安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)

煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)安全檢驗(yàn)新余礦業(yè)安全培訓(xùn)中心黃翔第1頁

安全監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展1、單一甲烷監(jiān)測2、單方面多參數(shù)礦井監(jiān)控3、全礦井綜合監(jiān)控全礦井綜合監(jiān)控（1）智能傳感器（2）智能監(jiān)控站（3）調(diào)度管理網(wǎng)絡(luò)（4）現(xiàn)場總線與組態(tài)軟件技術(shù)第2頁第3頁第4頁第5頁傳統(tǒng)工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)弊端１、單一性和專用性２、同水平重復(fù)開發(fā)３、信息利用率低４、缺乏移動監(jiān)控５、自我定義、互不兼容６、軟件唯一性７、傳感器不能實(shí)現(xiàn)多參數(shù)監(jiān)測第6頁現(xiàn)今監(jiān)控系統(tǒng)主要表現(xiàn)特征1、開放性2、可交換性3、可互操作性：4、高度分散性5、適用性：6、經(jīng)濟(jì)性7、可靠性第7頁第一節(jié)安全監(jiān)控系統(tǒng)組成及原理第8頁綜合監(jiān)控系統(tǒng)

現(xiàn)場總線是一個用于智能化現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)開放式、數(shù)字化、雙向串行、開放式、數(shù)字化、雙向串行、多節(jié)點(diǎn)、多分支結(jié)構(gòu)通訊網(wǎng)絡(luò)。第9頁系統(tǒng)組成組成：礦井監(jiān)控系統(tǒng)普通由兩大結(jié)構(gòu)組成

一、由傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信息傳輸裝置（傳輸接口、分站、傳輸線等）、電源箱（或電控箱）、中心站（主機(jī)、打印機(jī)、顯示裝置、USP電源等）、管理工作站、服務(wù)器、路由器。二、主站計算機(jī)軟件。第10頁煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)

含有模擬量、開關(guān)量、累計量采集、傳輸、存放、處理、顯示、打印、聲光報警控制存放、處理、顯示、打印、等功效，用于煤礦通風(fēng)安全及生產(chǎn)步驟監(jiān)控系統(tǒng)，包含煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)、煤礦瓦斯抽采（放）監(jiān)控系統(tǒng)、煤礦軌道運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)、煤礦膠帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)、煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)、煤礦排水監(jiān)控系統(tǒng)、煤礦火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、礦山壓力監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、礦山壓力監(jiān)控系統(tǒng)、煤與瓦斯突出監(jiān)控系統(tǒng)、人員位置監(jiān)控系統(tǒng)等第11頁１、煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)

用來監(jiān)測甲烷濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、風(fēng)速、負(fù)壓、溫度、煙霧、饋電狀態(tài)、風(fēng)門狀態(tài)、風(fēng)窗狀態(tài)、風(fēng)筒狀態(tài)、局部通風(fēng)機(jī)開停、主風(fēng)機(jī)開停等，并實(shí)現(xiàn)甲烷超限聲光報警、風(fēng)機(jī)開停等，并實(shí)現(xiàn)甲烷超限聲光報警、斷電和甲烷風(fēng)電閉鎖控制等。第12頁

煤礦監(jiān)控系統(tǒng)是以工業(yè)控制計算機(jī)為關(guān)鍵全網(wǎng)絡(luò)化分布式監(jiān)控系統(tǒng)，主要由傳感器、執(zhí)行器、數(shù)據(jù)傳輸接口裝置、監(jiān)控分站、防爆電源、計算機(jī)、監(jiān)控軟件、打印機(jī)、UPS電源、網(wǎng)絡(luò)終端等組成。

整個系統(tǒng)由地面監(jiān)控中心站集中、連續(xù)地對地面和井下各種環(huán)境參數(shù)、工礦參數(shù)以及監(jiān)測子系統(tǒng)信息進(jìn)行實(shí)時采集、分析處理、動態(tài)顯示、統(tǒng)計存放、超限報警、斷電控制和統(tǒng)計報表查詢打印、網(wǎng)上共享等；井下監(jiān)控分站及電源完成對各種傳感器集中供電，并對采集到傳感器信息進(jìn)行分析預(yù)處理，超限可發(fā)出聲光報警和斷電控制信號，同時與地面進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

