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2025.1礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)第一節(jié)礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的組成與功能第二節(jié)相關(guān)傳感器的設(shè)置復(fù)習(xí)思考題
礦井瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)是煤炭企業(yè)高產(chǎn)、高效、安全生產(chǎn)的重要保證,是煤礦安全管理的重要組成部分。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)用來監(jiān)測(cè)甲烷濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、風(fēng)速、溫度、煙霧、饋電狀態(tài)、風(fēng)門狀態(tài)、風(fēng)筒狀態(tài)、局部通風(fēng)機(jī)開停、主要通風(fēng)機(jī)開停等,并實(shí)現(xiàn)甲烷超限聲光報(bào)警、斷電和甲烷風(fēng)電閉鎖控制等。
一、礦井瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的組成與功能1.礦井瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的組成礦井瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)一般是由傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、分站、電源箱(或電控箱)、主站(或傳輸接口)、主機(jī)(含顯示器)、打印機(jī)、電視墻(或投影儀、模擬盤、多屏幕、大屏幕)、管理工作站、服務(wù)器、路由器、UPS電源、光纖和接線盒等組成,如圖6-12所示。
圖6-12
礦井瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的組成
礦井瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)目前分為3類,即:KJ、TF、A-1系列,其結(jié)構(gòu)基本相同,都是由傳感器及執(zhí)行裝置、傳輸(通信)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3部分構(gòu)成。
2.礦井瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的功能(1)傳感器及執(zhí)行裝置。傳感器負(fù)責(zé)采集各種環(huán)境參數(shù)并把它輸送給傳輸系統(tǒng)。由于它直接關(guān)系到系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)容和數(shù)量及系統(tǒng)的準(zhǔn)確度,因此,必須選擇可靠、穩(wěn)定、準(zhǔn)確的傳感器。執(zhí)行裝置的功能是接收來自傳輸系統(tǒng)的信息,并根據(jù)它執(zhí)行開、停、斷電等指令,從而完成各種控制功能。
(2)信息傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由傳輸接口、分站、中心站柜、電纜等組成。其功能是接收傳感器傳來的各種信息,并把它轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)或頻率信號(hào),再通過發(fā)送、接收裝置及電纜和各種接口傳送到地面中心站的計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。同時(shí)接收計(jì)算機(jī)發(fā)來各種指令,并通過上述設(shè)備傳遞給執(zhí)行裝置。
(3)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)(包括前置機(jī))、模擬盤及各種外部設(shè)備等硬件和各種應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)等軟件組成。其功能是接收來自傳輸系統(tǒng)的信息,并對(duì)其進(jìn)行綜合分析判斷,同時(shí)通過屏幕、模擬盤、繪圖儀對(duì)各監(jiān)測(cè)參數(shù)或狀態(tài)進(jìn)行顯示。
1.當(dāng)某些環(huán)境參數(shù)超過預(yù)定值時(shí),能自動(dòng)報(bào)警,并可向井下發(fā)出控制信號(hào),切斷影響區(qū)域電源,防止事故發(fā)生。2.對(duì)一些重要監(jiān)測(cè)參數(shù)可存儲(chǔ)規(guī)定時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù),并可隨時(shí)用屏幕顯示、打印、繪圖等方式再現(xiàn)所需資料。3.對(duì)生產(chǎn)監(jiān)控部分的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行時(shí)間、煤位情況等內(nèi)容也可即時(shí)顯示出來。4.有些系統(tǒng)還具有火災(zāi)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等功能。
