煤矿安全监测监控
教案
（安全监测监控）
双鸭山矿业集团东荣二矿安全培训中心
东荣二矿安全培训中心教案培训班名称：
矿井安全监控系统的组成和功能
?一、系统的组成和功能
1.1定义
煤矿安全监控系统用来监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二化碳浓度、氧气浓度、风速、风压、温度、烟雾、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主通风机开停等，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等。
1.2 组成
系统一般由传感器、执行机构、分站、电源箱（或电控箱）、主站（或传输接口）、主机（含显示器）、系统软件、服务器、打印机、大屏幕、UPS电源、远程终端、网络接口电缆和接线盒等组成，如图1所示。
矿井安全生产监控系统
二、工作原理
传感器将被测物理量转换为电信号，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）。
执行机构（含声光报警及显示设备）将控制信号转换为被控物理量。
分站接收来自传感器的信号，并按预先约定的复用方式远距离传送给主站（或传输接口），同时，接收来自主站（或传输接口）多路复用信号。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，控制执行机构工作。
电源箱将交流电网电源转换为系统所需的本质安全型直流电源，并具有维持电网停电后正常供电不小于2小时的蓄电池。
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。传输接口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、联网等。
各类传感器安装要求
一、瓦斯传感器
密度小于空气，一般情况下巷道上方诉甲烷浓度大于下文，因此甲烷传感器应布置在巷道上方，并不影响行人和行车，安装维护方便甲烷传感器应垂直，距顶板不得大于300 ㎜，距巷道侧壁不得小于200㎜。瓦斯抽放泵站甲烷传感器的设置
地面瓦斯抽放泵站内必须在室内设置甲烷传感器，报警浓度≥0.5%。
井下临时瓦斯抽放泵站下风侧栅栏外必须设置甲烷传感器，报警浓度≥0.5%，断电浓度≥1.0%，复电浓度<0.5%，断电范围为瓦斯抽放泵站电源。
设在回风流中的机电硐室进风侧必须设置甲烷传感器，报警浓度≥0.5%CH4，断电浓度≥0.5%CH4，复电浓度<0.5%CH4，断电范围为机电硐室内全部非本质安全型电气设备。
使用架线电机车的主要运输巷道内，装煤点处必须设置甲烷传感器，报警浓度≥0.5%CH4，断电浓度≥0.5%CH4，复电浓度<0.5%CH4，断电范围为装煤点处上风流100m内及其下风流的架空线电源和全部非本质安全型电气设备。
瓦斯抽放泵站甲烷传感器的设置
地面瓦斯抽放泵站内必须在室内设置甲烷传感器，报警浓度≥0.5%。
井下临时瓦斯抽放泵站下风侧栅栏外必须设置甲烷传感器，报警浓度≥0.5%，断电浓度≥1.0%，复电浓度 0.5%，断电范围为瓦斯抽放泵站电源。
氧化碳传感器的设置
一氧化碳传感器应垂直悬挂，距顶板（顶梁）不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。
开采容易自燃、自燃煤层的采煤工作面必须至少设置一个一氧化碳传感器，地点可设置在上隅角、工作面或工作面回风巷，报警浓度为≥0.0024%CO。
带式输送机滚筒下风侧10-15m处宜设置一氧化碳传感器，报警浓度为24×10-6。
自然发火观测点、封闭火区防火墙栅栏外宜设置一氧化碳传感器，报警浓度为24×10-6。
开采容易自燃、自燃煤层的矿井，采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷应设置一氧化碳传感器，报警浓度为24×10-6。
风速传感器的设置
采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷的测风站应设置风速传感器。风速传感器应设置在巷道前后10m内
无分支风流、无拐弯、无障碍、断面无变化、能准确计算风量的地点。当风速低于或超过《煤矿安全规程》的规定值时，应发出声、光报警信号。
风压传感器的设置
主要通风机的风硐内应设置风压传感器。
瓦斯抽放管路中其它传感器的设置
瓦斯抽放泵站的抽放泵输入管路中宜设置流量传感器、温度传感器和压力传感器；利用瓦斯时，应在输出管路中设置流量传感器、温度传感器和压力传感器。防回火安全装置上宜设置压差传感器。
烟雾传感器的设置
带式输送机滚筒下风侧10-15m处应设置烟雾传感器。温度传感器的设置
温度传感器应垂直悬，距顶板（顶梁）不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。
开采容易自燃，自燃煤层及地温高的矿井采煤工作面应设置温度传感器。温度传感器的报警值为30℃。
开关量传感器的设置
主要通风机、局部通风机必须设置设备开停传感器。
矿井和采区主要进回风巷道中的主要风门必须设置风
门传感器。当两道风门同时打开时，发出声光报警信号。
掘进工作面局部通风机的风筒末端宜设置风筒传感器。
为监测被控设备瓦斯超限是否断电，被控开关的负荷侧必须设置馈电传感器。
开关量传感器的设置
主要通风机、局部通风机必须设置设备开停传感器。
矿井和采区主要进回风巷道中的主要风门必须设置风门传感器。当两道风门同时打开时，发出声光报警信号。
掘进工作面局部通风机的风筒末端宜设置风筒传感器。
为监测被控设备瓦斯超限是否断电，被控开关的负荷侧必须设置馈电传感器。
三、断电控制
在矿井安全生产监控系统中必须具备风电、甲烷超限断电闭锁功能。
断电控制时通过低压防爆开关来实现被控制设备的控制。
为保证安全监控装置的故障闭锁功能，矿用断电控制器对隔爆型磁力启动器的控制应采用常开触点，
将矿用断电控制器的常开触点串接磁力启动器停止按钮开关上。隔爆兼本质安全型磁力启动器控制应采用断电控制器常开接点与磁力启动器本质安全回路中的停止开关。断电控制器的常闭触点并接在馈电开关分离开关上。
四、事故案例
2009年2月22日发生死亡78人的特别重大瓦斯爆炸事故的屯兰矿是事故矿中煤矿安全监控系统使用维护最好的煤矿，但仍存在着下述严重问题：（1）将回风巷甲烷传感器报警值和断电值调高至2.5%，如图2所示。
（2）将4台电气开关开关设置在微风的12403工作面1号联络巷，但不设置甲烷传感器，如图3所示。因此，《煤矿安全规程》（2010年版）第132条第二款修改为“井下个别机电设备设在回风流中的，必须安装甲烷传感器并具备甲烷超限断电功能”。
这就要求开关等电气设备应设置在全风压进风处，若不能满足，应设置甲烷传感器，并具备甲烷超限断电闭锁功能。由于采煤工作面回风巷和掘进巷道已设置甲烷传感器，因此，设置在采煤工作面回风巷和掘进巷道的电气设备可不再单独设置甲烷传感器。（3）系统工作不稳定，事故前20分钟内，监测信号
中断4次，
小结：
煤矿安全监控系统用来监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二化碳浓度、氧气浓度、风速、风压、温度、烟雾、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主通风机开停等，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等。
作业：监测监控系统组成？