安全监测监控复习资料.docx

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安全监测监控复习资料

第一章

防爆及防爆标志：

总标志为Ex

1、防爆电气设备的分类：

有瓦斯爆炸危险的矿井使用的电气设备为Ⅰ类，除瓦斯矿井以外的爆炸危险场所使用的电气设备为Ⅱ类。

2、根据防爆结构的不同，电气设备分为以下几类：

①隔爆型“d”：

外壳能够承受住通过外壳任何接合面或结构间隙渗透到外壳内部的可燃性混合物的内部爆炸而不损伤，并且不会引起外部由一种或多种气体或蒸气形成的爆炸性环境的点燃。

②本质安全型“i”：

在标准规定条件下（包括正常工作和规定的故障条件）下产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电路。

a.所有电路均为本质安全电路的电气设备是本质安全型电气设备。

b.装有本质安全电路和非本质安全电路，且结构使非本质安全电路不能对本质安全电路产生不利影响的电气设备称为关联设备。

c.本质安全型电气设备按安全程度不同分为ia和ib型，对于经常存在爆炸性混合物的场所应采用ia型；煤矿井下因为不是经常存在爆炸性混合物，采用ib。

③增安型“e”：

对在正常条件下不会产生电弧或电火花的电气设备进一步采取措施，提高其安全程度，防止电气设备产生危险温度、电弧和电火花的可能性。

该定义不包括在正常运行下产生电弧和电火花的设备。

④正压型“p”：

利用向外壳内通入正压新鲜气体或充入惰性气体，保持这些内部保护气体的压力高于周围爆炸性气体环境的压力，阻止外部周围气体进入电气设备外壳，达到防爆目的。

所以也叫通风充气型。

⑤无火花型“n”⑥特殊型“s”⑦通风充气型“p”

3、防爆标志示例

“Ⅰ类隔爆型”写为“ExdⅠ”；“ⅡB类隔爆型T3组”写为“ExdⅡBT3”；“ⅡA类本质安全型ia等级T5组”写为“ExiaⅡAT5”；“ⅡC类本质安全型ib等级关联设备T5组”写为“Ex（ib）ⅡCT5”；“既适用于Ⅰ类又适用于ⅡB类T4组的隔爆型”写为“ExdⅠ/ⅡBT4”；“Ⅱ类主题增安型并具有正压型部件T4组”写为“ExepⅡT4”；“Ⅱ类用于氨气环境的隔爆型”写为“ExdⅡ（NH3）”或“ExdⅡ氨”；“最高表面温度为125℃的工厂用增安型”写为“ExeⅡT4”、“ExeⅡ（125℃）”或“ExeⅡ125℃（T4）”；“ⅡB类T3组可燃性气体的隔爆型”写为“ExdⅠ/ⅡBT3”。

如指明具有抗低冲击能量的电气设备，在合格证号加符号“X”。

第二章

1、传感器

定义：

传感器是一种以一定的精度和规律把被测量转换为与之有确定关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。

