煤矿瓦斯监测监控工培训.docx
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煤矿瓦斯监测监控工培训
煤矿瓦斯监测监控工培训
第一章安全生产方针与法律法规
⏹一、安全生产方针
⏹1、安全生产方针:
“安全第一,预防为主,综合治理”
⏹2、安全管理的五大原则
⏹
(1)“安全第一,预防为主,综合治理”
⏹
(2)安全生产人人管理、自我管理的原则。
⏹(3)管生产必须管安全的原则。
⏹(4)“三同时”原则。
三同时:
建设工程的安全设施必须和主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。
⏹(5)“四不放过”原则
⏹四不放过:
指发生事故后,事故管理要做到原因没查清不放过,当事人末受到处理不放过,群众末受到教育不放过,整改措施末落实不放过。
⏹二、主要安全生产法规
⏹1、《安全生产法》是2002年6月29日,第九届人民代表大会常务委员会第二十八次会议通过的,于2002年11月1日起施行。
⏹目的:
为了加强安全生产的监督管理,防止和减少生产安全事故,保障人民群众生命和财产安全,促进经济发展。
⏹2、《矿山安全法》自1993年5月1日起施行。
⏹目的:
为了保障矿山生产安全,防止矿山事故,保护矿山职工人身安全,促进采矿业的发展。
⏹3、《煤炭法》1996年8月26日第八届全国人民代表大会常务委员会第二十一次会议通过,自1996年12月1日起施行。
⏹目的:
主要确立了9项法律制度,即:
煤炭生产开发规划制度,办矿审批制度,生产许可制度,安全管理制度,煤炭的加工利用制度,煤炭经营管理制度,煤矿矿区保护制度,矿工的特殊保护制度和行业管理制度。
⏹4《安全生产许可证条例》2004年1月13日
⏹以国务院第397号令公布,自公布之日起施行。
⏹目的:
为了严格规范安全生产条件,进一步加强安全生产监督管理,防止和减少生产安全事故,确保安全生产。
⏹四、煤矿安全规程
⏹1、《煤矿安全规程》的特点:
⏹
(1)强制性
⏹
(2)科学性
⏹(3)规范性
⏹(4)稳定性
2、《煤矿安全规程》的主要内容:
(1)总则、
(2)井工部分、(3)露天部分、(4)职业危害、(5)附则
第二章矿井通风与灾害防治
⏹第一节矿进通风概论
⏹1、矿井通风系统。
是指矿井的通风方法、通风方式、通风网络与通风设施的总称。
⏹
(1)通风方法,指主要通风机对矿井供风的工作方法,分为抽出式、压入式及混合式。
⏹
(2)通风方式,指矿井进风井与回风井的布置方式。
分为中央式、对角式、混合式。
⏹(3)通风网络,提风流流动形成的网状结构,有串联、并联、角联和复联。
⏹(4)通风设施,指控制矿井风流流动的通风构筑物的总称,按作用不同可分为:
一类是引导风流的设施,二是隔断风流的设施。
⏹2、矿井通风的目的和基本任务
⏹
(1)提供给井下作业人员呼吸所需的氧气
(2)稀释并排出井下的各种有害有毒气体和矿尘
⏹(3)在采购通风系统中,要保证风流流动的稳定性,尽可能避免对角风路或复杂网络
⏹(4)在采区通风系统中,应力求通风系统简单,以便在发生事故时易于控制风流和撤退人员。
⏹(5)对于必须设备的通风设施和通风设备,要选择适当位置,严守规格质量,严格管理制度,保证安全运转。
最好还是建立一套反映风门开关、局部通风机转停和风流参数变化的遥测系统,以便及时发现和处理问题。
⏹(6)在采区通风系统中,要保证通风阻力小,通风能力大,风流畅通,风量按需分配。