工作原理第13頁系統(tǒng)特點(diǎn)(1)電氣防爆。普通工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)均在非爆炸性環(huán)境中工作，而礦井監(jiān)控系統(tǒng)工作在有瓦斯和煤塵爆炸性環(huán)境煤礦井下。所以，礦井監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備必須是防爆型電氣設(shè)備。(2)傳輸距離遠(yuǎn)。普通工業(yè)監(jiān)控對系統(tǒng)傳輸距離要求不高，僅為幾千米，甚至幾百米，而礦井監(jiān)控系統(tǒng)傳輸距離最少要到達(dá)大于10km。(3)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)宜采取樹形結(jié)構(gòu)。普通工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)電纜敷設(shè)自由度較大，可依據(jù)設(shè)備、電纜溝、電桿位置選擇星形、環(huán)形、樹形、總線形等結(jié)構(gòu)。而礦井監(jiān)控系統(tǒng)傳輸電纜必須沿巷道敷設(shè)，掛在巷道壁上。因?yàn)橄锏罏榉种ЫY(jié)構(gòu)，且分支長度可達(dá)數(shù)千米。所以，為便于系統(tǒng)安裝維護(hù)，節(jié)約傳輸電纜，降低系統(tǒng)成本，宜采取樹形結(jié)構(gòu)。第14頁系統(tǒng)特點(diǎn)(4)監(jiān)控對象改變遲緩。礦井監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控對象主要為緩變量。所以，在一樣監(jiān)控容量下，對系統(tǒng)傳輸速率要求不高。(5)電網(wǎng)電壓波動大，電磁干擾嚴(yán)重。因?yàn)榭臻g小，采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)等大型機(jī)電設(shè)備啟停和架線電機(jī)車火花等造成電磁干擾嚴(yán)重。(6)工作環(huán)境惡劣。煤礦井下除有瓦斯、一氧化碳等易燃易爆氣體外，還有硫化氫等腐蝕性氣體，礦塵大、潮濕、有淋水、空間狹小。所以，礦井監(jiān)控設(shè)備要有防塵、防潮、防腐、防霉、抗機(jī)械沖擊等辦法。第15頁系統(tǒng)特點(diǎn)