组成：

一般由敏感元件、转换元件、测量电路等部分组成，有时也把工作电源电路包括在内。

敏感元件转换器件测量电路

电源

敏感元件：

用于将被测物理量转换成适用于测量的电量信号，变换方法有直接和间接两种。

测量机变换电路：

对敏感元件输出的电信号进行放大、变换和处理，并输出标准信号。

传感器的主要技术性能指标：

按照传感器输入输出特性的不同，分为静态特性和动态特性两大类。

静态特性：

线性度误差：

理想情况下，传感器的输入和输出是线性关系，其图形是一条理想直线。

而实际测量系统的输入——输出特性是一条变化程度不同的曲线（称为校准曲线）。

线性度误差就是指校准直线与规定直线的最大偏差，通常用百分数表示。

这个百分数就是表示输入——输出特性的非线性度，或称线性度误差。

2.甲烷传感器：

由黑元件和白元件组成，这两个元件作为敏感元件来反应甲烷的浓度。

悬挂要求

（1）KJ9701型智能低浓度甲烷传感器（催化燃烧式）

主要技术指标：

测量范围：

0~4.00%CH4（或0~10.00%CH4）；信号输出：

200-1000Hz或1-5MaDC;隔爆型式：

ExibdI（+150摄氏度）矿用本安兼隔爆型。

（2）光干涉式甲烷传感器（俗称光瓦）：

利用瓦斯与空气对光线的折射率不同而制成的。

与一般传感器的区别：

只能靠人眼去看，去读，它不能输出电信号。

缺点：

很难把光干涉信号进一步转换成电信号，无法与监控系统连接实现遥测，只能用于个人携带使用。

3.一氧化碳传感器

（1）检测管法：

根据待测气体同检测管中的指示粉发生化学反应后指示粉的变色长度来确定待测气体的浓度。

（2）气象色谱法

原理：

气象色谱是以气体作为流动相，利用试样各组分在气相和固定相间的分配系数不同，当试样被载气带入气谱柱中运行时，组分就在其中的两相间进行反复多次的分配，从而致使各组分在色谱柱中的运行速度不同，经过一定的柱长后便彼此分离；顺序离开色谱柱进入检测器，信号经放大后，在记录器上描绘出各组分的色谱峰。

根据色谱上出现的物质成分的峰面积或峰高进行定量分析。

分配色谱：

是利用混合物中被分离物质在两相中分配系数不同，以使组分分离。

其中一相为固体或液体涂布在固体载体上，称为固定相。

另一相为气体或液体，称为流动相。

分配色谱按流动相的不同分为气相色谱（GC）和液相色谱（LC）。

色谱柱：

起样品分离作用。

色谱柱是整个色谱仪的心脏部分。

（不同的气体，在色谱柱中的流动速度是不一样的，当气体在色谱柱中走一圈出来的时候，本来是混合气体，出来的时候，因为流动速度的不一样，出来的时间点是不一样的，走的快的出来的早，走的慢的出来的晚，这就是测气体浓度的原理。

）

4.温度传感器

（1）热电偶测温原理

将两种不同材料的金属A和B相连接，组成一个闭合回路，构成感温元件。

当金属A和B的两个接点（冷端和热端）之间存在温差时，就在两者之间产生电动势，在回路中形成电流，这种现象称为热电效应。

热电偶原理就是利用这一效应进行工作的。

（2）热电阻测温原理

电阻随温度的变化而变化的现象称为热电阻效应。

利用此效应可制成金属热电阻和半导体热电阻，用于温度测量，分别称为热电阻温度传感器和热敏电阻温度传感器。

5、机械式风表

风表按风速的测量范围不同分为高速风表（0.8~25m/s）、中速风表（0.5~10m/s）和微（低）速风表（0.3~5m/s）三种。

6、超声波风速仪

7、卡曼涡街理论

超声波风速仪是利用超声波技术，通过测量气流的卡曼涡街频率来测定风速的仪器，目前主要用于集中监控系统中的风速传感器。

特点是结构简单、寿命长、性能稳定、不受风流影响、精度高、风速测量范围大。

第三章

1、PLC的定义：

可编程控制器，是一种带有数字运算操作的电子系统。

2、PLC的工作原理

（1）、工作模式：

S7-200有两种工作模式，STOP模式和RUN模式。

在STOP模式下，S7-200不执行程序，此时可以下载程序和CPU组态。

在RUN模式下，S7-200将运行程序。

（2）、扫描周期：

S7-200周而复始的执行一系列任务。

任务循环执行一次称为一个S7-200的扫描周期。

在一个扫描周期内，S7-200将执行部分或全部操作。

CPU的扫描周期包含以下任务：

读输入、执行程序、处理通讯请求、执行CPU自诊断测试、写输出。

3、STEP7-Micro/WIN提供三中编辑器来创建程序：

梯形图（我们所使用的）、语句表和功能块图。

4、S7-200PLC的程序结构：

主程序、子程序和中断程序。

5、看老师给出的语句来判断功能：

6、三种定时器：

接通延时定时器、接通记忆延时定时器、断开延时定时器

7、EM231扩展量模块来实现瓦斯电闭锁：

（综合题）

EM231是价格适中、高速12位四模拟量的输入模块。

（1）、瓦斯电闭锁的概念：

第四章

1、安全监控子系统，共7种：

煤矿火灾监测系统、FDZB-1型风电瓦斯闭锁装置、瓦斯抽采监测系统、胶带输送机监测系统、外因火灾应急救援系统、井下人员定位监测系统、注浆防火监测系统。

2、FDZB-1型风电瓦斯闭锁装置的结构组成、工作原理、程序

（1）结构组成：

主机（显示、逻辑判断、报警与控制）、瓦斯传感器（监测瓦斯浓度）、风筒风量开关、监测风筒风量（也称为风筒传感器）、局部通风机开挺传感器、被控关联设备（局部通风机开关、工作面开关、供风区域总开关、被串局部通风机开关）。

