煤矿监控设备及监控系统使用.ppt
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1、煤矿监控设备及监控系统的使用,一、监控设备 1、监控分站 2、传感器 3、断电控制器,二、监控系统 1、监控系统组成 2、监控系统功能监控系统特点,三、监控设备的使用与管理 1、瓦斯传感器设置 2、其它传感器设置 3、瓦斯断电及风电闭锁 4、煤矿安全规程规定 5、监控设备管理规定,谢 谢,2008年6月,KJ65矿井安全监控系统 KJ65N矿井安全监控系统采用目前最先进的计算机监控技术及网络技术开发出来的。本系统由地面计算机网络系统、信息传输系统、井下(地面)监控分站、各类传感器、控制器等部分构成。可对矿井中的瓦斯、一氧化碳、风速、温度、水压、负压、瓦斯抽放管路内气体(压力、温度、瓦斯、流量)
2、等参数及各种设备的开/停、馈电等状态进行实时监控和监测,可以大大提高煤矿的安全监测和生产调度的自动化水平。见下图,监控主机,打印机,终端机,监测仪,传感器,传感器,传感器,传感器,传感器,监测仪,监测仪,监测仪,传感器,传感器,传感器,通讯接口,通讯接口,一、系统的接收功能 本系统对模拟量、开关量和累计量的处理功能,本系统能对各种模拟量、开关量和累计量实现实时连续监测和监测信息远距离传输,并将数据实时处理、存盘。模拟量:瓦斯、一氧化碳、风速、温度、瓦斯抽放管路(压力、温度、瓦斯、流量)等。开关量和累计量:设备开/停、馈电、风门开关等。,二、系统的控制功能完备的断电/复电功能 地面监控主机可手动
3、对井下分站下发断电/复电命令,一个命令可控制若干用电设备开关,响应时间不大于系统巡检周期。井下分站具有断电/复电功能,当系统发生故障时可保证甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能,分站的初始化参数(断电值、复电值、报警值等)可保存。,异地断电控制功能 系统具有异地断电/复电功能。当接于A分站的甲烷等被测量超限时,可控制接于B分站的被控设备断电。,故障闭锁/解锁功能 本系统分站具有故障闭锁功能,当与闭锁控制有关的设备未投入正常运行或故障时,可切断其所监控的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁;当闭锁控制有关的设备工作正常并稳定运行后,自动解锁。,三、自检功能 当井下传感器发生故障或传感器和分站之
4、间的线路发生故障以及正在使用后备电源时,井下分站和地面监控主机会有“失调”、“断线”“后备电源”提示,并报警(包括音)、提示和记录。,四、通讯功能 监控系统常用的通讯方式有基带传输方式和频移键控方式,KJ65监控系统采用的是频移键控方式。数据传输速率1200bps,传输误码率10-8,地面通讯接口装置和分站之间通讯电路均有光电隔离。,五、数据存储、曲线、图形显示功能 本系统具有全信息显示功能,内容包括:地点、名称、单位、报警门限、断电门限、监测值、断电值、开关量状态(动画显示)、馈电状态、超限报警、断电逻辑不符报警、传感器故障闭锁与解锁功能等。系统调出整幅实时数据画面的响应时间小于5秒。,六、
5、双机备份功能 本系统地面监控中心的监控主机和备用机均为工控机,具有手动或自动切换功能,当主机发生故障时,备用机投入工作,保证监控系统的工作的连续性。,七、后备电源功能 地面监控中心的电源系统选用美国山特公 司的大功率长延时在线式UPS电源作为后备电源,可充分保证停电后为监控中心供电2小时 以上;井下分站后备电源供电时间2小时以上。,八、红外遥控功能 系统的井下分站(KJ65N-F型矿井环境监测仪)和瓦斯、一氧化碳等传感器全部采用了红外遥控功能,分站的地址号、参数设置、传感器属性、各种功能选择、关机等和传感器的调零、调精度、参数设置、输出方式设置等均可由红外遥控器设置。,九、自动短信信息功能 系
6、统的监控主机若配接该厂研制的短信发送设备,则可以通过发送短信的方式将监控系统的数据、报警、故障等各种信息及时地传递至有关人员。而且可以对每个短信发送对象进行各种设置。本部分结束,各类传感器设置,T2,10米,1015米,1.回采工作面瓦斯传感器布置图,T1,回风探头,迎头探头,回采工作面,T1 报警浓度:1.0%CH4,断电浓度:1.5%CH4,复电浓度:1.0%CH4,断电范围:为工作面和回风巷内的全部非本质安全型电气设备。T2 报警浓度:1.0%CH4,断电浓度:1.0%CH4,复电浓度:1.0%CH4,断电范围:为工作面和回风巷内的全部非本质安全型电气设备。,T1,T2,F,35米,10
7、15米,2.掘进工作面瓦斯传感器布置图,回风传感器,迎头器,工作面传感器,T1报警浓度:1.0%CH4,断电浓度:1.5%CH4,复电浓度:1.0%CH4,断电范围:掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。,T2报警浓度:1.0CH4,断电浓度:1.0CH4,复电浓度:1.0CH4,断电范围:掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。,掘进工作面传感器,T1,T2,10米,1015米,T3,1015米,3.被串回采工作面进风巷甲烷传感器的布置,进风探头,T1,进风传感器: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:为进风巷、工作面和回风巷内的全部非本质安全型电
