煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控培訓(xùn)講義課件

1、27 七月 2022煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控培訓(xùn)講義本次學(xué)習(xí)的幾點(diǎn)目的：1、認(rèn)識(shí)煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的重要作用；2、了解我礦KJ86N監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的基本情況，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)有大體認(rèn)識(shí)；3、熟悉井下各工作面規(guī)定的探頭數(shù)量和安放位置；4、熟悉煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測(cè)儀器使用管理規(guī)范AQ1029-2007；本次學(xué)習(xí)主要內(nèi)容：1、建立煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的重要意義2、煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介3、煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)要求4、傳感器的安裝、使用和維護(hù)要求第一章 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的重要作用 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是煤炭高產(chǎn)、高效、安全生產(chǎn)的重要保證。世界各主要產(chǎn)煤國(guó)對(duì)此都十分重視，研制、生產(chǎn)和推廣使用了環(huán)境安全、軌道運(yùn)輸、供電、火災(zāi)

2、、水災(zāi)、煤與瓦斯突出、機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀況等監(jiān)控系統(tǒng)，提高了生存率和設(shè)備使用率，增強(qiáng)了礦山安全。第二章 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介甲烷傳感器第二章 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)是由單一瓦斯監(jiān)測(cè)、就地?cái)嚯娍刂频耐咚惯b測(cè)系統(tǒng)和簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)模擬調(diào)度系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)的。我礦在用的KJ86N系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)化管理礦井，保證礦井安全生產(chǎn)的必不可少的裝備。系統(tǒng)可兼容模擬盤(pán)、電視墻動(dòng)態(tài)顯示，生產(chǎn)調(diào)度管理及局、礦辦公自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。第二章 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介1、組成第二章 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介(1)傳感器：將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào) (2)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(含聲光報(bào)警及顯示設(shè)備)：將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為被控物理量(3)監(jiān)控分站：接收來(lái)自傳

3、感器的信號(hào)，傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)距監(jiān)控分站的最大傳輸距離一般不大于2 km (4)電源箱：將井下交流電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需的本質(zhì)安全型直流電源(5)主站(或傳輸接口)：接收監(jiān)控分站遠(yuǎn)距離發(fā)送的信號(hào)，并送主機(jī)處理；接收主機(jī)信號(hào)，并送相應(yīng)監(jiān)控分站。 (6)主機(jī)及其他設(shè)備第二章 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介傳輸及中轉(zhuǎn)系統(tǒng)A1B1C1Z1存儲(chǔ)輸出及分析控制系統(tǒng)ABCZ各類(lèi)傳感器及控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)有線或無(wú)線簡(jiǎn)單的說(shuō)：我礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要由地面中心站設(shè)備、井下設(shè)備和軟件部分3大部分組成第二章 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介2、傳感器技術(shù)傳感器類(lèi)型甲烷、CO、O2、H2S等氣體濃度傳感器；速度、位移、壓力、溫度、電流、電壓、流量等參數(shù)傳感器

4、；開(kāi)閉、位置等狀態(tài)傳感器。第二章 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介甲烷濃度傳感器載體熱催化傳感器：簡(jiǎn)單實(shí)用、價(jià)格低廉：2200元以內(nèi)，目前國(guó)內(nèi)甲烷檢測(cè)的主流；但量程?。?-4%，壽命短：約1年，調(diào)校期短：15天，反應(yīng)慢：30S，且易發(fā)生H2S和高濃度甲烷中毒。光干涉?zhèn)鞲衅鳎汗怆娹D(zhuǎn)換 技術(shù)沒(méi)有突破。系列催化元件第二章 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介熱導(dǎo)傳感器，測(cè)量范圍0100，但只有在860CH4范圍內(nèi)滿足精度要求，通常用作高濃度段瓦斯的測(cè)量；測(cè)值受環(huán)境溫度影響大，不易補(bǔ)償； 紅外傳感器，測(cè)量范圍可達(dá)0-100%，壽命5-8年，調(diào)校期12月以上，反應(yīng)時(shí)間15S以內(nèi)，價(jià)格8000元以內(nèi)。英國(guó)E2V的紅外氣體傳感頭 中國(guó)重慶院紅