⏹因此,特别注意加强巷道的维护,及时处理局部冒顶和堵塞,使支护良好,保证有足够的断面。
⏹(7)在采区通风系统中,尽量减少漏风量,并有利于采空区瓦斯的治理排放及防止采空区浮煤自燃,使新鲜风流在其流动上被回执与污染的程度最小。
⏹(8)设置防尘管路、避灾路线、避难硐室和灾变时控制风流的设施。
必要时,建立抽放系统、防火灌浆和降温的管路。
⏹(9)采区绞车房和变电所,应衽分区通风。
第二节瓦斯防治技术
⏹一、矿井瓦斯基本性质
⏹瓦斯:
广义的瓦斯是指由煤层气构成的以甲烷为主的有毒有害气体的总称。
狭义的瓦斯主要指甲烷。
⏹矿井瓦斯的主要来源:
⏹1、煤层、围岩中涌出。
⏹2、矿井生产过程中产生的气体。
⏹3、井下空气与其他物质的反应生成的气体。
⏹4、井下人员的呼吸生成的气体等。
⏹井下空气中的瓦斯
⏹1、静止空气中的瓦斯,瓦斯在静止空气中主要表现为扩散性和浮力。
扩散性表示高浓度向低浓度扩散,体现为瓦斯涌出点浓度高,在远见或封闭的巷道中,由于受扩散条件和时间的影响,瓦斯分布不均匀;浮力表现为瓦斯常常赋存在通风不良巷道的顶部。
⏹2、层流风流中的瓦斯:
在层流风流中,如采空区及漏风较小的封闭区域,通常形成瓦斯呈流动现象。
⏹3、紊流风流中的瓦斯:
瓦斯容易与空气混合,但因空气流向和路线等的不同,井下风流中的瓦斯颁布仍可能颁布不均匀,局部地点易出现瓦斯积聚现象。
如采煤工作面上隅角,掘进工作面8m内,巷道顶板的冒落带等。
⏹矿井瓦斯等级的划分
⏹1、低瓦斯矿井:
相对瓦斯涌出量≤10M3/t
⏹瓦斯涌出量≤40M3/min。
⏹2、高瓦斯矿井:
相对瓦斯涌出量>10M3/t
⏹瓦斯涌出量>40M3/min。
⏹瓦斯治理的“十二字方针”:
⏹“以风定产,先抽后采,监测监控”
⏹瓦斯的基本性质
⏹
(1)三无气体:
无色、无味、无臭的气体。
⏹
(2)密度小,以0.716kg/m³,其对空气的相对密度为0.554。
⏹(3)扩散性强,是空气扩散能力的1.6倍。
⏹(4)微溶于水,在20℃时,100L水可溶3.31L瓦斯。
⏹瓦斯主要有以下三大危害:
⏹
(1)使人员窒息。
在空气中,瓦斯浓度的增大使空气中氧气的浓度降低,从而使人由于缺氧而发生窒息。
⏹
(2)燃烧爆炸。
按瓦斯在空气中发生燃烧的状态不同,而分为3个区域:
⏹①助燃区间:
0%>CCH4<5%(爆炸下限)(其中CCH4表示瓦斯浓度)。
特点是瓦斯在点火源附近发生氧化燃烧反应,但不能形成火焰,只能起到助燃的作用。
⏹②爆炸区间:
5%≥CCH4≤16%。
特点是爆炸,产生高温高压,形成冲击波,对井下安全威胁最大。
⏹③扩散燃烧区间:
CCH4>16%。
特点是瓦斯与空气的混合气体无法直接点燃,但是当其与新鲜空气混合时,在混合界面上点燃并形成稳定的火焰,如民用燃烧的瓦斯。
⏹(3)与煤或岩体一起发生突出。
二、瓦斯浓度的规定及处理要求
⏹瓦斯监测地点
⏹1、采煤工作面:
工作面的进回风风流、工作面风流、煤帮、上隅角等。
⏹2、掘进工作面:
局部通风机附近、工作面风流和掘进工作面回见流巷道中局部顶处。
⏹3、采掘工作面风流汇合处。
⏹4、采区回风流和矿井一翼或总回风流。
⏹5、其他地点:
由技术负责人确定。
三、瓦斯浓度的检测仪器
⏹1、瓦斯浓度的检测仪器,按检测原理不同,瓦斯检测仪器可分为光干涉式、催化燃烧式、热导式、红外线、气敏、半导体、声速差式等十多种。
广泛采用光干涉式、催化燃烧式、热导式三种。
⏹2、检测方法
⏹
(1)实验室分析法:
这种方法测得数据一般精度高,但所需的时间较长。
⏹
(2)用便携式检测仪器在井下检测。