二、甲烷傳感器的設(shè)置由于甲烷的密度小于空氣,因此,一般情況下,巷道上方的甲烷濃度大于下方。因此,甲烷傳感器應(yīng)布置在巷道的上方,并應(yīng)不影響行人和行車,安裝維護(hù)方便。甲烷傳感器應(yīng)垂直懸掛,距頂板(頂梁)不得大于300mm,距巷道側(cè)壁不得小于200mm。甲烷傳感器的報(bào)警濃度、斷電濃度、復(fù)電濃度和斷電范圍必須符合表6-2的規(guī)定。****
2
3
1.采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置(1)采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置。為及時(shí)監(jiān)測(cè)采煤工作面的瓦斯變化情況,采煤工作面?zhèn)鞲衅鲬?yīng)盡量靠近工作面設(shè)置,如圖6-13所示。
圖6-13
采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置
T—采煤工作面甲烷傳感器
(2)采煤工作面回風(fēng)巷甲烷傳感器的設(shè)置。為保證采煤工作面回風(fēng)巷中的甲烷傳感器能正確反映采煤工作面回風(fēng)巷內(nèi)的瓦斯含量,回風(fēng)巷甲烷傳感器應(yīng)設(shè)置在瓦斯等有害氣體與新鮮空氣混合均勻且風(fēng)流穩(wěn)定的位置,如圖6-14所示。
圖6-14
采煤工作面回風(fēng)巷甲烷傳感器的設(shè)置T—采煤工作面回風(fēng)巷甲烷傳感器
(3)采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷甲烷傳感器的設(shè)置。用于監(jiān)測(cè)有煤與瓦斯突出礦井的采煤工作面的進(jìn)風(fēng)巷甲烷傳感器,應(yīng)盡量靠近工作面設(shè)置,如圖6-15所示,以便及時(shí)監(jiān)測(cè)采煤工作面的瓦斯變化情況。
圖6-15
采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷甲烷傳感器的設(shè)置T—有煤與瓦斯突出礦井的采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷甲烷傳感器
采煤工作面采用串聯(lián)通風(fēng)時(shí),進(jìn)入被串工作面的風(fēng)流中必須布置進(jìn)風(fēng)巷甲烷傳感器。為保證進(jìn)風(fēng)巷甲烷傳感器能正確反映所監(jiān)測(cè)區(qū)域的瓦斯含量,進(jìn)風(fēng)巷甲烷傳感器應(yīng)設(shè)置在瓦斯等有害氣體與新鮮空氣混合均勻且風(fēng)流穩(wěn)定的位置,如圖6-16所示。
圖6-16
串聯(lián)通風(fēng)采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷甲烷傳感器的設(shè)置T—串聯(lián)通風(fēng)采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷甲烷傳感器
2.掘進(jìn)工作面甲烷傳感器的設(shè)置為及時(shí)監(jiān)測(cè)掘進(jìn)工作面的甲烷濃度的變化情況,瓦斯、高瓦斯和煤(巖)與瓦斯突出礦井都必須設(shè)置工作面甲烷傳感器。高瓦斯和煤(巖)與瓦斯突出礦井的掘進(jìn)工作面還必須在回風(fēng)流中設(shè)置甲烷傳感器。掘進(jìn)工作面甲烷傳感器和回風(fēng)流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。
(1)掘進(jìn)工作面甲烷傳感器的設(shè)置。為及時(shí)監(jiān)測(cè)掘進(jìn)工作面的瓦斯變化情況,掘進(jìn)工作面甲烷傳感器應(yīng)盡量靠近工作面設(shè)置,如圖6-17所示。
圖6-17掘進(jìn)工作面甲烷傳感器的設(shè)置T—掘進(jìn)工作面甲烷傳感器;F—局部通風(fēng)機(jī)
(2)掘進(jìn)工作面回風(fēng)流甲烷傳感器的設(shè)置。為保證掘進(jìn)工作面的回風(fēng)流甲烷傳感器能正確反映掘進(jìn)工作面回風(fēng)流中的瓦斯含量,回風(fēng)流甲烷傳感器應(yīng)設(shè)置在瓦斯等有害氣體與新鮮空氣混合均勻且風(fēng)流穩(wěn)定的位置,如圖6-18所示。
圖6-18
掘進(jìn)工作面回風(fēng)流甲烷傳感器的設(shè)置T—掘進(jìn)工作面回風(fēng)流甲烷傳感器;F—局部通風(fēng)機(jī)
(3)掘進(jìn)工作面進(jìn)風(fēng)流甲烷傳感器的設(shè)置。采用串聯(lián)通風(fēng)的掘進(jìn)工作面,必須在被串工作面局部通風(fēng)機(jī)前設(shè)置掘進(jìn)工作面進(jìn)風(fēng)流甲烷傳感器;對(duì)有煤與瓦斯突出礦井的掘進(jìn)工作面,應(yīng)在工作面局部通風(fēng)機(jī)前設(shè)置掘進(jìn)工作面進(jìn)風(fēng)流甲烷傳感器,如圖6-19所示。
圖6-19掘進(jìn)工作面進(jìn)風(fēng)流甲烷傳感器的設(shè)置T—掘進(jìn)工作面進(jìn)風(fēng)流甲烷傳感器;F—局部通風(fēng)機(jī)
(4)掘進(jìn)機(jī)甲烷傳感器的設(shè)置。掘進(jìn)機(jī)必須設(shè)置機(jī)載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷報(bào)警儀。
3.機(jī)電硐室甲烷傳感器的設(shè)置在回風(fēng)流中的機(jī)電設(shè)備硐室的瓦斯?jié)舛瓤赡軙?huì)較高,因此,在回風(fēng)流中的機(jī)電硐室的進(jìn)風(fēng)側(cè),必須設(shè)置甲烷傳感器,如圖6-20所示。
圖6-20機(jī)電硐室甲烷傳感器的設(shè)置T—機(jī)電硐室進(jìn)風(fēng)流甲烷傳感器
