煤矿立井井筒机电设备安全施工技术

康安新，席跃敏

(河南国控建设集团有限公司，河南 郑州 454008)

煤矿立井井筒机电设备安全施工技术

康安新，席跃敏

(河南国控建设集团有限公司，河南 郑州 454008)

煤矿立井井筒机电设备安装是一个安全管理风险大、施工技术综合性较强的单位工程。为提升施工信息化管理水平，实现安全、高效施工，结合工作实践，对该类工程在线监测进行了反复研究。实践证明，在线安全监测监控系统是实现立井井筒机电设备安装施工的重要技术保证，为减少和消除安全隐患提供了决策依据，有利于企业安全生产，社会安全效益显著。

安全管理；信息化管理；监测监控

引言

现在新建、扩建、更换的井筒装备中，根据提升能力、提升方式、井下涌水量、井筒深度、地质条件等因素的不同，导致了井筒装备布置各异，目前我国新建的立井大型矿井主要的提升方式为塔式摩擦轮提升和落地式摩擦轮提升，其井筒装备布置方式大致相同，主要差异在主、副井提升的布置与混合井提升的设计布置。因此，做好煤矿井筒装备安装工程施工在线监测，建立远程监测监控系统，监测设备安装以及立井井筒环境参数监测，对于提升企业安全生产信息化管理水平、实现企业安全发展具有重义。

1. 立井井筒机电设备安装概述

现阶段，我国煤矿立井井筒机电设备主要以钢结构为主或以玻璃钢制品为主的装备，从井筒装备用途上可分为：主井井筒装备(主要用于提煤的箕斗罐道、井筒电缆，以钢结构为主的装备)、副井井筒装备(主要用于罐笼提升罐道、管道布置、安全出口玻璃钢梯子间、通讯、动力电缆等)，混合立井井筒装备(提人下料的罐笼、提煤的箕斗、管道布置、安全出口玻璃钢梯子间、通讯、动力电缆等同时布置在一个井筒中)、风井井筒装备(安全出口玻璃钢梯子间)，混合井立井井筒布置尤为复杂，由于风井装备布置简单，在此不作讨论分析。

2. 井筒在线安全监测监控系统

2.1 在线安全监测监控含义

在线安全监测监控系统是为了煤矿安全和正常生产而进行的各种有关参数或状态的集中监测，并对有关环节加以控制，是保护生产环节安全运行的重要设施，是融计算机技术、通信技术、控制技术和电子信息技术为一体的综合自动化产品。该系统具有检测和控制两大功能，即检测生产过程的各种环境、安全、生产过程情况以及影响生产和人身安全的井下环境因素，并根据检测情况去控制安装装置、生产设备、提升设施等状态，以监控绞车房、井口、井筒作业等施工重点部位，有利于监控人员及时发现施工安全隐患，降低安全风险。

2.2 系统组成

监测监控系统分为远程视频监控系统和瓦斯安全监测监控系统。远程视频监控系统由前端摄像设备构成，前端摄像设备应根据现场条件尽量考虑采用隐蔽式监视，特别是人员较多的地方，对颜色要求多，一般采用彩色半球彩转黑摄像机，以获取更多的图像色彩信息。控制系统主要由显示系统、多媒体硬盘录像机(视频网络)、操纵控制键盘三部分构成。控制室辅助输出设备，每个总控制室标配1台4路硬盘录像机和1台22寸高分辨率显示器，均安装在控制柜内组成VGA彩色显示机柜，对摄像头所采集的图像进行监视，系统软件具有用户密码保护，防止非法用户更改系统设置或进入操作系统界面等。

瓦斯安全监测监控系统主要作用是实时监测各种气体浓度，并进行有害气体浓度超限声光报警，实现瓦斯电闭锁控制、风电闭锁控制和故障闭锁控制，是预防和控制重特大瓦斯事故的最有效的装备。硬件部分主要由计算机、测控分站、传感器、电缆及有关外围设施组成；软件部分主要由操作系统和信息管理系统组成。

2.2.1 传感器类型

(1)甲烷CH4传感器；(2)氧气O2传感器；(3)一氧化碳CO传感器；(4)温度T传感器；(5)风筒传感器；(6)风机开停传感器。

2.2.3 传感器的作用

(1)甲烷传感器：监测CH4浓度，在其达到1.0%以上时报警，预防瓦斯事故的发生。

(2)氧气传感器：监测O2浓度，在其降到18%以下时报警，为作业人员提供良好的空气环境。

(3)一氧化碳传感器：监测CO浓度，使其升到24ppm以上时报警，防止一氧化碳中毒事故发生。

(4)温度传感器：实时监测工作面温度，在0℃～26℃范围外时报警。

(5)风筒传感器：实时监控风筒工作状态，防止风机停止运转或风筒脱节，造成工作面无风作业。

(6)风机开停传感器：监控风机工作状态，防止风机故障或随意开停，造成工作面无风作业。

2.3 系统安装

2.3.1视频监控前端摄像设备

前端摄像设备选用SG C —Ex 型防爆摄像仪，该摄像仪为气体隔爆和防粉尘点燃防爆产品，防爆标志为E xdllCT6/DIPA 20TA，T6，适用于具有IIA、IIB、IIC级T1一T6组可燃性气体、蒸气与空气形成的爆炸性混合物的1区、2区场所，作为实时监控、防盗反窃、远程调度等众多功能的智能摄像仪。

