煤矿安全监测监控系统的重要性及使用之欧阳育创编.docx

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煤矿安全监测监控系统的重要性及使用之欧阳育创编

煤矿安全监测监控系统的重要性及使用

时间：

2021.02.04

创作：

欧阳育

摘要：

在当前煤炭市场需求旺盛的推动下，为保障煤矿的安全生产，除进一步加强煤矿安全管理意识外，建立完善可靠的安全监测监控系统已成为煤矿安全生产工作必须解决的问题。

关键词：

煤矿安全监测监控系统

引言：

我国煤炭资源丰富，但开采条件复杂，自然灾害严重，47%的矿井属于高瓦斯或瓦斯突出矿井。

在当前煤炭市场需求旺盛的推动下，部分煤矿存在突击生产或盲目超产现象，造成近几年矿井安全事故发生率居高不下。

为保障煤矿的安全生产，除进一步加强煤矿安全管理意识外，关键是建立煤矿井下安全监测监控系统，形成煤矿井上、井下可靠的安全预警机制和管理决策信息通道。

所以当前现代化矿井的生产不仅要解决煤矿生产过程中存在的安全问题、生产自动化的问题、又要了解各种与生产经营相关的信息。

建立安全生产、调度和管理网络系统，对井上、井下安全生产全面了解，靠及时准确的信息指挥生产和防止各种事故的发生，已成为煤矿设计工作必须解决的问题。

1.煤矿安全监测监控系统的内涵和作用

矿井安全监测监控系统是传感器技术、信息传输技术、计算机应用技术、电气防爆技术和控制技术等多种技术在矿井安全生产监控领域应用的产物，对保障煤矿安全生产，提高生产效率和机电设备的利用率都具有十分重要的作用。

矿井安全监控系统一般由三部分组成:

①中心站（包括应用软件、计算机及外围设备）；②信息传输装置（包括传输接口、分站、传输线、接线盒等）；③传感器和执行装置。

具体来讲，煤矿安全监控系统是指对煤矿的瓦斯、风速、一氧化碳、烟雾、温度等环境参数和矿井生产、运输、提升、排水等环节的机电设备工作状态进行监测和控制，用计算机分析处理并取得数据的一种系统。

安全监控系统可以为各级生产指挥者和业务部门提供环境安全参数动态信息，为指挥生产提供及时的现场资料和信息，便于提前采取防范措施。

另外通过对被测参数的比较和分析，系统可以实现自动报警、断电和闭锁，便于制止事故的发生或扩大；在发生事故的情况下，能及时指示最佳救灾和避灾路线，为抢救和疏散人员、器材，提供决策信息。

2.安全监测监控系统目前存在的问题

2.1传感器质量和性能差

与安全监测监控系统配接的甲烷传感器和CO传感器已成为矿井瓦斯综合治理和监测煤炭自燃发火灾害预测的关键技术装备，并越来越受到使用单位和研究人员的普遍重视。

但在现场使用中，虽然系统主机、分站以及软件已经不断进行升级，但国产安全检测用的传感器几乎全部采用载体催化元件，长期以来我国载体催化元件一直存在使用寿命短、工作稳定性差和调校期频繁、灵敏度漂移以及制作工艺水平低等缺点，严重制约着矿井有害气体的正常检测。

另外《煤矿安全规程》中对甲烷传感器的调校有严格的规定，调校工作需要专用器具和标准气样，对调校人员的技术水平有一定的要求。

很多煤矿往往由于缺乏专业技术人员等原因而不能按时对系统进行维护和调校，甚至从不调校，严重制约了矿井有害气体的正常检测。

2.2通信协议不规范，可集成性差

因为没有一个符合矿井电气防爆等特殊要求的总线标准，所以现有生产厂家的监控系统的通信协议几乎都采用各自专用的，互不兼容。

不同厂家产品之间缺乏互操作性、互换性，因此可集成性差，不易于系统功能扩展。

在使用中，个别系统虽经多次升级改造，仍不能实现系统资源的有效共享，形成了一个个独立的“信息孤岛”，严重阻碍了矿井安全生产管理水平的进一步提高。

2.3诊断功能有待加强，系统的可维护性低

现场设备在线故障诊断、报警、记录功能不强，现场设备的远程参数设定困难，影响系统的可维护性。

作为管理维护监控系统的辅助手段，部分系统只能对系统的通讯状况诊断，不能详细地判断故障的性质和故障点。

但实际工作中要求能迅速判断出分站、传感器或电缆故障之间，或短路报警与真实超限之间的区别，为维护人员提供故障的类型和方位，以便于迅速处理故障地点。

2.4现场管理和维护水平欠缺

尽管各省市煤炭管理部门都强制性要求各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统，而且近几年再次加大了对矿井安全生产的管理力度，但一些地方国有煤矿，特别是乡镇小煤矿，多数由于缺乏专业技术人员而不能正常使用和维护已装备的系统，甚至对系统配接的传感器根本不进行调校。