4.裝煤點(diǎn)和運(yùn)輸巷道甲烷傳感器的設(shè)置(1)裝煤點(diǎn)甲烷傳感器的設(shè)置。高瓦斯礦井的主要運(yùn)輸巷道內(nèi)使用架線電機(jī)車時(shí),裝煤點(diǎn)處必須設(shè)置甲烷傳感器,如圖6-21所示。
圖6-21
裝煤點(diǎn)甲烷傳感器的設(shè)置T—高瓦斯礦井的主要進(jìn)風(fēng)運(yùn)輸巷道內(nèi)使用架線電機(jī)車時(shí),裝煤點(diǎn)處甲烷傳感器
(2)運(yùn)輸巷道甲烷傳感器的設(shè)置。高瓦斯礦井進(jìn)風(fēng)的主要運(yùn)輸巷道使用架線電機(jī)車時(shí),在瓦斯涌出巷道的下風(fēng)流中必須設(shè)置甲烷傳感器,如圖6-22所示。
圖6-22
運(yùn)輸巷道甲烷傳感器的設(shè)置T—高瓦斯礦井進(jìn)風(fēng)的主要運(yùn)輸巷道使用架線電機(jī)車時(shí),在瓦斯涌出巷道的甲烷傳感器
5.機(jī)車內(nèi)甲烷傳感器的設(shè)置在煤(巖)與瓦斯突出礦井和瓦斯噴出區(qū)域中,進(jìn)風(fēng)的主要運(yùn)輸巷道和回風(fēng)巷內(nèi)使用礦用防爆特殊型蓄電池電機(jī)車或礦用防爆型柴油機(jī)車時(shí),蓄電池電機(jī)車必須設(shè)置車載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀,柴油機(jī)車內(nèi)必須設(shè)置便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀。當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^0.5%時(shí),必須停止機(jī)車運(yùn)行。
6.瓦斯抽采泵站甲烷傳感器的設(shè)置瓦斯抽放泵站應(yīng)在室內(nèi)設(shè)置甲烷傳感器,其報(bào)警濃度為0.5%CH4。在抽采泵輸入管路中應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器。利用瓦斯時(shí),在輸出管路中應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器。井下臨時(shí)抽采泵站下風(fēng)測(cè)柵欄外應(yīng)設(shè)置甲烷傳感器。
7.其他地點(diǎn)傳感器的設(shè)置(1)裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的礦井,每一個(gè)采區(qū)、一翼回風(fēng)巷及總回風(fēng)巷的測(cè)風(fēng)站應(yīng)設(shè)置風(fēng)速傳感器。風(fēng)速傳感器應(yīng)設(shè)置在巷道前10m內(nèi)無分支風(fēng)流、無拐彎、無障礙、斷面無變化、能準(zhǔn)確計(jì)算測(cè)風(fēng)斷面的地點(diǎn)。
(2)裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的礦井,主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)筒應(yīng)設(shè)置壓力傳感器。(3)瓦斯抽采泵站的抽采泵吸入管路中應(yīng)設(shè)置流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器;利用瓦斯時(shí),還應(yīng)在輸出管路中設(shè)置流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器。
(4)裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的開采易自燃煤層的礦井應(yīng)設(shè)置一氧化碳傳感器。一氧化碳傳感器應(yīng)布置在巷道的上方,并應(yīng)不影響行人和行車,安裝維護(hù)方便。一氧化碳傳感器應(yīng)垂直懸掛,距頂板(頂梁)不得大于300mm,距巷道側(cè)壁不得小于200mm。一氧化碳傳感器的報(bào)警濃度值為0.0024%CO。****
一氧化碳傳感器除用于環(huán)境監(jiān)測(cè)外,還可用于自然發(fā)火預(yù)測(cè)。自然發(fā)火可根據(jù)每天一氧化碳平均值的增量來預(yù)測(cè),若增量為正,則具有自然發(fā)火的可能。為保證一氧化碳傳感器能正確反映所監(jiān)測(cè)環(huán)境中一氧化碳含量,一氧化碳傳感器應(yīng)設(shè)置在風(fēng)流穩(wěn)定、一氧化碳等有害氣體與新鮮空氣混合均勻的位置,如圖6-23所示。
圖6-23
采煤工作面回風(fēng)巷一氧化碳傳感器的設(shè)置T——采煤工作面回風(fēng)巷一氧化碳傳感器
(5)裝備礦井瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的開采易自燃煤層的礦井應(yīng)設(shè)置溫度傳感器。溫度傳感器應(yīng)布置在巷道的上方,并應(yīng)不影響行人和行車,安裝維護(hù)方便,距頂板(頂梁)不得大于300mm,距巷道側(cè)壁不得小于200mm。溫度傳感器的報(bào)警值為30℃。***
溫度傳感器除用于環(huán)境監(jiān)測(cè)外,還可用于自然發(fā)火預(yù)測(cè)。自然發(fā)火可根據(jù)每天溫度平均值的增量來預(yù)測(cè),若增量為正,則具有自然發(fā)火的可能。為保證溫度傳感器能正確反映所監(jiān)測(cè)環(huán)境的溫度,溫度傳感器應(yīng)設(shè)置在風(fēng)流穩(wěn)定的位置,如圖6-24
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