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煤矿安全监控系统培训讲义煤矿安全监控系统培训讲义煤矿安全监控系统培训讲义一、与煤矿安全监控系统相关的基础知识二、煤矿安全监控系统三、煤矿监控系统在煤矿的应用四、系统设备间的连接五、监控系统中主要设备及其工作原理煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识1、瓦斯煤矿有毒、有害气体的总称，以甲烷为主要成份分子式：CH42、模拟量、开关量煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识模拟量：在一定范围内连续变化的量，如甲烷、CO、温度开关量：只有2个或几个固定的状态，如开关、设备开停传感器，只有“开”和“停”2种状态，在计算机上，一般用0表示“停”，用1表示“开”计数量：罐笼计数、矿车计数等累计量：如皮带秤计量3、时分制、频分制煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识频分制：频率分割，在同一介质上以不同的频率同时传送多个信号，如电视、广播等时分制：时间分割，以时间序列（排队）的方式，同一信道在不同的时间，分别传送不同的信号，如internet网，视频点播等特点：频分制一般用于模拟通信，速度快，结构复杂，不易双向通信时分制一般用于数字通信，速度慢，结构简单，适合双向通信频分制时分制信息流信息流时分制、频分制是通信的术语，指信号传递的方式4、煤矿常见防爆形式煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识任何电器的电路，只要发生短路或故障，均可能产生火花，产生火花，便有可能引燃瓦斯，但不是所有火花都可以引燃瓦斯，火花的能量有大小，归根接底还是一个能量问题，能够引燃瓦斯火花就是不安全的，反之，就是安全的。本安形式：任何情况下，产生的火花能量不能够引燃瓦斯，如传感器，而传感器也必须做成本安形式的，因为传感器一般放置在回风巷，根据安全规程，在瓦斯超限时，回风巷的所有非本安设备必须停电，而超限时正是传感器发挥作用的时候隔爆形式：产生的火花能量能够引燃瓦斯，只好用隔离的办法，把火花与外界隔离，但不是简单的隔离内部的火花不能引燃外部的瓦斯内部的爆炸不能引起外部的爆炸内部爆炸的气体不能迅速释放出来内部爆炸的气体不能不释放出来——缓慢释放增安形式：电气性能的原因，不能做成本安形式，但由于结构、用途等原因，也不能做成隔爆形式的一种特殊形式，它不是隔爆的，也不是本安的，如矿灯5、常见闭锁形式煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识“闭”——关闭、切断“锁”——保持“闭锁”，在煤矿是指切断开关的电源并保持切断状态，直到解除闭锁（引起闭锁的条件解除）。煤矿使用的开关是特殊的，只能自动切断，不能自动恢复。风电闭锁：风机停止运行或停风，风机送风区域的所有电器停电并闭锁，一般靠检测风机是否停止运行或风筒是否有风来实现瓦斯电闭锁：瓦斯超限，超限区域的所有电器停电并闭锁故障闭锁：当瓦斯传感器、局扇开停传感器等发生故障时，相应区域的所有电器停电并闭锁风电瓦斯闭锁：国标MT631-1996《煤矿用风电甲烷闭锁装置通用技术条件》规定的闭锁6、发生瓦斯灾害的条件煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识瓦斯是一种可燃性气体，在满足一定条件的情况下，还可以爆炸。它在煤矿与煤伴生，在煤的开采过程中，由于地质结构的开放而释放出来，是煤炭开采的主要灾害之一，构成瓦斯灾害需要三个要素：瓦斯：5%~16%的瓦斯表现为爆炸特点，最危险的浓度是6%~9%；16%~60%的瓦斯表现为燃烧特点氧气：15%以上，空气中的氧气含量一般在21%左右火花：火花能量能够点燃、引爆瓦斯5%~16%16%~60%最危险的浓度6%~9%7、怎样避免瓦斯灾害煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识通风：构成瓦斯灾害的3个条件中，氧气的含量一般是无法控制的，瓦斯的含量可以通过通风的方式，通过加大新鲜风量，稀释瓦斯的浓度，控制它的浓度不超过规定的限度火源：通过控制火源，在瓦斯超限的情况下没有火源（火花），瓦斯也不会爆炸。