这种检测具有仪器体积小、重量轻、便于携带、能及时了解测定结果的优点,其精度能满足安全上的要求。
⏹(3)用瓦斯报警断电装置进行连续、远距离监测、当瓦斯浓度超限时自动切断所控电气设备的电源。
⏹(4)用集中监控系统进行监测与监控。
它除能检测高、低尝试的瓦斯外,还可以检测一氧化碳、风速、温度、压力、氧气浓度等,同时,还可以对井下电气设备的工作状态进行监控。
四、瓦斯浓度超限采取的措施
⏹1、井下容易发生局部瓦斯积聚的地点
⏹
(1)局部瓦斯积聚是指瓦斯浓度达到2%,体积0.5m3以上的积存瓦斯。
⏹
(2)井下容易发生局部瓦斯积聚的地点:
凡井下瓦斯涌出量大、通风不良或风流达不到的地点,都易发生瓦斯积聚。
⏹2、排放瓦斯
⏹
(1)排放瓦斯条件
⏹1)恢复已封闭的停工区时或采掘工作面接近这些地点时,必须事先制度排除其中积聚瓦斯的措施。
⏹2)局部通风机停止运转,在恢复通风以前,自行必须检查瓦斯,只有在停风区瓦斯浓度不超过1%时、二氧化碳浓度不超过1.5%时,且符合开户局部通风机的条件时,方可人工开启局部通风机,恢复正常通风。
⏹3、排放瓦斯的安全措施内容:
⏹a、计算排放瓦斯量,预计排放瓦斯所需时间。
⏹b、明确风流混合处的瓦斯浓度,制定送入独头巷道风量的方法,严禁“一风吹”。
⏹c、确定排放瓦斯流经的路线,标明通风设施、电器设备的位置。
⏹d、明确撤人范围,指定警戒人的位置。
⏹e、明确停电范围、停电地点及断复电执行人。
⏹f、明确必须检查瓦斯地点和复电时的瓦斯浓度。
⏹g、明确排放瓦斯的负责人和参加人员的名单及各自担负的责任。
⏹h、图文齐全、清楚,通风设施、机电设备及瓦斯传感器等应该上图的,都要明确,不能遗漏。
五、防止瓦斯爆炸的防治技术
⏹
(一)瓦斯爆炸的条件及影响因素
⏹1、瓦斯爆炸的基本条件
⏹
(1)瓦斯浓度在爆炸界限内,在地面一般为5%~16%,在井下,由于可燃气体及煤尘的混入,爆炸下限将有所下降。
⏹
(2)混合气体中氧的浓度不低于12%。
⏹(3)有足够能量的点火源,点火源温度≥650℃。
⏹2、瓦斯爆炸的危害
⏹瓦斯爆炸有以下三大危害:
⏹
(1)产生高温、高压,形成爆炸冲击波,损坏设备和造成大量的人员伤亡。
⏹
(2)生成大量的有毒气体,造成人员中毒死亡。
⏹(3)破坏通风系统,使矿井不能正常生产。
⏹
(二)瓦斯爆炸的防治技术
⏹1、瓦斯爆炸事故的原因分析
⏹
(1)瓦斯积聚:
①工作面风量不足引起瓦斯积聚;②通风设施质量差、管理不善引起瓦斯积聚;③串联通风、不稳定分支引起瓦斯积聚;④局部通风机停止运转造成瓦斯积聚;⑤恢复通风排放瓦斯时期容易造成瓦斯事故;⑥采空区及盲巷中积聚的瓦斯;⑦瓦斯异常涌出造成的瓦斯积聚;⑧盲巷冒落空洞等的瓦斯积聚;⑨小煤矿瓦斯积聚的原因。
⏹
(2)瓦斯爆炸的点火源:
①井下爆炸;②电火花;③摩擦火花;④明火点燃。
⏹2、影响瓦斯爆炸发生的因素
⏹
(1)其他可燃气体的影响。
⏹
(2)氧浓度和过量惰性气体的影响。
⏹(3)温度的影响。
⏹(4)气压的影响。
⏹(5)点燃能源量得影响。
⏹3、预防瓦斯爆炸的措施
⏹
(1)防止瓦斯积聚技术措施
⏹
(2)防止点火源的出现
⏹(3)加强瓦斯的检查和监测
⏹(4)防止灾害扩大的措施
⏹瓦斯突出的基本概念
⏹
(1)瓦斯突出
(2)瓦斯突出的危害
⏹瓦斯喷出的预兆主要有:
⏹
(1)风流中的瓦斯浓度增加,或忽大忽小
(2)有嘶嘶的喷出声
⏹(3)顶板来压的轰鸣声
⏹(4)煤层变软、变湿等
⏹瓦斯突出的预兆
⏹
(1)有声预兆
⏹
(2)无声预兆.