图一 立井井筒机电设备安装远程视频监控系统布置图

在煤矿立井井筒装备安装施工中，摄像设备分别安装在地面、井口、第二层吊盘上方、第四层吊笼上方或固定在作业平台上。立井井筒装备施工在线远程视频监控系统布置示意图如图一所示。 摄像仪与镜头的安装，应严格按产品说明书进行，否则会在画面边缘产生暗角。镜头与摄像仪安装完毕后，调整摄像机的后焦距，在监视器上观察测试卡的清晰程度，将调好的镜头与摄像机安装在防护罩的抽屉板上，调整其前后位置，确保装入简体后其画面边缘没有暗角。

2.3.2安全监测监控系统

图二 风筒传感器固定架示意图

甲烷传感器、氧气传感器、一氧化碳传感器、温度传感器、风机开停传感器等可以按照说明书安装使用。但风筒传感器(如图一所示)目前仅在平巷或斜巷施工中应用，不适合直接在立井施工应用。首先做一个风筒传感器固定架(如图二)。 使用固定螺栓将风筒传感器固定在井下吊盘风筒钢筋围栏上。把传感器吊环穿过固定弯杆悬挂在弯杆与固定杆的连接处，通过调整调节螺栓的长度，改变传感器传感头组的金属片的角度，使传感器支架与水平面成45°，并张开卡在垂直风筒的双侧，从而有效地监控风筒运行状态。当风筒正常通风时，支架因风筒支撑力作用张开，传感头组与磁块组接触，监控中心显示风筒“开”状态。一旦风筒无风，支架因自重作用而闭合，传感头组与磁场组分离，监控中心显示风筒“关”状态。

2.4 传输部分

传输部分主要包括视频线、屏蔽双绞线、多芯护套线及电源线。必须选用经国家权威机构强制性检验合格的产品(3C认证)，主要技术参数应满足国家标准，保证信号传输质量高、抗干扰能力强。

监控设备之间必须使用专用阻燃电缆连接，严禁与调度电话线和动力电缆等共用。井筒内的安全监控电缆应与电力电缆分挂在井巷的两侧。如受条件所限，在井筒内，应敷设在距电力电缆0．3rn以外的地方。监控系统电缆连接应使用规定专用接线盒连接。

2.5 控制室

控制室是整个电子视频监控系统的核心部分，用于观察井筒内各个部位的具体情况，又可了解井筒的环境参数。采用硬盘录像机进行实况监控及录像，既可控制前端设备及录像，又可兼作网络视频服务器，通过企业网络(TCP/IP)实现客户端多点多级的远端控制与网上浏览。

3.结论

煤矿立井井筒机电设备安装在线监测监控系统，先后在安徽、山西、河南等多个煤矿井简机电安装安全施工中得到成功应用。

实践证明，在线远程视频监控系统是实现立井井筒装备安全施工的重要技术保证，通过该系统不仅可以直接掌握地面和井简内作业现场情况，而且可以及时发现立井复杂作业环境安全隐患，及时把施工中存在的问题传递给地面监控人员，为减少和消除安全隐患提供决策依据，有利于企业安全生产，社会安全效益显著。

Mechanical and Electrical Equipment Safety Construction Technology in Vertical Shaft of Coal Mine

KANG An-xin，XI Yue-min
(Henan State-Controlled Construction Group Co., Ltd, Zhengzhou 454008, China)

Coalmine shaft mechanical and electrical equipment installation is a unit project with high safety management risk and integrated construction technology. In order to promote informatization construction management level, to achieve safe and efficient construction, combined with the working practice, repeated researches were conducted on the on-line monitoring of the project. Practice has proved that online safety monitoring system is the important technical guarantee to realize the electrical and mechanical equipment installation construction of vertical shafts, providing a decision-making basis for reducing and eliminating the potential safety hazard, is advantageous to the enterprise safety in production, and the social security benefit is remarkable.

safety management; information management; monitoring

2016-10-31

康安新(1977- )，男，大学，河南国控建设集团有限公司工程师，从事煤矿机电设备安装工作。

TD745

A

1671-3974(2017)01-0062-03