煤矿安全监控系统

煤矿安全监控系统阳城县煤炭安全监控调度中心靳郭龙绪论煤矿安全生产监控系统是煤矿安全生产的重要保证煤炭行业是高危行业，瓦斯、煤尘、水灾、火灾、冲击地压、地热等困扰着煤炭工业的健康发展。其中，瓦斯事故是煤炭生产最严重的灾害。2000年至2005年，全国发生一次死亡百人以上事故8起，其中6起就是瓦斯事故。因此，瓦斯防治是减少煤矿死亡事故总量的首要工作，是煤矿安全生产工作的重中之重。煤矿安全生产监控系统是煤矿安全生产的重要保障，在瓦斯防治、遏制超能力、超定员生产，加强井下作业人员管理和煤炭产量监管等方面发挥着重要作用。煤矿安全监控系统概论煤矿安全监控系统煤矿安全监控系统用来监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、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、主要通风机开停等，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等。还可通过煤矿安全监控系统监控瓦斯抽放系统、通风系统、煤炭自燃、瓦斯突出等。煤矿安全监控系统当瓦斯超限或局部通风机停止运行或掘进巷道停风时，煤矿安全监控系统自动切断相关区域的电源并闭锁，避免或减少由于电气设备失爆、违章作业、电气设备故障电火花或危险温度引起瓦斯爆炸；避免或减少采、掘、运等设备运行产生的摩擦碰撞火花及危险温度等引起瓦斯爆炸；提醒领导、生产调度等及时将人员撤至安全处。煤矿安全生产监控系统煤矿安全生产监控系统包括煤矿安全监控系统、煤矿瓦斯抽采（放）监控系统、煤矿轨道运输监控系统、煤矿胶带运输监控系统、煤矿供电监控系统、煤矿排水监控系统、煤矿火灾监控系统、矿山压力监控系统、煤与瓦斯突出监控系统、煤矿井下作业人员监测系统、煤炭产量监测系统等，用于煤矿通风安全及生产环节的监控。煤矿安全监控系统组成系统一般由主机、传输接口、分站、传感器、执行器（含断电器、声光报警器）、电源箱、电缆、接线盒、避雷器和其他必要设备组成。8煤矿安全监控系统组成电源电源执行器开关量传感器模拟量传感器分站127vAC或其他127vAC或其他传输接口地面主机执行器开关量传感器模拟量传感器分站煤矿安全监控系统工作原理（1）传感器将被测物理量转换为电信号输出。（2）执行器（含声光报警器和断电器）将控制信号转换为被控物理量。电源电源执行器开关量传感器模拟量传感器分站127vAC或其他127vAC或其他传输接口地面主机执行器开关量传感器模拟量传感器分站煤矿安全监控系统工作原理（3）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传输接口，同时，接收来自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传输接口传输来的信号进行处理，控制执行器工作。电源电源执行器开关量传感器模拟量传感器分站127vAC或其他127vAC或其他传输接口地面主机执行器开关量传感器模拟量传感器分站煤矿安全监控系统工作原理（4）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2h的蓄电池。电源电源执行器开关量传感器模拟量传感器分站127vAC或其他127vAC或其他传输接口地面主机执行器开关量传感器模拟量传感器分站煤矿安全监控系统工作原理（5）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、并传送相应分站。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。电源电源执行器开关量传感器模拟量传感器分站127vAC或其他127vAC或其他传输接口地面主机执行器开关量传感器模拟量传感器分站煤矿安全监控系统工作原理（6）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。电源电源执行器开关量传感器模拟量传感器分站127vAC或其他127vAC或其他通讯接口地面主机执行器开关量传感器模拟量传感器分站煤矿安全监控系统组成（7）投影仪或电视墙用来扩大显示面积，以便于在调度室远距离监视。（8）用户（其他）计算机一般设置在矿长、总工办公室及有关业务处室，以便及时了解矿井安全及生产状况。关于加强煤矿安全监控系统装备联网和维护使用工作的指导意见（安委办【2006】21号）关于加强煤矿安全监控系统装备联网和维护使用工作的指导意见安委办[2006]21号所有瓦斯矿井必须装备安全监控系统。高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井和所有低瓦斯矿井必须装备安全监控系统。未装备安全监控系统的低瓦斯矿井，属于原国有重点煤矿范围的，应于2007年6月底前完成安全监控系统的装备；属于原国有地方和乡镇煤矿范围的，应于2008年底前完成装备。关于加强煤矿安全监控系统装备联网和维护使用工作的指导意见安委办[2006]21号新安装的安全监控系统必须符合《煤矿安全监控系统通用技术要求（AQ6201-2006）》。煤矿新装备的安全监控系统必须按《通用技术要求》制造，并取得新的煤矿矿用产品安全标志（以下简称MA标志）。按《通用技术要求》制造并取得新MA标志的煤矿安全监控系统及生产单位名单由矿用产品安全标志办公室及时予以公告。安标办网址()关于加强煤矿安全监控系统装备联网和维护使用工作的指导意见安委办[2006]21号逐步改造煤矿在用安全监控系统煤矿在用的安全监控系统原制造单位取得新的MA标志后，应与煤矿积极协商，共同制定方案，按新的MA标志证书确认的系统配置对煤矿在用系统进行更新改造。改造的重点：一是采用统一显示格式的系统软件；二是配置稳定性为15天以上的传感元件或传感器等关联设备，严禁使用未经国家授权的安全生产检测检验机构进行安全联检的关联设备。AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求2术语和定义2.1煤矿安全监控系统具有模拟量、开关量、累计量采集、传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、控制等功能。用来监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、风速、负压、温度、烟雾、馈电状态、风门状态、风窗状态、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。AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求2.18风电闭锁装置当掘进工作面局部通风机停止运转或风筒风量低于规定值时，能自动切换被控电源的装置。