为降低瓦斯浓度、撤离人员赢得时间通风是防治瓦斯灾害的最基本方式8、造成瓦斯浓度升高的原因煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识通风不良：由于通风不量，开采过程中产生的瓦斯不能及时稀释、排放积聚：瓦斯比空气轻，会在巷道的上部积聚，通风不良时，积聚的瓦斯是非常危险的突出：煤层中，瓦斯的分布是不均允的，由于煤层内部压力的原因，瓦斯有可能突然涌出季节：瓦斯的活动与季节有关9、CO的危害煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识既煤气中毒，危害十分严重，必须引起足够的警觉10、误差概念煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识以理想的观点，我们感受到的世界、物体，永远不是真实的，因为有误差存在。但实际上，只要误差在我们可以接受的范围之内，我们就认为是真实的、可行的，如对重量、长度等的测量。对于瓦斯，国家规定的测量误差是：0—1%±0.1%1—2%±0.2%2—4%±0.3%11、甲烷的调校煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识作为一种计量仪器，甲烷、CO等传感器，必须定期调校。不能用一种仪器校验另一种仪器按规程规定的时间定期校验只能用标准气进行调校标准气就是获得有关部门承认的已知浓度的气体，既必须是获得计量认证许可的标准气体12、防爆标志的含义煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识Exib[d]IEX：表明该电气设备符合1种或几种防爆形式的规定，通俗讲就是防爆电器ib：防爆形式充油型：o正压型：p充砂型：q隔爆型：d增安型：e本质安全型a类：ia3重保护本质安全型b类：ib2重保护浇封型：m无火花型：n特殊型：s[]：附属防爆形式I：分类煤矿用电气设备I除煤矿外的其他爆炸性气体环境用电气设备II13、关联设备煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识电气设备在进行防爆检验时，需要按实际的运行环境连接相关的设备，在此状态下，进行相应的防爆试验，那么试验的结果也只能表明是在此状态的结果，所以需要标明关联设备。其技术方面核心的原因是：合格的防爆设备+合格的防爆设备≠合格的防爆设备本安+本安≠本安14、设置断电关系煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识设置传感器与断电器之间的控制关系，实际上就是哪一个传感器超限后，哪一个断电器要断电。计算机是不会自己知道的，不设置，断电控制也是无法完成的。煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识热催化燃烧：热导：光干涉：光谱：15、常用的瓦斯的测量方法CH4+2O2=2H2O+CO2煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识测量误差产生的一个重要原因就是0点的漂移，或正或负，也就是在实际环境中甲烷为0的情况下，传感器的测量结果却是有甲烷（正漂）或负（负漂），主要是元件在环境中甲烷为0时输出电压是0、是+、是-对于采用热催化燃烧测量原理的甲烷传感器，正漂、负漂均有可能，负漂居多新的甲烷传感器国家标准明确规定，甲烷传感器在负漂时要显示“—”号16、甲烷传感器的负漂17、闭锁与断电/复电的关系断电：瓦斯由正常到超限（断电）——断电器动作——开关断电（关闭）瓦斯继续超限——断电器保持断电状态——开关不能送电（锁/保持）复电：瓦斯恢复到正常状况——断电器解除断电状态（复电状态）——开关仍（关闭）但可以送电（解锁）复电只能解除断电状态，但不能使开关送电，开关送电需要手工完成煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识18、断电与馈电的关系煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识断电器的主要作用就是在瓦斯超过规定的断电值时，能够切断工作面用电设备的电源，以防止瓦斯爆炸。新的标准规定，断电器在断电的同时，还必须能够监测开关是否真正断电并将信息反馈到分站和地面中心站。