另外，在大多国有煤矿还存在着监测监控方面的管理制度不够健全、对已经存在的监测监控管理制度执行不严、对监测监控系统的监督管理不到位等问题，严重地制约着安全监测监控系统的正常运行。

实时监测监控各个矿井的安全状况，随时调度指挥生产，避免和减少安全事故的发生，因此煤矿安全生产监测监控系统的建设，对煤炭企业的安全生产、文明生产、科学生产具有重要意义。

3、贯彻落实国家煤矿安全监察局《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》

   为指导煤矿正确安装、维护、使用、和管理煤矿安全监控系统和安全检测仪器，国家安全监管总局发布了煤矿安全生产行业标准《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》编号AQ1029－2007。

该标准在《煤矿安全规程》通风安全监控相关条文的基础上，增加了传感器装备数量规定，修改了部分报警断电值，对安全监控设备的安装、维护、使用、管理及系统联网工作提出了具体要求，并要求做好下列工作：

3.1做好在用安全监控系统的改造工作

根据国务院安委会办公室《关于加强煤矿安全监控系统装备和维护使用工作的指导意见》（〔2006〕21号），煤矿在用安全监测监控系统的原制造单位按《煤矿安全监控系统通用技术要求（AQ6201－2006）制造并取得新的煤矿安全标志证书后，应负责在用系统的改造工作。

改造的重点：

一是采用统一显示格式的系统软件；二是按新的煤矿安全标志证书确认系统配置安装或更换稳定性为15天以上的传感器或传感元件等关联设备，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。

3.2煤矿企业要按照AQ1029－2007的规定，将监控设备安装到位。

甲烷、馈电、设备开停、风压、一氧化碳、烟雾、温度、风门、风筒等传感器的安装数量、地点和位置必须符合要求。

中心站要装备2套主机，1套备用，1套使用，确保系统24小时不间断运行。

3.3定期调校，确保数据准确

   必须按使用说明书的要求对安全监控设备进行定期调校。

新装备的按《煤矿安全监控系统通用技术要求（AQ6201－2006）制造并取得新的煤矿安全标志的系统，接入系统的传感器稳定性大于15天，传感器调校期应为10天；在用系统已按要求进行改造并经上级主管部门验收合格后，传感器调校期可延长到10天；未经改造的在用系统的传感器稳定性只有7天，传感器必须每隔7天调校一次。

在用甲烷传感器应在井下调校，调校的同时应测试网上断电闭锁功能和数据跟踪误差。

3.4确保断电可靠

   安全监控系统最重要的功能是瓦斯超限后自动切断被控设备的电源，并保持闭锁状态。

安装断电控制时，断电控制器与被控开关之间必须正确接线。

为防止人为取消系统的断电功能，必须安装馈电传感器或馈电状态显示，监测开关负荷侧有无电压。

应按《AQ1029标准》正确定义甲烷传感器的断电值。

要使用合格的电气开关，采用DW10元件的DW80型馈电开关存在瓦斯超限断电后瞬间复电的严重缺陷，已被列入淘汰产品目录，应该立即停止使用。

3.5加强系统中心站值班工作

   煤矿安全监控系统地面中心站值班应设在矿调度室内，执行24小时值班制度。

发现瓦斯超限断电但馈电传感器显示开关仍然有点的异常信息时，中心站值班人员必须立即通知有关部门采取措施加以解决。

当系统显示显示井下某一区域瓦斯超限并有可能波及其它区域时，矿井有关人员应按瓦斯事故应急预案，利用系统的异地断电功能遥控切断瓦斯可能波及区域的电源。

3.6加强监督检查

   各级煤矿安全监管和煤炭行业管理部门、煤矿暗暗期监察机构要加强对煤矿安全监控系统的督查，指导煤矿企业采取有力措施，把贯彻落实《AQ1029标准》工作真正落实到实处，做到装备到位、数据准确、断电可靠。

