測點、封閉火區(qū)防火墻柵欄外宜設置一氧化碳傳感器，報警濃度為0.0

16、024%CO222222222222 開采容易自燃、自燃煤層的礦井，采區(qū)回風巷、一翼回風巷、總回風巷應設置一氧化碳傳感器，報警濃度為0.0024%CO礦用風速傳感器(以KGF15型礦用風速傳感器為例說明)KGF15煤礦用風速傳感器KGF15煤礦用風速感器是采用超聲波旋渦測量原理。主要用于連續(xù)監(jiān)測礦井通風總回風巷、井下主要測風站、扇風機等處的風速，是礦井通風安全參數(shù)測量的重要儀表。具有紅外遙控調(diào)校、調(diào)校簡單等特性。傳感器可與其它多種監(jiān)控系統(tǒng)配套使用。溫度0-+40C基本誤差<±0.3m/s相對濕度<98%大氣壓力85KPa-110KPa工作電壓12VDC-24VDC礦用本安

17、電源）輸出信號200-1000Hz或1-5mADC基本誤差<±0.3m/s工作電流70mADC采區(qū)回風巷、一翼回風巷、總回風巷的測風站應設置風速傳感器。風速傳感器應設置在巷道前后10m內(nèi)無分支風流、無拐彎、無障礙、斷面無變化、能準確計算風量的地點。當風速低于或超過煤礦安全規(guī)程的規(guī)定值時，應發(fā)出聲、光報警信號礦用負壓傳感器（以GPD1/5型礦用負壓傳感器為例說明）GPD1/5煤礦用負壓傳感器GPD1/5煤礦用負壓傳感器是采用擴散硅壓力傳感器芯片開發(fā)的固定式儀表。主要用于連續(xù)監(jiān)測礦井通風總負壓、礦井風機差壓、井下風門兩側(cè)及礦井密閉墻內(nèi)外壓力差，是礦井通風安全參數(shù)測量的重要儀表。具有

18、紅外遙控調(diào)校、調(diào)校簡單等特性。傳感器除了和本公司KJ83煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)配套使用外還可和國內(nèi)其它監(jiān)控系統(tǒng)配套使用。測量范圍0-1kPa或0-5kPa測量誤差w±2%響應時間小于30s顯木方式三位LED就地顯示輸出信號200-1000Hz或4-20mA工作電壓本安DC12V-21V工作電流w50mA主要通風機的風碉內(nèi)應設置風壓傳感器礦用設備開停狀態(tài)傳感器（以GKT-L型礦用設備開停傳感器為例說明）GKT-L煤礦用設備開停狀態(tài)傳感器GKT-L煤礦用設備開停狀態(tài)傳感器主要用于監(jiān)測礦井機電設備運行狀態(tài)，如礦井主扇、局扇、鏈板運輸機、膠帶運輸機、水泵等的開停狀態(tài)。傳感器將機電設備開停狀態(tài)信號轉(zhuǎn)

19、換為電流信號，傳送到監(jiān)控分站。傳感器為礦用本質(zhì)安全型設備，適于在具有瓦斯及煤塵爆炸危險礦井中使用。該傳感器具有靈敏度高，結(jié)構(gòu)緊湊，功耗低，安裝使用方便及免維護等特點，該傳感器既可以用于兩線三態(tài)監(jiān)測，也可以用于三線兩態(tài)監(jiān)測，適合與國內(nèi)現(xiàn)有監(jiān)控設備配套使用。測量范圍有效距離動作值運行顯示輸出信號工作電壓工作電流0-1kPa或0-5kPa&2km大于5ALED亮/滅三線兩態(tài)：5mA/0mA兩線三態(tài)：6mA/2mA/0mA本安DC9V-21V整機電流w10mA主要通風機、局部通風機必須設置設備開停傳感器礦用風門開閉狀態(tài)傳感器（以GFK-L型礦用風門開閉狀態(tài)傳感器為例說明）GFK-L礦用風門開閉

20、狀態(tài)傳感器GFK-L煤礦用風門開閉狀態(tài)傳感器主要用于監(jiān)測礦井主要風門的開關(guān)狀態(tài)。傳感器是磁性驅(qū)動的位置開關(guān)傳感器，將風門開關(guān)狀態(tài)信號轉(zhuǎn)換為電流信號，傳送到監(jiān)控分站。傳感器為礦用本質(zhì)安全型設備，適于在具有瓦斯及煤塵爆炸危險礦井中使用。該傳感器既可以用于兩線三態(tài)監(jiān)測，也可以用于兩線兩態(tài)監(jiān)測，適合與國內(nèi)現(xiàn)有監(jiān)控設備配套使用。工作電源本安DC9V-21V整機電流w10mA動作距離不大于30mm二態(tài)：4mA/0mA輸出形式三態(tài)：5mA/1mA/0mA觸發(fā)材質(zhì)氧化物磁鋼有效距離<2km礦井和采區(qū)主要進回風巷道中的主要風門必須設置風門開關(guān)傳感器。當兩道風門同時打開時，發(fā)出聲光報警信號。礦用斷電饋電轉(zhuǎn)換

