安全监测监控系统在煤矿中的应用与实践

何辉平

摘要：为保障煤矿的安全生产，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重要问题。文章结合东沟煤炭有限责任公司煤矿实际，对其安全监测监控系统进行了分析和设计，以供类似矿井借鉴。

关键词：安全监测监控系统；布置；构成

中图分类号：TD76文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）20-0174-02

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，通过对被测参数实施实时有效的控制，及时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。矿井监测监控系统是煤矿企业安全、集约、高效生产的一种现代化高科技保障手段,对改善我国煤矿的安全状况、提高煤矿生产效率和现代化水平起到了重要作用。

1工程概况

呼图壁县东沟煤炭有限责任公司煤矿矿井设计生产能力0.9 Mt/a，本矿井为主、副井开拓，主井采用带式输送机运输原煤，副井利采用单钩串车提升。矿井为低瓦斯矿井，煤尘具有爆炸性，煤层均属易自燃煤层。为确保矿井生产的安全可靠，对煤矿井下工作场所的环境参数及各主要生产环节的设备状态进行连续监测、并实现各主要生产环节自动化控制，以实现对矿井自然灾害的综合治理及矿井生产的安全。

2安全监测监控系统内容

2.1网络结构

①确定矿井装备一套KJ90NA安全监测系统。其信息检测及分站等设备的布置完全按照矿井特点设置，使各部分设备都能被充分合理地运用，以满足矿井管理的要求。煤矿可根据矿井生产情况增减传感器及分站，以增强监控系统功能。

②为保证井下工作人员的安全，并加强人员管理，矿井设计选用KJ256型井下人员定位子系统一套，系统可实现对井下作业人员及运输车辆位置的监测查询，进行实时的全程及全覆盖跟踪和监控，使管理人员能够随时掌握井下人员及运输车辆分布状况，以便于进行更加合理的调度管理。同时，当事故发生时，救援人员也可根据井下人员及设备定位系统所提供的数据、图形，迅速了解有关人员的位置情况，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。

2.2系统构成

2.2.1安全监控系统的构成

由监测主机、分站和各种传感器等设备组成，主要用于对井下各采掘工作面、运输巷、回风巷的瓦斯、一氧化碳、二氧化碳、粉尘、风速、负压、温度等环境参数，以及矿井主要采掘、排水及通风等设备的运行状态进行监测。分站和传感器采用本质安全型设备。系统具有足够的运算能力和存贮容量，可对所监测的各类参数进行统计、存贮、分析、实时处理、显示、报警、报表及打印等功能。

2.2.2人员定位系统系统的构成

主要设备包括地面监控主机、井下监测分站、无线编码接收器及配套矿用电源等。对井下作业人员监测查询，进行实时的全程及全覆盖跟踪和监控，使管理人员能够随时掌握井下人员布状况，以便于进行更加合理的调度管理。同时，当事故发生时，救援人员也可根据井下人员及设备定位系统所提供的数据、图形，迅速了解有关人员的位置情况，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。

根据井下监控分站的设置位置，部分安全监控系统的分站电源（隔爆兼本安型防爆电源）需与分站分开设置，分站电源就近设在中央变电所或主运输巷配电点及机电硐室内。安全监控系统的电源电缆和传输电缆采用符合MT818标准的铜芯橡套电缆和通讯电缆。

3监测监控点的设置

3.1监控分站设置

安全监控及人员定位系统设备环境监测分站设置：分为地面及井下两部分，环境监测分站分别选用（KJ90N-F（16）型和（KJ90N-F（8）型分站设备。

①井下环境监测分站：针对井下巷道布置情况，在井下共设8个环境分站，井下分站具体分布如下：井下中央变电所（1 FZ）、二采区回风上山掘进面（2 FZ）、主井与一采区轨道下山联络巷（3 FZ）、1W4-202工作面回风顺槽掘近面入口处（4 FZ）、1W4-202工作面回风顺槽掘近面（5 FZ）、+1 520 m水平运输石门（6 FZ）、1W4-201工作面（7 FZ）、+1 555 m水平轨道石门（8 FZ）。