5、外氣體傳感頭 第二章 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介3、監(jiān)控分站： 接收來(lái)自傳感器的信號(hào)，并按預(yù)先約定的復(fù)用方式(時(shí)分制或頻分制等)遠(yuǎn)距離傳送給主站(或傳輸接口)，同時(shí)接收來(lái)自主站的(或傳輸接口)多路復(fù)用信號(hào)(時(shí)分制或頻分制)監(jiān)控分站還具有線性校正、超限判別、邏輯運(yùn)算等簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理能力，對(duì)傳感器輸入的信號(hào)和主站(或傳輸接口)傳輸來(lái)的信號(hào)進(jìn)行處理，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作，傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)距監(jiān)控分站的最大傳輸距離一般不大于2 km第二章 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介 因此，一般采用星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(1個(gè)傳感器或1個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用1根電纜與分站相連)單向模擬傳輸。監(jiān)控分站至主站之間最大傳輸距離達(dá)10 km，為減少電纜用量、降低系統(tǒng)電纜

6、投資、便于安裝維護(hù)、提高系統(tǒng)可靠性，通常采用2芯(用于單工或單向)、3芯或4芯(用于雙向)礦用信號(hào)電纜，時(shí)分制或頻率分制多路復(fù)用(有的系統(tǒng)采用碼分制)；采用樹(shù)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或樹(shù)形與星形混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，串行數(shù)字傳輸(基帶傳輸或頻帶傳輸，異步傳輸或同步傳輸)。 第二章 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介4、主站(或傳輸接口)與主機(jī)： 接收監(jiān)控分站遠(yuǎn)距離發(fā)送的信號(hào)，并送主機(jī)處理；接收主機(jī)信號(hào)，并送相應(yīng)監(jiān)控分站。主站(或傳輸接口)主要完成地面非本質(zhì)安全型電器設(shè)備與井下本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的隔離、控制監(jiān)控分站的發(fā)送與接收、多路復(fù)用信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)、系統(tǒng)自檢等功能。第二章 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介5、主機(jī)： 主機(jī)一般選用工控

7、微型計(jì)算機(jī)或普通臺(tái)式微型計(jì)算機(jī)，雙機(jī)或多機(jī)備份。主機(jī)主要用來(lái)接收監(jiān)測(cè)信號(hào)、校正、報(bào)警判別、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、磁盤(pán)存儲(chǔ)、顯示、聲光報(bào)警、人機(jī)對(duì)話、輸出控制、控制打印輸出、與管理網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接等。第三章 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)要求1、煤礦安全規(guī)程相關(guān)要求：一百第五十八條 所有礦井必須裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)。礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的安裝、使用和維護(hù)必須符合本規(guī)程和相關(guān)規(guī)定的要求。一百第五十九條 采區(qū)設(shè)計(jì)、采掘作業(yè)規(guī)程和安全技術(shù)措施，必須對(duì)安全監(jiān)控設(shè)備的種類(lèi)、數(shù)量和位置，信號(hào)電纜和電源電纜的敷設(shè)，控制區(qū)域等做出明確規(guī)定，并繪制布置圖。第三章 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)要求2、大同煤礦集團(tuán)公司相關(guān)要求：第199條 安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)入井的

8、所有設(shè)備必須取得“安全儀表檢驗(yàn)合格證”、“產(chǎn)品合格證”、“產(chǎn)品生產(chǎn)許可證”、“防爆合格證”和“MA標(biāo)志證”。第200條 礦井應(yīng)配備傳感器、分站等安全監(jiān)控設(shè)備備件，備用數(shù)量不少于應(yīng)配備數(shù)量的20%。第三章 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)要求第201條 安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)備必須具有故障閉鎖功能。即，當(dāng)與閉鎖控制有關(guān)的監(jiān)控設(shè)備未投入正常運(yùn)行或發(fā)生故障時(shí)，必須切斷監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)備所監(jiān)控的全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的電源；當(dāng)與閉鎖控制有關(guān)的監(jiān)控設(shè)備工作正常并穩(wěn)定運(yùn)行后，自動(dòng)解鎖。第202條 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)必須具備甲烷斷電儀和甲烷風(fēng)電閉鎖裝置的全部功能。即，當(dāng)主機(jī)或系統(tǒng)電纜發(fā)生故障時(shí)，井下監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)備任然能夠進(jìn)行正常的監(jiān)

9、測(cè)和控制，仍能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)電閉鎖和瓦電閉鎖。第三章 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)要求第205條 礦井監(jiān)控系統(tǒng)的主機(jī)必須雙機(jī)熱備，24小時(shí)不間斷運(yùn)行。當(dāng)工作主機(jī)發(fā)生故障時(shí)，備用主機(jī)應(yīng)在5分鐘內(nèi)投入工作。實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)的主機(jī)必須裝備硬件防火墻。第206條 中心站應(yīng)雙回路供電，中心站計(jì)算機(jī)電源應(yīng)經(jīng)在線式不間斷電源供給，在動(dòng)力電網(wǎng)停電后，備用電源必須保證正常工作2小時(shí)以上。第三章 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)要求我礦在用：GJC4型低濃度甲烷傳感器結(jié)構(gòu)示意圖3、我礦常用甲烷傳感器使用簡(jiǎn)介GJC4型甲烷傳感器主要技術(shù)參數(shù)(1)工作溫度：040。(2)相對(duì)濕度：98（+25 ）。(3)大氣壓力：86kPa116kPa：(4)風(fēng)速：0m