(7)傳感器(或執(zhí)行機(jī)構(gòu))宜采取遠(yuǎn)程供電。普通工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)電源供給比較輕易，不受電氣防爆要求限制。但礦井監(jiān)控系統(tǒng)電源供給要受到電氣防爆要求限制。因?yàn)閭鞲衅骷皥?zhí)行機(jī)構(gòu)往往設(shè)置在工作面等惡劣環(huán)境，所以，不宜就地供電?，F(xiàn)有礦井監(jiān)控系統(tǒng)多采取分站遠(yuǎn)距離供電。（8）不宜采取中間繼電器。煤礦井下工作環(huán)境惡劣，監(jiān)控距離遠(yuǎn)，維護(hù)困難，若采取中間繼電器則會延長系統(tǒng)傳輸時間。中間繼電器是有源設(shè)備，使用中間繼電器系統(tǒng)故障率較無中間繼電器系統(tǒng)高。在煤礦井下電源供給受電氣防爆限制，在中間繼電器處不一定好取電源，當(dāng)采取遠(yuǎn)距離供電時，需要增加供電芯線。所以，不宜采用中間繼電器第16頁第二節(jié)安全監(jiān)控系統(tǒng)安全運(yùn)行第17頁普通要求安全檢驗(yàn)1、煤礦企業(yè)應(yīng)建立安全儀表計量檢驗(yàn)制度。2、采區(qū)設(shè)計、采掘作業(yè)規(guī)程和安全技術(shù)辦法，必須對安全監(jiān)控設(shè)備種類、數(shù)量和位置，信號電纜和電源電纜敷設(shè)，控制區(qū)域等明確要求，并繪制布置圖。3、高瓦市礦井、煤與瓦市突出礦井必須裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)4、有條件低瓦斯礦井應(yīng)優(yōu)先裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)。5、沒有裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)無瓦斯涌出巖巷掘進(jìn)工作面，必須裝備風(fēng)電閉鎖裝置，也可裝備甲烷風(fēng)電閉鎖裝置6、沒有裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)低瓦斯礦井采煤工作面，必須裝備瓦斯斷電儀第18頁二、系統(tǒng)安裝安全檢驗(yàn)井上部分安全檢驗(yàn)1、要求安裝環(huán)境條件好，有專用機(jī)房一定防塵辦法，防止過高溫度、強(qiáng)烈振動機(jī)強(qiáng)烈電磁干擾。2、盡可能單獨(dú)供電，供電電源相對穩(wěn)定3、一定要嚴(yán)格按照要求做好接地極并接好地線4、照說明書要求連接好各種電纜第19頁井下傳輸電纜安裝安全檢驗(yàn)1、傳輸電纜在敷設(shè)時應(yīng)充分注意遠(yuǎn)離動力電纜，在架線電機(jī)車運(yùn)輸巷道敷設(shè)電纜，需要選取屏蔽電纜2、入井傳輸電纜應(yīng)采取嚴(yán)格辦法與井上其它電源隔離，與其它室內(nèi)電纜保持一定距離第20頁井下設(shè)備安全安全檢驗(yàn)1、瓦斯傳感器是一個慣用設(shè)備，在入井安全前，應(yīng)在井上最少送電48小時，觀察是否正常2、在井下重點(diǎn)地點(diǎn)安裝瓦斯傳感器除符合相關(guān)要求外，還要及時安裝斷電控制設(shè)備，對這些地點(diǎn)機(jī)電設(shè)備實(shí)施嚴(yán)格電氣閉鎖或斷電控制第21頁使用與維護(hù)安全檢驗(yàn)(1)為確保安全監(jiān)控設(shè)備靈敏可靠，安全監(jiān)控儀器設(shè)備必須定時調(diào)試校正，每個月最少一次。因?yàn)榧淄檩d體催化組件穩(wěn)定性大于等于7天，所以，采取載體催化組件甲烷傳感器、便攜式甲烷檢測報警儀等，每隔7天必須使用校準(zhǔn)氣樣和空氣樣，按產(chǎn)品使用說明書要求調(diào)校一次。(2)為確保甲烷超限斷電和停風(fēng)斷電功效準(zhǔn)確可靠，每隔7天必須對甲烷超限斷電閉鎖和甲烷風(fēng)電閉鎖功效進(jìn)行測試。(3)安全監(jiān)控儀器及設(shè)備校正包含零點(diǎn)、靈敏度、報警點(diǎn)、復(fù)電點(diǎn)、指示值、控制邏輯等。監(jiān)測氣體安全監(jiān)控儀器及設(shè)備，應(yīng)采取空氣樣和對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)氣樣或校準(zhǔn)氣樣進(jìn)行調(diào)試和校準(zhǔn)。測量風(fēng)速安全監(jiān)控儀器及設(shè)備，選取經(jīng)過標(biāo)定風(fēng)速計校對。測量溫度安全監(jiān)控儀器及設(shè)備，選取經(jīng)過標(biāo)定溫度計校對。第22頁使用與維護(hù)安全檢驗(yàn)(4)安全監(jiān)測員必須24h值班，天天檢驗(yàn)安全監(jiān)控設(shè)備及電纜，使用便攜式光學(xué)瓦斯檢測儀或便攜式甲烷檢測報警儀與甲烷傳感器進(jìn)行對照，并將統(tǒng)計和檢驗(yàn)結(jié)果報監(jiān)測值班員。當(dāng)二者讀數(shù)誤差大于允許誤差時，先以讀數(shù)較大者為依據(jù)，采取安全辦法，并必須在8h內(nèi)完成兩種設(shè)備調(diào)校工作。(5)安裝在采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)和電機(jī)車上機(jī)(車)載斷電儀，由司機(jī)負(fù)責(zé)監(jiān)護(hù)，并經(jīng)常檢驗(yàn)清掃，天天使用便攜式甲烷檢測報警儀與甲烷傳感器進(jìn)行對照，當(dāng)二者讀數(shù)誤差大于允許誤差時，先以讀數(shù)最大者為依據(jù)，采取安全辦法，并馬上通知安全監(jiān)測員，必須在8h內(nèi)完成兩種設(shè)備調(diào)校工作。(6)對需要經(jīng)常移動傳感器、聲光報警器、斷電器及電纜等安全監(jiān)控設(shè)備，必須由采掘班組長負(fù)責(zé)按要求移動，禁止私自停用。(7)分站、傳感器、聲光報警器、斷電器及電纜等安全監(jiān)控設(shè)備，由所在采掘區(qū)區(qū)隊長、班組長負(fù)責(zé)保管和使用，如有損壞應(yīng)及時向安全監(jiān)控管理機(jī)構(gòu)匯報。第23頁使用與維護(hù)安全檢驗(yàn)