8、气设备。,一、一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。,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0.0024%。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0.0024%。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0.0024%。,二、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
9、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。,三、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。四、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。五、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。,六、温度传感器的设置1、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。2、开采容易自燃,自燃煤层及地温高的矿
10、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。如图7所示。3、机电硐室内应设置温度传感器,报警值为34。,瓦斯断电及风电 闭锁控制,瓦斯断电及风电闭锁煤矿安全规程规定:采掘工作面及回风巷中瓦斯超过规程规定数值时,必须切断采掘工作面及进、回风巷中全部非本安供电电源。采用局部扇风机的掘进工作面,当局扇停止供风时,必须切断掘进工作面及回风巷中全部非本安供电电源。,1.瓦斯断电,由瓦斯传感器、井下分站(监控仪、断电仪)、断电控制器及采区供电馈电开关、高压开关等组成。见附图 当瓦斯超限时,瓦斯传感器发出报警声,同时将信号传给监控仪,监控仪经过逻辑控制使常开接点闭合,断电控制器输出36伏直流电压
11、,至此,馈电开关、高压开关动作切断被控工作面供电电源。,瓦斯断电控制方块图,传感器,传感器,馈电开关,电器设备,高压开关,电器设备,电器设备,监控仪,控制器,2.风电闭锁,由瓦斯传感器、井下分站(监控仪、断电仪)、断电控制器、专供风车开关、备用风车开关及馈电开关、等组成。见附图 当专供风车因故停止运转时,通过断电控制器的逻辑控制,备用风车自动起车,继续为掘进工作面供风,可避免瓦斯积存,同时,被控工作面供电开关动作,切断电源。,传感器,传感器,馈电开关,电器设备,高压开关,电器设备,电器设备,监控仪,控制器,专供风机,备用风机,风电闭锁控制方块图,煤矿安全规程规定,第158条 高瓦斯矿井、煤(岩
12、)与瓦斯突出矿井必须装备矿井安全监控系统。没有装备矿井安全监控系统的矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进工作面,必须装备甲烷风电闭锁装置或甲烷断电仪和风电闭锁装置。没有装备矿井安全监控系统的无瓦斯涌出的岩巷的掘进工作面,必须装备风电闭锁装置。没有装备矿井安全监控系统的低瓦斯矿井的采煤工作面,必须装备甲烷断电仪。,第159条 采区设计、采掘作业规程和安全技术措施,必须对安全监控设备的种类、数量和位置,信号电缆和电源电缆的敷设,控制区域等做出明确规定,并绘制布置图。,第160条 煤矿安全监控设备之间必须使用专用阻燃电缆或光缆连接,严禁与调度电话电缆和动力电缆等共用。防爆型煤矿安全监控设备之
13、间的输入、输出信号必须为本质安全型信号。安全监控设备必须具有故障闭锁功能:当与闭锁控制有关的监控设备未投入正常运行或故障时,必须切断该监控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监控设备工作正常并稳定运行后,自动解锁。,矿井安全监控系统必须具备甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能;当主机或系统电缆发生故障时,系统必须保证甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功 能;当电网停电后,系统必须保证正常工作时间不小于 2h;系统必须具有防雷保护;系统必须具有断电状态和馈电状态监测、报警、显示、存储和打印报表功能;中心站主机应不少于2台,1台工作,1台备用。,安装、使用和维
14、护 第161条 安装断电控制系统时,必须根据断电范围要求,提供断电条件,并接通井下电源及控制线。安全监控设备的供电电源必须取自被控开关的电源侧,严禁接在被控开关的负荷侧。拆除或改变与安全监控设备关联的电气设备的电源线及控制线,检修与安全监控设备关联的电气设备,需要安全监控设备停止运行时,须经矿调度室同意,并制定安全措施后方可进行。,第162条 安全监控设备必须定期进行调试、校正,每月至少一次。甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪等采用载体催化元件的甲烷检测设备,每10天必须使用校准气样和空气样调校一次。每隔10天必须对甲烷超限断电功能进行测试。安全监控设备发生故障时,必须及时处理,在故障期间必须有