21、器(以ZQJD-1型礦用斷電饋電傳感器為例說明)ZQJD-1礦用斷電饋電轉(zhuǎn)換器ZQJD-1礦用斷電饋電轉(zhuǎn)換器是礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的配套設備，與監(jiān)控分站配套使用實現(xiàn)遠程斷電，同時作為風電瓦斯閉鎖裝置的組成部分之一。傳感器監(jiān)測被控電氣設備的斷電、饋電狀態(tài)，通過監(jiān)控分站將狀態(tài)信息傳送到地面中心站。用作斷電器：本安DC9V-21M整機電流w10mA工作電源用作饋電狀態(tài)轉(zhuǎn)換器：輸入端電壓：AC36V動作距離不大于10m至分站距離不大于3km運行顯不'LED鳧/火為監(jiān)測被控設備瓦斯超限是否斷電，被控開關(guān)的負荷側(cè)必須設置饋電傳感器4.7礦用溫度傳感器(以GW50(A)型礦用溫度傳感器為例說明)GW50

22、(A)T用溫度傳感器GW50(A)T用溫度傳感器主要用于煤礦井下巷道、工作面瓦斯抽放管道等處的溫度監(jiān)測，是礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)中監(jiān)測煤礦井下溫度的相關(guān)設備工作溫度0C-40C風速&0m/s-8m/s工作電流<80mADC工作電壓（本安）12VDC-24VDC溫度傳感器應垂直懸掛,距頂板（頂梁）不得大于300mm距巷壁不得小于200mm并應安裝維護方便，不影響行人和行車。開采容易自燃，自燃煤層及地溫高的礦井采煤工作面應設置溫度傳感器。圖10采煤工作面溫度傳感器的設置溫度傳感器的報警值為30Co如圖10所示。機電碉室內(nèi)應設置溫度傳感器，報警值為34C第五章瓦斯傳感器及相關(guān)設計礦用甲烷傳感

23、器（以KGY-002A智能遙控甲烷傳感器為例說明）KGY-002A智能遙控甲烷傳感器KGY-002A智能遙控甲烷傳感器用于檢測煤礦井下空氣中的甲烷含量。它是一種智k型檢測儀表，具有自動穩(wěn)零、低功耗、軟啟動、環(huán)保電源、精度高、穩(wěn)定可靠等特點。各種操作可通過遙控器來實現(xiàn)，免開蓋調(diào)試。能與國內(nèi)各種監(jiān)控系統(tǒng)、風電瓦斯閉鎖、斷電儀配套使用。測量范圍0-4%CH40.00-1.00%CH4,<±0.10%CH4測量誤差1.00-2.00%CH4,工±0.20%CH42.00-4.00%CH4,工±0.30%CH4響應時間小于30s報警點0.5-2.5%CH4可調(diào)報警方式

24、紅色LED燈閃爍、蜂鳴器鳴叫輸出信號200-1000Hz或4-20mA工作電壓本安DC8V-22V電流50mA甲烷傳感器的設置(1)采煤工作面甲烷傳感器的設置長壁采煤工作面甲烷傳感器必須按圖1設置。U形通風方式在上隅角設置甲烷傳感器T0或便攜式瓦斯檢測報警儀，工作面設置甲烷傳感器T1,工作面回風巷設置甲烷傳感器T2;若煤與瓦斯突出礦井的甲烷傳感器T1不能控制采煤工作面進風巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設備，則在進風巷設置甲烷傳感器T3;低瓦斯和高瓦斯礦井采煤工作面采用串聯(lián)通風時，被用工作面的進風巷設置甲烷傳感器T4,如圖1a所示。Z形、Y形、H形和W形通風方式的采煤工作面甲烷傳感器白設置參照上述規(guī)定