(8)與安全監(jiān)控設(shè)備關(guān)聯(lián)電氣設(shè)備、電源線及控制線在拆除或改線時，必須與安要安全監(jiān)控設(shè)備停頓運(yùn)行時，須經(jīng)過礦調(diào)度室同意，并制訂安全辦法后方可進(jìn)行。

(9)凡經(jīng)大修傳感器，必須經(jīng)計量檢定合格后方可下井使用。

(10)礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)中心站必須實(shí)時監(jiān)控全部采掘工作面瓦斯?jié)舛雀淖兗氨豢卦O(shè)備通、斷電狀態(tài)。(11)礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)中心站值班員必須認(rèn)真監(jiān)視監(jiān)視器所顯示各種信息，詳細(xì)統(tǒng)計系統(tǒng)各部分運(yùn)行狀態(tài)，負(fù)責(zé)打印監(jiān)測日報表，報礦長和技術(shù)責(zé)任人審閱，接到報警后，值班員必須馬上通知通風(fēng)調(diào)度和生產(chǎn)調(diào)度。

(12)安全監(jiān)控設(shè)備發(fā)生故障時，必須及時處理，在故障期間必須有安全技術(shù)辦法。第24頁使用與維護(hù)安全檢驗(yàn)

(13)安全監(jiān)控設(shè)備發(fā)生故障時，必須及時處理，在故障期間必須采取人工監(jiān)測等安全辦法，并填寫故障記錄表。

(14)配制甲烷校準(zhǔn)氣樣裝備和方法必須符合國家煤礦安全監(jiān)察局制訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，相對誤差小于5％。制備礦用原料氣應(yīng)選取濃度不低于99．9％高純度甲烷氣體。

(15)對技術(shù)資料檢驗(yàn)，主要檢窗體頂端

查安全監(jiān)控機(jī)構(gòu)是否建立以下賬卡和報表：①設(shè)備、儀表臺賬。②監(jiān)控設(shè)備故障記錄表。③檢修統(tǒng)計。④巡檢統(tǒng)計。⑤中心站運(yùn)行日志。⑥礦井安全監(jiān)控日報。⑦礦井安全監(jiān)控設(shè)備使用情況月報、季報表。第25頁重點(diǎn)

(1)《國務(wù)院關(guān)于預(yù)防煤礦生產(chǎn)安全事故尤其要求》規(guī)定：煤礦有重大安全生產(chǎn)隱患和行為，應(yīng)該馬上停頓生產(chǎn)，排除隱患。高瓦斯礦井未建立瓦斯抽采系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，或者瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，屬于《尤其要求》所列舉15種重大安全生產(chǎn)隱患和行為之一。(2)甲烷報警器和甲烷斷電儀含有指示、報警、切斷被控電源功效。甲烷傳感器必須垂直懸掛，距頂板小于300mm。(3)甲烷檢測儀每隔7天要使用校準(zhǔn)氣樣進(jìn)行調(diào)校。