10、/s8m/s。(5)使用場(chǎng)所：在具有甲烷、煤層等爆炸性混合物的危險(xiǎn)場(chǎng)所使用。(6)工作電壓：本安DC9VDC24V；(7)工作電流： 100 mA；(8)測(cè)量范圍：0CH44.00CH4；(9)傳感元件壽命：一年。第三章 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)要求第三章 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)要求(10)光報(bào)警輸出：報(bào)警時(shí)數(shù)碼管高、低亮度閃爍；(11)聲報(bào)警輸出：報(bào)警時(shí)報(bào)警聲長(zhǎng)鳴；(12)顯示輸出：三位紅色高亮大數(shù)碼管顯示% CH4濃度值，一位綠色小數(shù)碼管作輔助功能顯示；(13)外形尺寸：140X60(14)質(zhì)量：2KG(15)檢測(cè)響應(yīng)速度：30 s。(16)電源供電距離：3KM第三章 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)要求1)工作

11、原理 該傳感器采用載體催化元件作為甲烷檢測(cè)元件，當(dāng)周?chē)h(huán)境中存在甲烷氣體時(shí)，有催化劑的元件表面無(wú)焰燃燒，無(wú)催化劑的元件不燃燒，因此產(chǎn)生一個(gè)溫度/電阻差，電阻的變化引起電參數(shù)的變化經(jīng)過(guò)放大器的放大與標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較送出一個(gè)電壓信號(hào)給智能主板，該板以MICROCHIPPIC單片機(jī)為核心，對(duì)采集到的電壓信號(hào)進(jìn)行分析、處理、轉(zhuǎn)換成甲烷濃度值顯示輸出、報(bào)警斷電輸出，同時(shí)當(dāng)傳感器收到中心站計(jì)算機(jī)發(fā)出的讀取數(shù)據(jù)指令后，將相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)通過(guò)總線傳送給地面中心站主機(jī)。第三章 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)要求2)結(jié)構(gòu)組成 傳感器采用本質(zhì)安全型兼隔爆型結(jié)構(gòu)。由圓形外殼、插頭、甲烷傳感元件、信號(hào)放大板、智能主板、蜂鳴器等零部件

12、組成。殼體采用不銹鋼材料制成，具有電磁防護(hù)、安裝方便、防護(hù)性能好、堅(jiān)固耐用等特點(diǎn)。第三章 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)要求3)安裝 GJC4型甲烷傳感器應(yīng)按煤礦安全規(guī)程要求,安裝在采煤工作面、掘進(jìn)工作面、回風(fēng)巷道等有甲烷氣體的地方,應(yīng)將傳感頭向下懸掛固定在被測(cè)巷道頂板上，這樣使傳感元件上堆積的煤塵最少，同時(shí)安裝位置應(yīng)避開(kāi)連續(xù)淋水、激烈振動(dòng)、電磁干擾的地方。4)接線接線應(yīng)在斷電狀態(tài)下進(jìn)行。按照接線圖連接干線電纜和斷電控制線。確認(rèn)接線無(wú)誤的情況下，可通電運(yùn)行。 1腳為紅色線電源V+ 2腳為橙色線電源V- 3腳為棕色線回送信號(hào) 4腳為黑色線控制信號(hào)Vk+ 5腳為黃色線發(fā)送信號(hào) 6腳為藍(lán)色線常閉控制信號(hào) 7腳為

13、綠色線常開(kāi)控制信號(hào)。 第三章 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)要求 5)報(bào)遙控器按鍵“09 ”數(shù)字鍵 用來(lái)輸入傳感器命令?！?”符號(hào)鍵取消鍵，用來(lái)取消錯(cuò)誤的輸入命令?！?” 符號(hào)鍵確定鍵，用來(lái)確認(rèn)輸入的命令。第三章 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)要求6)操作方法 將遙控器裝有紅外發(fā)射器的方向?qū)?zhǔn)傳感器的顯示窗查看或修改傳感器參數(shù)：輸入5.3.1中的顯示命令（表1）中的命令，按確定鍵，傳感器顯示相應(yīng)英文代碼, 按確定鍵,顯示相應(yīng)的數(shù)值或碼值，按確定鍵返回到監(jiān)測(cè)狀態(tài)；如果需要修改參數(shù)按取消鍵，輸入正確的參數(shù)后按確定鍵顯示yyy再按確定鍵返回監(jiān)測(cè)狀態(tài)。例如：查看傳感器的地址。直接輸入901，按確定鍵，顯示Add表示地址，再按