15、安全措施。,第163条 必须每天检查安全监控设备及电缆是否正常,使用便携式甲烷检测报警仪或便携式光学甲烷检测仪与甲烷传感器进行对照,并将记录和检查结果报监测值班员。当两者读数误差大于允许误差时,先以读数较大者为依据,采取安全措施,并必须在8h内对两种设备调校完毕。,第164条 矿井安全监控系统中心站必须实时监控全部采掘工作面瓦斯的浓度变化及被控设备的通、断电状态。矿井安全监控系统的监测日报表必须报矿长和技术负责人审阅。第167条 安全监控设备布置图和接线图,应标明传感器、声光报警器、断电器、分站、电源、中心站等设备的位置、接线、断电范围、传输电缆等,并根据实际布置及时修改。,第169条 低瓦斯
16、矿井的采煤工作面,必须在工作面设置甲烷传感器。高瓦斯和煤(岩)与瓦斯突出矿井的采煤工作面,必须在工作面及其回风巷设置甲烷传感器,在工作面上隅角设置便携式甲烷检测报警仪。若煤(岩)与瓦斯突出矿井采煤工作面的甲烷传感器不能控制其进风巷内全部非本质安全型电气设备,则必须在进风巷设置甲烷传感器。采煤工作面采用串联通风时,被串工作面的进风巷必须设置甲烷传感器。采煤机必须设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪。非长壁式采煤工作面甲烷传感器的设置参照上述规定执行。,第170条 低瓦斯矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面,必须在工作面设置甲烷传感器。高瓦斯、煤(岩)与瓦斯突出矿井的煤巷、半煤岩
17、巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面,必须在工作面及回风流中设置甲烷传感器。掘进工作面采用串联通风时,必须在被串掘进工作面的局部通风机前设甲烷传感器。掘进机必须设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪。,第171条 在回风流中的机电设备硐室的进风侧必须设置甲烷传感器。第172条 高瓦斯矿井进风的主要运输巷道内使用架线电机车时,装煤点、瓦斯涌出巷道的下风流中必须设置甲烷传感器。,第173条 在煤(岩)与瓦斯突出矿井和瓦斯喷出区域中,进风的主要运输巷道和回风巷道内使用矿用防爆特殊型蓄电池电机车或矿用防爆型柴油机车时,蓄电池机车必须设置车载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪,柴油机车必须设置便携式甲烷检
18、测报警仪。当瓦斯浓度超过0.5时,必须停止机车运行。,第175条 装备矿井安全监控系统的矿井,每一个采区、一翼回风巷及总回风巷的测风站应设置风速传感器,主要通风机的风硐应设置压力传感器。瓦斯抽放泵站的抽放泵吸入管路中应设置流量传感器、温度传感器和压力传感器;利用瓦斯时,还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。装备矿井安全监控系统的开采容易自燃、自燃煤层的矿井,应设置一氧化碳传感器和温度传感器。装备矿井安全监控系统的矿井,主要通风机、局部通风机必须设置设备开停传感器,主要风门应设置风门开关传感器,被控设备开关的负荷侧必须设置馈电状态传感器。,监控分站 KJ65-F型矿井环境监测仪
19、可配接各类不同的传感器用来连续监测煤矿井下各种采、掘工作面及回风巷道等场所的各种环境参数,如甲烷、风速、一氧化碳、机电设备开停及馈电等,并可与KJ65矿井监测系统进行通讯,及时将各种环境参数传送给地面监控主机,并接收地面监控主机下发的各种控制命令。当监测点发生故障或甲烷浓度超限事,本仪器的控制器能迅速使被控开关设备断电,确保工作场所的安全,并可实现风电瓦斯闭锁功能,当配接远程断电器时,可实现远距离控制断电。KJF-1型矿井环境监测仪为矿用防爆兼本质安全型,防爆形式为ExdidI。,传感器 一、模拟量传感器 包括:瓦斯、一氧化碳、温度、风速、压差等传感器 二、开关量传感器 包括:设备开停、馈电状
20、态、风门开闭状态等传感器,瓦斯传感器 瓦斯传感器采用热催化原理或热导原理测量瓦斯。热催化原理适用于低浓度测量,热导原理适用于高浓度测量。瓦斯传感器采用本安电源供电,一般供电电压18伏、电流100mA以下。供电距离不小于2000 MA 瓦斯传感器催化元件稳定时间不小于15天。规程规定每10天调校一次。催化元件是用0.05mm的铂金丝绕制而成,非常脆弱。,一氧化碳传感器 采用电化学原理制成,测量过程是一个氧化-还原反应。一氧化碳是一种有毒气体,特别是它与人体血色素的结合能力比氧气大300倍,规程规定一氧化碳报警值24ppM。工作电流为60mA左右。电压18V。一氧化碳传感器测量范围:0-400pp
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