(4)煤礦企業(yè)使用設(shè)備、器材、火工品和安全儀器，必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

(5)高瓦斯和煤(巖)與瓦斯突出礦井掘進(jìn)工作面，設(shè)在距回風(fēng)口(第一合流點(diǎn))10～15m處甲烷傳感器斷電范圍為掘進(jìn)巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。第26頁2、煤礦瓦斯抽采（放）監(jiān)控系統(tǒng)

主要用來監(jiān)測甲烷濃度、壓力、流量、溫度、抽放泵狀態(tài)、閥門狀態(tài)等，并實(shí)現(xiàn)甲烷超限聲光報警，抽放泵和閥門控制等功效系統(tǒng)。功效系統(tǒng)。第27頁3、煤礦軌道運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)

主要用來監(jiān)測信號機(jī)狀態(tài)、電動轉(zhuǎn)撤機(jī)狀態(tài)、機(jī)車位置、機(jī)車編號、運(yùn)行方向、運(yùn)行速度、車皮數(shù)、車皮數(shù)等，運(yùn)行速度、車皮數(shù)、空（實(shí)）車皮數(shù)等，并實(shí)現(xiàn)信號機(jī)、電動轉(zhuǎn)撤機(jī)閉鎖控制、地面遠(yuǎn)程調(diào)度與控制等功效系統(tǒng)。面遠(yuǎn)程調(diào)度與控制等功效系統(tǒng)。第28頁4、煤礦膠帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)

主要用來監(jiān)測皮帶速度、軸溫、煙霧、堆煤、橫向撕裂、縱向撕裂、跑偏、打滑、電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、煤倉煤位等，并實(shí)現(xiàn)逆煤流開啟，順煤流停頓等閉鎖控制和安全保護(hù)、地面遠(yuǎn)程調(diào)度與控制、皮帶火災(zāi)監(jiān)測與控制等功效系統(tǒng)。第29頁5、煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)主要用來監(jiān)測電網(wǎng)電壓、電流、功率、功率因數(shù)、狀態(tài)、電網(wǎng)絕緣狀態(tài)等，并實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)、饋電開關(guān)閉鎖控制、現(xiàn)漏電保護(hù)、饋電開關(guān)閉鎖控制、地面遠(yuǎn)程控制等功效系統(tǒng)。程控制等功效系統(tǒng)。第30頁6、煤礦排水監(jiān)控系統(tǒng)

主要用來監(jiān)測水倉水位、水泵開停、水泵工作電壓、電流功率、閥門狀態(tài)、流量、壓力等，并實(shí)現(xiàn)閥門開、水泵開停控制、地面遠(yuǎn)程控制等功效系統(tǒng)。第31頁7、煤礦火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

主要用來監(jiān)測一氧化碳濃度、二氧化碳濃度，氧氣濃度、溫度、風(fēng)壓、煙霧等，并經(jīng)過風(fēng)門控制，實(shí)現(xiàn)均壓滅火控制、制氮與注氮控制等功效系統(tǒng)。第32頁8、礦山壓力監(jiān)控系統(tǒng)主要用來監(jiān)測地音、頂板位移、位移速度、位移加速度、紅外發(fā)射、電磁發(fā)射等，并實(shí)現(xiàn)礦山壓力預(yù)報等功效系統(tǒng)。第33頁9、煤與瓦斯突出監(jiān)控系統(tǒng)主要用來監(jiān)測煤巖體聲發(fā)射、瓦斯涌出量、工作面煤壁溫度、紅外發(fā)射、電磁發(fā)射等，并實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯突出預(yù)報等功效系統(tǒng)。第34頁10、人員位置監(jiān)控系統(tǒng)主要用來監(jiān)測井下人員位置、滯留時間、個人信息等功效系統(tǒng)?！睹旱V井下作業(yè)人員管理系統(tǒng)通用技術(shù)條件》ＡＱ１０２０－２００７《煤礦井下作業(yè)人員管理系統(tǒng)使