25、執(zhí)行，如圖化圖1e所示。(a)(b)(c)(d)(e)aU形通風方式；bZ形通風方式；cY形通風方式；dH形通風方式；eW形通風方式。圖1采煤工作面甲烷傳感器的設置采用兩條巷道回風的采煤工作面甲烷傳感器必須按圖2設置。甲烷傳感器T0、T1和T2的設置同圖1a；在第二條回風巷設置甲烷傳感器T5、T6。采用三條巷道回風的采煤工作面，第三條回風巷甲烷傳感器的設置與第二條回風巷甲烷傳感器T5、T6的設置相同。圖2采用兩條巷道回風的采煤工作面甲烷傳感器的設置有專用排瓦斯巷的采煤工作面甲烷傳感器必須按圖3設置。甲烷傳感器T0、T1、T2的設置同圖1a；在專用排瓦斯巷設置甲烷傳感器T7,在工作面混合回風風流

26、處設置甲烷傳感器T8,如圖3a、圖3b所示。高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井采煤工作面的回風巷長度大于1000m時，必須在回風巷中部增設甲烷傳感器。采煤機必須設置機載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測報警儀。非長壁式采煤工作面甲烷傳感器的設置參照上述規(guī)定執(zhí)行，即在上隅角設置甲烷傳感器T0或便攜式瓦斯檢測報警儀，在工作面及其回風巷各設置1個甲烷傳感器。(a)(b)圖3有專用排瓦斯巷的采煤工作面甲烷傳感器的設置掘進工作面甲烷傳感器的設置煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出巖巷的掘進工作面甲烷傳感器必須按圖4設置,并實現(xiàn)瓦斯風電閉鎖。在工作面混合風流處設置甲烷傳感器T1,在工作面回風流中設置甲烷傳感器T2;采用串聯(lián)通風的掘

27、進工作面，必須在被審工作面局部通風機前設置掘進工作面進風流甲烷傳感器T3。圖4掘進工作面甲烷傳感器的設置高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井雙巷掘進甲烷傳感器必須按圖5設置。甲烷傳感器T1和T2的設置同圖4:在工作面混合回風流處設置甲烷傳感器T3。圖5雙巷掘進工作面甲烷傳感器的設置高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井的掘進工作面長度大于1000m時，必須在掘進巷道中部增設甲烷傳感器掘進機必須設置機載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測報警儀。(3)采區(qū)回風巷、一翼回風巷、總回風巷測風站應設置甲烷傳感器。設在回風流中的機電碉室進風側(cè)必須設置甲烷傳感器，如圖6所示。使用架線電機車的主要運輸巷道內(nèi)，裝煤點處必須設置甲烷傳感器，如圖

28、7所示。機電則室弋必、的,、07,3門':洶,心力、07,架空線（7）W':/心裝蛙點圖6在回風流中的機電碉室甲烷傳感器的設置圖7裝煤點甲烷傳感器的設置(6)高瓦斯礦井進風的主要運輸巷道使用架線電機車時，在瓦斯涌出巷道的下風流中必須設置甲烷傳感器，如圖8所示。架空桀圖8瓦斯涌出巷道的下風流中甲烷傳感器的設置礦用防爆特殊型蓄電池電機車必須設置車載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測報警儀；礦用防爆型柴油機車必須設置便攜式甲烷檢測報警儀。兼做回風井的裝有帶式輸送機的井筒內(nèi)必須設置甲烷傳感器。采區(qū)回風巷、一翼回風巷及總回風巷道內(nèi)臨時施工的電氣設備上風側(cè)10m15m處應設置甲烷傳感器。(10)

29、井下煤倉、地面選煤廠煤倉上方應設置甲烷傳感器。封閉的地面選煤廠機房內(nèi)上方應設置甲烷傳感器。封閉的帶式輸送機地面走廊上方宜設置甲烷傳感器。瓦斯抽放泵站甲烷傳感器的設置：地面瓦斯抽放泵站內(nèi)必須在室內(nèi)設置甲烷傳感器。井下臨時瓦斯抽放泵站下風側(cè)柵欄外必須設置甲烷傳感器。抽放泵輸入管路中應設置甲烷傳感器。利用瓦斯時，應在輸出管路中設置甲烷傳感器；不利用瓦斯、采用干式抽放瓦斯設備時，輸出管路中也應設置甲烷傳感器。第六章礦山供電系統(tǒng)礦井供電的類型1)礦井供電方式的決定因素：井田范圍、煤層開采深度、開采方法、年產(chǎn)量、涌水量、負荷大小等綜合因素進行。2)分類：深井和淺井兩種類型。丁&，代提升機動力地血低