⏹瓦斯喷出的防治技术
⏹瓦斯喷出的防治技术主要有探、排、引、堵等技术措施。
具体如下:
⏹
(1)探:
加强地质工作,查清施工地区的地质构造、断层、溶洞的位置、裂隙的位置和走向及瓦斯压力的储量等。
⏹
(2)排:
当瓦斯压力不大,积存量不多时,可用钻孔自然排放到回风流中。
⏹(3)引:
当瓦斯压力较大,积存量较多时,应用钻孔和抽放管道将瓦斯抽放到地面。
⏹(4)堵:
当瓦斯压力不大,积存量多时,可用黄泥或水泥砂浆等充填物堵塞喷出口。
⏹(四)突出的防治技术
⏹煤与瓦斯突出是一种严重的自然灾害,我国主要采用“四位一体”综合防突措施,即突出危险性预测、防治突出的措施、防治突出措施的效果检验及安全防护措施。
⏹1、制定防突措施的原则
⏹
(1)消除或减少能引起煤与瓦斯突出能量的积聚,并防止这种能量的突然释放。
⏹(可供选择的措施有:
开采保护层、大直径钻孔、超前排放钻孔、水力冲孔、松动爆破和预抽煤层瓦斯)
⏹
(2)增强媒体的稳定性,改变煤体的物理力学性质,增加煤体的抗破碎能力,使煤与瓦斯突出难于发生。
即加固煤体,抑制突出的原则。
⏹(可供选择的措施有:
突出矿井石门揭煤时采用的金属骨架、巷道掘进时采用的前探支架、区域措施中采用的煤层注水等)
⏹2、防突措施的分类
⏹
(1)按防突措施作用范围分:
区域性和局部性防突措施。
⏹
(2)按措施作用层位分:
邻近煤层和本煤层措施。
⏹(3)按措施使用地点分:
石门揭煤措施、煤巷掘进和采煤工作面得防突措施。
⏹3、区域预防突出的措施包括开采保护层,预抽煤层瓦斯和煤层注水。
⏹
(1)预制煤层瓦斯的作用原理(a降低瓦斯压力、b提高煤的强度、c降低煤层中的瓦斯含量)
⏹
(2)瓦斯投放方法的分类
煤矿安全监测监控系统
⏹一、煤矿安全监测监控系统“六个制度、六个台帐”:
⏹1、调度室岗位责任制
⏹2、操作规程
⏹3、巡检制度
⏹4、监控系统调校制度
⏹5、便携式瓦斯报警器管理制度
⏹6、交接班制度
⏹六个台帐
⏹1、设备运行记录
⏹2、瓦斯监控日志
⏹3、交接班记录
⏹4、设备清册
⏹5、设备调校、维护、维修记录
⏹6、电话记录
二、《矿井通风质量化标准》中对安全检测的要求
⏹
(1)矿井应建立通风安全检测队,并按规定配备管理人员,工程技术人员和安装、调试、维护专业人员。
⏹
(2)矿井应有专用的调度中心室配备专门的办公配套设备、工作电脑、独立的电话加传真机、值班的卧具
⏹(3)调度中心要建立设备仪表台账、传感器使用管理记录、监测设置故障登记表、检修记录、监测系统图等完善“六个制度、六个台账”
⏹(4)调度中心室应有专人24小时值班,不间断正常监测,每天按时打印瓦斯日报表,并交矿领导指示存档待查。
⏹(5)监测队装置的种类、数量、位置、报警点、断电点、断电范围、电缆敷设等都要符合《矿井通风安全监测装置使用管理规定》的要求,并衽挂牌管理。
⏹(6)监测装置应正常连续工作,便携式瓦斯检测仪、瓦斯传感器7-10天应至少调校一次,并使用标准气样在风量充足的大巷或地面进行校准。