落实《AQ1029标准》

及在用监控系统的改造工作，国有重点煤矿应与2007年底之前完成，其他煤矿应于2008年底前完成。

预期没有落实《AQ1029标准》的煤矿应停产整顿。

4、煤矿安全监控系统及使用

 1 术语和定义

4.1.1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，用于监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、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、主通风机开停，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制，由主机、传输接口、分站、传感器、断电控制器、声光报警器、电源箱、避雷器等设备组成的系统。

4.1.2传感器

   将被测物理量转换为电信号输出的装置。

4.1.3甲烷传感器

    连续监测矿井环境气体中及抽放管道内甲烷浓度的装置，一般具有显示及声光报警功能。

4.1.4风速传感器       

    连续监测矿井巷道中风速的装置。

4.1.5风压传感器    

    连续监测矿井通风机、风门、密闭巷道、通风巷道等地通风压力的装置。

4.1.6一氧化碳传感器                 

    连续监测矿井环境气体中一氧化碳浓度的装置。

4.1.7温度传感器 

   连续监测矿井环境温度高低的装置。

4.1.8烟雾传感器

   连续监测矿井中胶带输送机胶带等着火时产生的烟雾浓度的装置。

4.1.9设备开关传感器

   连续监测矿井中机电设备“开”或“停”工作状态的装置。

4.1.10风筒传感器

   连续监测局部通风机风筒“有风”或“无风”状态的装置。

4.1.11风门开关传感器

   连续监测矿井中风门“开”或“关”状态的装置。

4.1.12馈电传感器

   连续监测矿井中馈电开关或电磁启动器负荷侧有无电压的装置。

4.1.13执行器（含声光报警及断电器）

   将控制信号转换为被控物理量的装置。

4.1.14声光报警器

   能发出声光报警的装置。

4.1.15断电控制器

   控制馈电开关或电磁启动器等的装置。

4.1.16分站

   煤矿安全监控系统中用于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的装置。

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、对传感器输入的信号和传输接口传输来的信号进行处理能力，控制执行器工作。

4.1.17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、与管理网络联接等。

4.2 一般要求

4.2.1瓦斯矿井必须装备煤矿安全监控系统。

4.2.2煤矿安全监控系统必须24h连续运行。

4.2.3接入煤矿安全监控系统的各类传感器应符合AQ6201-2006的规定，稳定性应不小于15d。

4.2.4煤矿安全监控系统传感器的数据及状态应传输到地面主机。

4.2.5煤矿必须按矿用产品安全标志证书规定的型号选择监控系统的传感器、断电控制器等关联设备，严禁对不同系统间的设备进行置换。

4.2.6原国有重点煤矿必须实现矿务局（公司）所属高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井的安全监控系统联网；国有地方和乡镇煤矿必须实现县（市）范围内高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井安全监控系统联网。

4.3 设计和安装

4.3.1煤矿的采区设计、采掘作业规程和安全技术措施，必须对安全测控仪器的种类、数量和位置，信号电缆和电源电缆的敷设，断电区域等做出明确规定，并绘制布置图和断电控制图。

4.3.2安全监控设备之间必须使用专用阻燃电缆连接，严禁与调度电话电线和动力电缆等共用。

4.3.3井下分站，应设置在便于人员观察、调试、检验及支护良好、无滴水、无杂物的进风巷道或硐室中，安设时应垫支架，或吊挂在巷道中，使其距巷道底板不小于300mm。

4.3.4隔爆兼本质安全型等防爆电源宜设置在采区变电所，严禁设置在下列区域：

（1）断电范围内；

（2）低瓦斯和高瓦斯矿井的采煤工作面和回风巷内；（3）煤与瓦斯突出矿井的采煤工作面、进风巷和回风巷；（4）掘进工作面内；（5）采用串联通风的被串采煤工作面、进风巷和回风巷；（6）采用串联通风的被串掘进巷道内。

4.3.5安全监控设备的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。

宜为井下安全监控设备提供专项供电电源。

4.3.6安装断电控制时，必须根据断电范围要求，提供供电条件，并接通井下电源及控制线。

断电控制器与被控开关之间必须正确接线，具体方法由煤矿主要技术负责人审定。

4.3.7与安全测控仪器关联的电气设备，电源线和控制线在改线或拆除时，必须与安全测控管理部门共同处理。

检修与安全测控仪器关联的电气设备，需要安全测控仪器停止运行时，须经矿主要负责人或主要技术负责人同意，并制定安全措施后方可进行。

4.3.8模拟量传感器应设置在能正确反映被测物理量的位置。

开关量传感器应设置在能正确反映被监测状态的位置。

声光报警器应设置在经常有人工作便于观察的地点。

时间：

2021.02.04

创作：

欧阳育