②井下设1个永久避难硐室、3个临时避难硐室，在每个永久（临时）避难硐室内均设有监控分站。

③地面设有4个环境监测分站：分别设在地面扇风机房（9 FZ）、主井井口房（10 FZ）、地面生产系统（11 FZ）、地面35 kV变电所。

3.2传感器布置

①回采面传感器的布置。采煤工作面设置如下：传感器，CH4传感器、CO传感器、CO2传感器、声光报警、T温度传感器、Q馈电状态传感器、D断电仪、DJ机载断电仪、KT设备开停传感器，其中装于采煤工作面侧的甲烷传感器报警浓度为1.0%的CH4，断电浓度为1.5%的CH4，复电浓度为<1.0%的CH4，装于进风巷的甲烷传感器报警浓度为0.5%的CH4，断电浓度为0.5%的CH4，复电浓度为<0.5%的CH4，装于回风巷的甲烷传感器报警浓度为1.0%的CH4，断电浓度为1.0%的CH4，复电浓度为<1.0%的CH4，断电范围为工作面及回风巷中全部非本质安全型电气设备。

②掘进面传感器的布置。掘进工作面设置CH4传感器、CO传感器、CO2传感器、声光报警、T温度传感器、Ft风筒开关传感器、Q馈电状态传感器、D断电仪、Fm风门传感器、Fv风速传感器、KT设备开停传感器。装于掘进头侧的高低浓度甲烷传感器报警浓度为1.0%的CH4，断电浓度为1.5%的CH4，复电浓度为<1.0%的CH4，其中装于出口侧的高低浓度甲烷传感器报警浓度为1.0%的CH4，断电浓度为1.0%的CH4，复电浓度为<1.0%的CH4，断电范围为掘进巷道内全部非本质安全型电气设备；当检测到局部扇风机风筒风量低于规定值或瓦斯超限时，立即停止局部扇风机和切断掘进工作面的所有非本质安全型设备的供电电源。

③永久避难硐室及临时避难硐室内、外设置有CH4传感器、CO传感器、CO2传感器、O2传感器、T温度传感器、Fm传感器。

④其它地点传感器的布置。在煤仓上下装煤点处装设瓦斯传感器，装煤点瓦斯传感器的报警浓度≥0.5%的CH4。回风顺槽及回风顺槽的测风站设置风速和CH4传感器。风硐设置风速传感器和负压传感器,主扇风室设负压、瓦斯、风速及设备开停检测传感器。安全监控传感器通过分站将监控信号传至地面中心站；地面中心站通过对井下用电设备的开停，风门状态，风筒状态，水仓水位等进行实施监测。

3.3矿用人员监测读卡分站及设置无线编码接收器设置

矿用人员监测读卡分站，主要设在变电所及水泵房（1RD）、+1 555 m水平回风石门（2RD）并在井下进出人员、分支处设置人员无线编码接收器，接收井下人员携带的无线编码发射器发出的信号，传给读卡分站及地面控制中心，实现对动静态目标（井下工作人员）定位、跟踪，进行实时的全程及全覆盖跟踪和监控，使管理人员能够随时掌握井下人员、设备的分布状况和每个矿工的运动轨迹，以便进行更加合理的调度管理。

4结语

随着计算机技术的发展，高性能的煤矿监测监控系统在我国有着广阔的前景，并已经渗透到采掘机运通的各个环节。但是在现场应用中，还是有一些监测监控设备不太实用，希望科研院所尽快开发出符合现代化矿井发展要求的产品，充分发挥监控系统在煤矿安全生产中的作用。

参考文献：

[1] 闫广祥,郭圣义.数字化煤矿安全监测监控系统的应用与实践[J].中国煤炭,2004,(2).

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