2.19甲烷风电闭锁装置当掘进工作面局部通风机停止运转或风筒风量低于规定值时，或空气中甲烷浓度超限时，能自动切断被控设备电源的装置。AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求4.4.2硬件4.4.2.1中心站硬件一般包括传输接口、主机、打印机、UPS电源、投影仪或电视墙、网络交换机、服务器和配套设备等。中心站均应采用当时主流技术的通用产品，并满足可靠性、可维护性、开放性和可扩展性等要求。AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求4.4.2.2传感器的稳定性应不小于15d。煤矿用低浓度载体催化式甲烷传感器、煤矿用高低浓度甲烷传感器、瓦斯抽放用热导式高浓度甲烷传感器和矿用电化学式一氧化碳传感器的稳定性和传输距离执行本标准,其它传感器执行各自现行标准。AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求＊最大传输距离传感器及执行器至分站之间的传输距离应不小于２km。分站至传输接口、分站至分站之间最大的传输距离不小于10km。＊控制执行时间甲烷超限断电及甲烷风电闭锁的控制执行时间应不大于2s。AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求4.4.3软件操作系统、数据库、编程语言等应为可靠性高、开放性好、易操作、易维护、安全、成熟的主流产品。软件应有详细的汉字说明和汉字操作指南。AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求（基本功能）4.5.1数据采集4.5.1.1系统必须具有甲烷浓度、风速、风压、一氧化碳浓度、温度等模拟量采集、显示及报警功能。4.5.1.2系统必须具有馈电状态、风机开停、风筒状态、风门开关、烟雾等开关量采集、显示及报警功能。4.5.1.3系统必须具有瓦斯抽采（放）量监测、显示功能。AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求（基本功能）4.5.2控制4.5.2.1系统必须由现场设备完成甲烷浓度超限声光报警和断电∕复电控制功能；a)甲烷浓度达到或超过报警浓度时，声光报警；b)甲烷浓度达到或超过断电浓度时，切断被控设备电源并闭锁，甲烷浓度低于复电浓度时，自动解锁；c)与闭锁控制有关的设备（含甲烷传感器、分站、电源、断电控制器、电缆、接线盒等）未投入正常运行或故障时，切断该设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当与闭锁控制有关的设备工作正常并确定运行后，自动解锁。AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求（基本功能）4.5.2.2系统必须由现场设备完成甲烷风电闭锁功能：a)掘进工作面甲烷浓度达到或超过1.0％时，声光报警；掘进工作面甲烷甲烷浓度达到或超过1.5％时，切断掘进巷道内全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当掘进工作面甲烷浓度低于1.0％时，自动解锁；b）掘进工作面回风流中的甲烷浓度达到或超过1.0％时，声光报警、切断掘进巷道内全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当掘进工作面回风流中的甲烷浓度低于1.0％时，自动解锁；AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求（基本功能）c）被串掘进工作面入风流中甲烷浓度达到或0.5％时，声光报警、切断被串掘进巷道内全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当被串掘进工作面入风流中甲烷浓度低于0.5％时，自动解锁；d)局部通风机停止运转或风筒风量低于规定值时，声光报警、切断供风区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当局部通风机或风筒恢复正常工作时，自动解锁。e)局部通风机停止运转，掘进工作面或回风流中甲烷浓度大于3.0%，必须对局部通风机进行闭锁使之不能起动，只有通过密码操作软件或使用专用工具方可人工解锁；当掘进工作面或回风流中甲烷浓度低于1.5%时，自动解锁。AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求（基本功能）f)与闭锁控制有关的设备（含分站、甲烷传感器、设备开停传感器、电源、断电控制器、电缆、接线盒等）故障或断电时，声光报警、切断该设备所能监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；与闭锁控制有关的设备接通电源1min内，继续闭锁该设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源；当与闭锁控制有关的设备工作正常并稳定运行后，自动解锁。严禁对局部通风机进行故障闭锁控制。AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求（基本功能）4.5.2.3安全监控系统必须具有地面中心站手动遥控断电∕复电功能，并具有操作权限管理和操作记录功能。4.5.2.4安全监控系统应具有异地断电∕复电功能。AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求（基本功能）4.5.3调节系统宜具有自动、手动、就地、远程和异地调节功能。AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求（基本功能）4.5.4存储和查询系统必须具有以地点和名称为索引的存储和查询功能：a)甲烷浓度、风速、负压、一氧化碳浓度等重要测点模拟量的实时监测值；b)模拟量统计值（最大值、平均值、最小值）；c)报警及解除报警时刻及状态；d)断电/复电时刻及状态；e)馈电异常时刻及状态；f)局部通风机、风筒、主要通风机、风门等状态及变化时刻；g)瓦斯抽采（放）量等累计量值；h)设备故障/恢复正常工作时刻及状态等。AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求（基本功能）4.5.5显示4.5.5.1系统必须具有列表显示功能：a)模拟量及相关显示内容包括：地点、名称、单位、报警门限、断电门限、复电门限、监测值、最大值、最小值、平均值、断电/复电命令、馈电状态、超限报警、馈电异常报警、传感器工作状态等；b)开关量显示内容包括：地