14、確定鍵，顯示001表示本傳感器的地址是001，再按確定鍵返回到監(jiān)測(cè)狀態(tài)。設(shè)置或修改傳感器的參數(shù)：將傳感器的地址由1號(hào)改為8號(hào)地址，直接輸入901，按確定鍵，顯示Add表示地址，再按確定鍵，顯示001表示本傳感器的地址是001，按取消鍵顯示uuu，輸入008按確定鍵顯示yyy再按確定鍵返回到監(jiān)測(cè)狀態(tài)，傳感器地址修改成功。（注： * 為 取消 鍵，# 為 確定 鍵）。 第三章 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)要求7)傳感器零位調(diào)整 傳感器接通電源后。在通電1分鐘內(nèi)顯示 CH4，1分鐘后進(jìn)入監(jiān)測(cè)狀態(tài)。待傳感器工作穩(wěn)定15分鐘后在進(jìn)行調(diào)整。打開(kāi)后蓋，通入零氣樣，在放大板上可以看到一個(gè)藍(lán)色的可調(diào)電位器用小螺絲刀調(diào)整該

15、電位器，使放大板上Sig與Vref的電壓一致，然后安裝好后蓋。第四章傳感器的安裝、使用和維護(hù)要求(1)甲烷傳感器安置在粉塵較少的環(huán)境、風(fēng)流穩(wěn)定的地方，且距頂板不得大于300mm，距巷道側(cè)壁不得小于200mm； (2)風(fēng)速傳感器安置于巷徑均勻、風(fēng)速均勻、空氣溫度不大的環(huán)境中，且風(fēng)速傳感器進(jìn)風(fēng)口距離巷道頂部約為25cm35cm之間；(3)溫度傳感器安置于機(jī)電硐室，在巷道中可隨意放置或溫度偏高的煤壁附近；(4)所有傳感器的安放、設(shè)置、調(diào)校均以該產(chǎn)品的使用說(shuō)明書(shū)為準(zhǔn)。1、安裝總體要求：第四章傳感器的安裝、使用和維護(hù)要求2、我礦綜采工作面監(jiān)控系統(tǒng)示意圖：第四章傳感器的安裝、使用和維護(hù)要求3、我礦掘進(jìn)工作

16、面監(jiān)控系統(tǒng)示意圖：第四章傳感器的安裝、使用和維護(hù)要求1、在巷道開(kāi)口時(shí)，在距迎頭5米范圍內(nèi)、無(wú)風(fēng)筒側(cè)安設(shè)一臺(tái)甲烷傳感器，并加裝保護(hù)罩及說(shuō)明牌板。當(dāng)回風(fēng)繞道與回風(fēng)大巷貫通形成全風(fēng)壓通風(fēng)后正巷掘進(jìn)距離超過(guò)20米時(shí)，在保留工作面?zhèn)鞲衅鞯耐瑫r(shí)，要在距回風(fēng)繞道口1015米處增加一臺(tái)回風(fēng)流甲烷傳感器和一氧化碳傳感器。當(dāng)掘進(jìn)巷道長(zhǎng)度超過(guò)1000米時(shí)，需在巷道中部增加一臺(tái)甲烷傳感器。3、我礦巷道標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)要求：第四章傳感器的安裝、使用和維護(hù)要求2、工作面?zhèn)鞲衅靼惭b標(biāo)準(zhǔn)：距頂不大于0.3m，距幫不小于0.2m，無(wú)風(fēng)筒側(cè)，距迎頭不大于5m；甲烷傳感器必須懸掛在頂板完好、無(wú)淋水的地點(diǎn)；傳感器必須安裝說(shuō)明牌板及保護(hù)罩，說(shuō)明牌板必須填寫(xiě)規(guī)范準(zhǔn)確；傳感器示數(shù)必須面向工作人員。3、在工作面倒數(shù)第二節(jié)風(fēng)筒安設(shè)風(fēng)筒傳感器。4、巷內(nèi)監(jiān)控線纜必須上電纜溝吊掛平直，不得將監(jiān)控電纜拖放地上，多余電纜必須用繞線裝置纏繞整齊。培訓(xùn)習(xí)題：所有煤礦礦井必須裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)。（ ）采煤工作面采用串聯(lián)通風(fēng)時(shí)，被串聯(lián)工作面的進(jìn)風(fēng)巷必須設(shè)置甲烷傳感器。（ ）培訓(xùn)習(xí)題：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。（ ）當(dāng)電網(wǎng)停電后，礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)必須保證正常