（2）工作原理：

框图在书中151页

三路瓦斯传感器信号进入主机，首先经过光电耦合电路隔离，再进入主机处理电路。

这样，可以使传感器信号和主机处理电路不发生直接电联系，这是防爆设备的基本要求。

三路传感器信号经过光电耦合隔离后，一律分为三个去向：

一路进入模拟转换电路，转换为所需电压、电流或频率信号以备远传（至监测系统分站入口或接口）；一路进入选通电路，按顺序选通、定时显示；一路进入逻辑组合电路。

局部通风机状态信号输入后，一要进入逻辑组合电路；二要转换成无电压触点，以备远传（至监测系统分站入口或接口）。

风筒传感器的风量开关信号、瓦斯传感器失电故障信号，经过光电隔离后进入逻辑组合电路。

上述瓦斯浓度信号、局部通风机状态信号、风量开关信号机瓦斯传感器失电故障信号，进入逻辑电路，经逻辑计算或组合后，输出四个控制开关量，分别去控制工作面开关、巷道总开关、局部通风机开关及被串局部通风机开关，从而实现风电瓦斯电闭锁。

（3）三个瓦斯传感器完成闭锁的逻辑功能具体为：

风机未启动时，T1、T2任一甲烷浓度超过1%，风机不准启动。

风机启动后，工作面风量不足，不能向掘进巷道送电。

正常工作时。

T1甲烷浓度超过1.5%时，切断工作面动力电源，风机照常运转；只有当甲烷浓度降低到1%以下时，方可人工复电。

正常工作时。

T2甲烷浓度超过1.5%时，切断全巷道动力电源，风机照常运转；只有当甲烷浓度降低到1%以下时，方可人工复电。

T1甲烷浓度达到3%，同时T2甲烷浓度达到1.5%时，切断风机电源。

T3甲烷浓度达到1%时，切断被串工作面动力电源和风机电源；只有当甲烷浓度降低到0.5%以下时，方可人工复电。

3、瓦斯抽采监测的一般要求

（1）地面永久瓦斯抽采系统必须建立瓦斯抽采参数监控系统。

（2）矿井瓦斯抽采系统必须监测抽采管道中的瓦斯浓度、流量、负压、温度和一氧化碳浓度等参数，同时监测抽采泵站内瓦斯泄漏等。

（3）当出现瓦斯抽采浓度过低、一氧化碳浓度超限、泵站内有瓦斯泄漏等情况时，应能报警并使抽采泵主电源断电。

（4）抽采站内应配置专用检测瓦斯抽采参数的仪器仪表。

（5）移动泵站抽出的瓦斯排至回风道时，在抽采管路出口处必须采取安全措施（包括设置栅栏、悬挂警戒牌）。

（6）栅栏设置的位置：

上风侧为管路出口外推5m，上下风侧栅栏间距不小于35m，两栅栏间禁止人员通行和任何作业。

（7）移动抽采泵站排到巷道内的瓦斯，其浓度必须在30m以内被混合到《煤矿安全规程》允许的限度以内。

（8）栅栏处必须设瓦斯监测装置，监测传感器的位置设在栅栏外1m以内。

当巷道内瓦斯浓度超限报警时，应断电、停止瓦斯抽采、进行处理。

（9）预抽煤层瓦斯钻孔抽采过程中孔口瓦斯浓度不应小于40%；邻近瓦斯抽采钻孔过程中孔口瓦斯浓度不应小于30%。

（10）永久瓦斯抽采系统的年瓦斯抽采量不小于100万m3，移动泵站的不小于10100万m3。

（11）瓦斯抽出率的相关要求如下。

A．预抽：

矿井抽出率不小于20%；回采工作面不小于25%。

B．邻近层卸压抽采：

矿井抽出率不小于35%；回采工作面不小于45%。

C．综合抽放：

矿井抽出率不小于30%。

D．煤与瓦斯突出矿井预抽后，突出煤层瓦斯含量应小于始突深度的原始煤层瓦斯含量或其煤层瓦斯压力降到0.74MPa以下。

引发胶带输送机火灾的主要原因：

主从动滚筒打滑、托辊卡死温升过高、外界火源。

下风侧CO传感器怎么布置？

主从动滚筒打滑：

正常情况下，胶带相对滚筒表面的滑差率一般不超过2%。