断电器开关分站用电设备是否断电必须是电压型监测装置19、馈电异常煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识馈电监测：就是对开关输出是否有电的监测馈电异常：当断电器断电，而馈电监测为有电时20、上隅角煤矿有毒、有害气体的总称，以甲烷为主要成份煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识上隅角21、MT631-1996《煤矿用风电甲烷闭锁装置通用技术条件》煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识连接关系：T1T2T3局扇风筒风量开关工作面开关回风流开关K1K2串联区开关K4局扇开关K3电源总开关380/660掘进工作面风筒FSFJ供电线路煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识21、MT631-1996《煤矿用风电甲烷闭锁装置通用技术条件》控制关系：断电条件控制对象复电条件T1≥1.5K1T1≤1.0T1=ERRORK1T1≤1.0T2≥1.5K1、K2T2≤1.0T2=ERRORK1、K2T2≤1.0T3≥0.5K4T3≤0.45T3=ERRORK4T3≤0.45FS=0（风筒风速≤6）K1、K2FS=1（风筒风速≥6）FJ=0（局扇停）K1、K2FJ=1（局扇开）FJ=0andT1≥3.0K3手工（OPEN=0）通电时间≤1分钟K1、K2、K3、K4煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识各传感器在MT631中的角色：符号风电甲烷闭锁功能中的角色T1甲烷1（工作面探头，里探头）T2甲烷2（回风风流探头，外探头）T3甲烷3（串联通风中入风流探头）K1断电器1（工作面设备电源）K2断电器2（回风巷设备电源）K3断电器3（局扇电源）K4断电器4（串联通风区内设备电源）FS风速传感器（风筒风速）FJ风机（局扇）开停传感器21、MT631-1996《煤矿用风电甲烷闭锁装置通用技术条件》煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识22、本地断电、异地断电本（就）地断电：通过分站发出控制信号，传感器、断电器在同一分站，速度快异地（远程）断电：通过主机发出控制信号，传感器、断电器在不同分站，速度慢由于目前的监控系统分站之间不能交换数据，传感器和断电器不在同一分站时，只能通过主机来过度才能实现控制对于本地断电来说，控制指令来自分站，但分站并不知道传感器与断电器的控制关系，所以需要系统生成控制关系并发送到分站由于系统技术要求分站在脱离主机后仍能正常工作，所以分站停电后，分站中的断电控制关系不能丢失，重新加电后仍能继续工作煤矿安全监控系统培训讲义——与煤矿安全监控系统相关的基础知识23、故障断电的注意事项由于要实现故障断电，所以一般使用断电器中的“常开”节点，在正常情况下，断电器强制将“常开”节点吸合，在断电状态下，节点断开，在故障或断电器停电状态下，由于使用的是“常开”节点，节点是断开的，也能起到断电的作用在断电器停电状态下，开关是送不上电的！！！煤矿安全监控系统培训讲义——煤矿安全监控系统用于煤矿，对生产设备、通风系统、安全要素等进行监测，并根据监测结果进行控制的系统，它是由多种设备组合起来共同完成以上功能的系统煤矿安全监控系统用于煤矿为煤矿安全服务监测控制多设备协同完成煤矿安全监控系统培训讲义——煤矿安全监控系统1、监控系统的作用通过对各种要素的监测，使我们能够及时、连续地了解生产过程中各种要素的现状和变化规律，使我们能够及时地采取措施，调整生产、通风、安全等环节，使安全状况处于最佳状态，避免通风、安全环节中的不安全因素，达到安全生产的目的。监测是控制的前提，控制是监测的目的监测作用：¨生产要素：设备运行状态、产量等¨通风要素：风机、风门、风筒、负压、风速（风量）¨安全要素：瓦斯、CO、温度控制作用：¨通过控制开关来控制电器设备的电源（停止生产，避免火花产生）管理作用：¨提示管理者矿井当前瓦斯方面的现状，对规定的项目和测值还可以重点提示、预警其它作用：¨事故分析等与其它监测方式的区别¨连续、自动、多参数同时、多设备协同煤矿安全监控系统培训讲义——煤矿安全监控系统2、监控系统的结构、组成从80年代初，监