⏹(7)各种传感器的使用率不低于60%,装置在井下连续运行6~12个月后,须升井全面检修,装置下井完好率100%,装置待修率不超过20%,便携式瓦斯检测仪、各类传感器待修率不超过10%
三、煤矿瓦斯监控系统
⏹用计算机对煤矿井下环境参数,如甲烷、一氧化碳、风速、温度、负压、生产设备运行状态等参数进行监测监控,即是通常说的煤矿安全生产监测监控系统。
⏹煤矿安全生产监测监控系统必须具备能量转换、测量、传输、记录、计算、存储、数据处理和控制等方面的功能。
⏹矿井监控系统组成:
传感器、井下分站、地面中心站、信道。
⏹矿井监控系统的技术指标:
⏹
(1)中心站到最远测点的距离不小于10km,对于只适应中小煤矿的系统不小于7km.
⏹
(2)传感器到分站的传输距离不小于1km
⏹(3)系统误差不大于1km
⏹(4)时分制监测系统的误码率不大于10-8。
⏹(5)系统巡检时间不超过30s
⏹(6)控制执行时间不超过30s
矿井监控系统的要求
⏹
(1)系统应具有甲烷、风速、负压、一氧化碳、温度等模拟量、馈电状态、设备开停、风筒开关、烟雾等开关量监测和累计量监测功能。
⏹
(2)系统应具有甲烷浓度超限声光报警和断电/复电控制功能。
⏹(3)系统应具有甲烷风电闭锁功能
⏹(4)系统应具有断电状态监测功能。
⏹(5)系统应具有中心站手动遥控断电/复电功能,断电/复电响应时间应不大于系统巡检周期
⏹(6)系统应具有异地断电/复电功能。
⏹(7)系统应具有备用电源
⏹(8)系统应具有自检功能
⏹(9)系统主机应双机备份,并具有手动切换功能
⏹(10)系统具有实时存盘功能。
⏹(11)系统应具有列表显示功能。
⏹(12)系统应具有模拟量实时曲线和历史曲线显示功能
⏹(13)系统应具有柱状图显示功能,以便直观地反映设备开机率。
⏹(14)系统应具有模拟动画功能,以便形象、直观、全面地反映安全生产状况。
⏹(15)系统应具有系统布置图显示功能,以便及时了解系统配置、运行状况,便于管理与维修。
⏹(16)系统应具有报表、曲线、柱状图、模拟图、初始化参数等召唤打印机功能,便于报表分析。
⏹(17)系统应具有人机对话功能,以便于系统生成、参数修改、功能调用。
⏹(18)系统应具有防雷措施,防止雷电击毁设备,引起井下瓦斯爆炸。
⏹(19)系统应具有抗干扰措施,防止架线电机车火花、大型机电设备启停等电磁干扰影响系统正常工作。
⏹(20)系统分站应具有初始化参数保护功能,以防分站停电后初始化参数丢失。
⏹(21)系统分站应具有工业电视图像等多媒体功能,以便于提高信息利用率。
⏹(22)系统宜具有网络通信功能,以便于矿领导及上级主管部门对监控信息的利用。
(23)地面设备应具有防静电措施。
⏹(24)系统应工作稳定、性能可靠。
⏹(25)系统调出整幅实时数据画面的相应时间应小于5s
⏹(26)电源波动适应范围,地面:
90%~110%;井下:
75%~110%。