30、壓U|生水泉I變流設常rrn井底卑場mow:作武用膽點Ln畫負荷井底車墉低壓動力"i!'v;jkKS(iZY1140)VI件面配電南工作闿歷荷圖5-1深井供電系統(tǒng)a）特點：設立中央變電所。b）決定因素：煤層深，井下負荷大、涌水量大等。如平煤各生產(chǎn)礦c）組成：地面變電所、井下中央變電所和采區(qū)變電所。d）供電回路數(shù)：兩路或兩路以上。井下中央變電所井下中央變電所的結(jié)線如圖5-21下井電*firm6kVrrnrrrnJJ3整顯施番尸5全添果透用U登設區(qū)*380VW660V)井底尊場低張動力及照明圖5-2井下中央變電所主結(jié)線(1)單母線分段結(jié)線：可靠性高，負荷大(獨立雙電源)：對一二類

31、負荷供電.獨立電源：對二三類負荷供電.(2)運行方式：母線采用分列運行。(3)適用情況；可靠性高、負荷大(獨立雙電源)、對一二類負荷供電。6.2,2井下中央變電所的位置和碉室布置(1)位置選擇原則：負荷中心、通風、交通、運輸、進出線、頂板、無淋水等。(2)碉室要求：耐火材料、尺寸、大小、通道、20嗾地。出口、柵欄門、防火門、外開門、標高等。(3)設備布置(圖5-3)圖5-3井下中央變電所設備布置1-變壓配電箱；2-硅整流器柜；3-直流配電箱；4-低壓配電裝置;5-礦用變壓器；6-防火鐵門；7-鐵柵欄門；8-電纜溝a）布置原則：安全、方便、留有余地。b）布置方式：高壓、低壓設備分開留有檢修間距留

32、有備用設備余地是總回路數(shù)量的20%采區(qū)變電所任務：接受中央變電所高壓電能、變壓、配出低壓電能。采區(qū)變電所的結(jié)線考慮因素：電源回路數(shù)、負荷大小、變壓器臺數(shù)等。（1）單電源進線。接線圖（4-4）,適用于：負荷小的工作面，炮采工作面。（2）雙電源進線。接線、分列運行。適用對象；綜采工作面或下山采區(qū)、有排水泵的采區(qū)變電所。采區(qū)變電所的位置和碉布置室（圖5-4）與井下中央變電所的位置和碉室布置類同。圖5-4采區(qū)變電所（a）主結(jié)線；（b）設備布置1-高壓配電箱；2-礦用變壓器；3、4-低壓隔爆自動饋電開關(guān);5-照明變壓器綜合裝置；6-檢測繼電器綜采工作面供電與工作面配電點6.4,1綜采工作面供電（圖5-5

33、）高壓深入負荷中心。組成：采區(qū)配電所一移動變電站一工作面。設備布置；圖5-5。6.4.2工作面配電點引入：停送電方便，設備多或距離采區(qū)變電所較遠組成：采區(qū)變電所-工作面配電點方式。第七章礦用現(xiàn)場總線的選擇現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，不僅引起測控及過程自動化領域的變革，同時也給煤礦監(jiān)控技術(shù)的跨越式發(fā)展帶來了新機遇。由于煤礦井下的特殊環(huán)境（易燃易爆、潮濕、電網(wǎng)電壓波動大、監(jiān)控距離遠等），礦用現(xiàn)場總線不能照搬一般工業(yè)現(xiàn)場總線標準，需要根據(jù)礦井監(jiān)控的特點，經(jīng)過技術(shù)移植和改造，開發(fā)出適合礦井生產(chǎn)環(huán)境的礦用現(xiàn)場總線。目前，國內(nèi)應用于控制及儀表領域的現(xiàn)場總線主要有FF、Profits、CANLonWor

34、ks等。FF總線H1是用于過程控制的總線，具響應速度較低。雖支持總線供電，但其安全柵的功率僅為600mW開發(fā)難度較大，故H1不能滿足礦井要求。Profits的開發(fā)比FF相對容易。它的物理層允許3種物理接口，即RS485IEC61158-2和光纖標準。IEC61158-2標準與FF總線H1的物理接口相同，RS485ft100bps時傳輸距離可達4km以上，加上中繼器可滿足煤礦要求，但其收發(fā)器抗共模電壓低，若用于煤礦，應予以改造。CAN總線具有成本低、開發(fā)容易、實時性好、抗噪功能性強等優(yōu)點，傳輸速率組稿為1Mbps（傳輸距離為40m時），最大距離達到10km（傳輸速率為5kbps）,節(jié)點數(shù)最多為110個，若加中繼器或網(wǎng)關(guān)等可擴展。CAN總線只有物理層、鏈路層和應用層，對CAN總線進行本安設計，將它應用于煤礦井下是一個較理想的方案。LonWorks是一種性能優(yōu)良的現(xiàn)場總線，有完善的開發(fā)工