煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　緒 論1</b></p><p>　　第 1 章 安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程和趨勢3</p&g

2、t;<p>　　1.1 煤礦監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展歷程3</p><p>　　1.1.1國外煤礦監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展3</p><p>　　1.1.2煤礦監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)在我國的發(fā)展應(yīng)用4</p><p>　　1.2我國煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢5</p><p>　　1.2.1發(fā)展全面的監(jiān)測監(jiān)控專家系統(tǒng)5</p>&

3、lt;p>　　1.2.2研制高可靠性、品種齊全的礦用傳感器5</p><p>　　1.2.3合理的規(guī)范通信協(xié)議5</p><p>　　1.2.4實現(xiàn)全面化的網(wǎng)絡(luò)管理6</p><p>　　第 2 章 安全監(jiān)測 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置要求7</p><p>　　2.1 監(jiān)測和傳輸設(shè)備選擇配置及測點布置要求8</p><

4、;p>　　2.1.1礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的組成8</p><p>　　2.1.2監(jiān)測系統(tǒng)的選擇配置要求10</p><p>　　2.1.3監(jiān)控設(shè)備選型要求11</p><p>　　2.1.4傳輸設(shè)備及器材選型要求11</p><p>　　2.2 監(jiān)測設(shè)備各類傳感器測點布置要求12</p><p>　　2.2

5、.1回采工作面?zhèn)鞲衅鬟x型及配置要求12</p><p>　　2.2.2掘進工作面?zhèn)鞲衅鬟x型及配置要求13</p><p>　　2.2.3機電硐室傳感器選型及配置要求15</p><p>　　2.2.4瓦斯抽放與井下抽放站機房內(nèi)傳感器的布置要求17</p><p>　　2.3井下傳感器裝備量要求17</p><p&

6、gt;　　第 3章 新興礦井田概況及地質(zhì)特征18</p><p>　　3.1 井田概況18</p><p>　　3.1.1交通位置和自然地理18</p><p>　　3.1.2井田自然概況和目的任務(wù)18</p><p>　　3.1.3臨井和小窯19</p><p>　　3.2 井田地質(zhì)19</p&g

7、t;<p>　　3.2.1地質(zhì)特征19</p><p>　　3.2.2構(gòu)造20</p><p>　　3.3煤層和煤質(zhì)21</p><p>　　3.3.1煤層對比和可采煤層21</p><p>　　3.3.2煤質(zhì)22</p><p>　　3.4 水文地質(zhì)23</p><p&g

8、t;　　3.4.1水文地質(zhì)條件23</p><p>　　3.4.2充水因素及涌水量預(yù)計24</p><p>　　3.4.3防治水措施24</p><p>　　3.5開采技術(shù)條件25</p><p>　　第 4 章 新興煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計26</p><p>　　4.1礦井現(xiàn)存基本問題26</p&g

9、t;<p>　　4.2 設(shè)計裝備的原則 依據(jù)26</p><p>　　4.3 設(shè)備選型28</p><p>　　4.3.1傳感器選型29</p><p>　　4.3.2電纜選型31</p><p>　　4.3.3其它設(shè)備選型32</p><p>　　4.4 機房設(shè)計32</p>

10、<p>　　4.5 機構(gòu)設(shè)置及人員配備33</p><p>　　4.5.1機構(gòu)設(shè)置33</p><p>　　4.5.2責(zé)任、維護守則規(guī)章制度34</p><p><b>　　4.6 概算34</b></p><p>　　第5章 煤礦視頻監(jiān)控方案37</p><p>　　5.1

11、 視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展37</p><p>　　5.1.1視頻監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀37</p><p>　　5.1.2視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展39</p><p>　　5.2 煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置要求40</p><p>　　5.2.1系統(tǒng)組成40</p><p>　　5.2.2煤礦安全需求42</p>&l

12、t;p>　　5.3 視頻監(jiān)控總體設(shè)計43</p><p>　　5.4 設(shè)備選型47</p><p><b>　　結(jié) 論49</b></p><p><b>　　致 謝50</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)51</b></p><

13、;p><b>　　附錄153</b></p><p><b>　　附錄257</b></p><p><b>　　附錄359</b></p><p><b>　　附錄４61</b></p><p><b>　　附錄565</

14、b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展，煤炭工業(yè)出現(xiàn)了歷史以來最好的情況，煤炭持續(xù)出現(xiàn)買方市場，煤礦效益大大提高，但煤礦安全生產(chǎn)形勢依然嚴(yán)峻，重、特大瓦斯事故頻繁發(fā)生。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)已成為煤礦安全管理、生產(chǎn)與設(shè)備管理的重要手段。通過本系統(tǒng)可以使管理層快速、及時、準(zhǔn)確地獲取生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)，提高決策科學(xué)性，從而

15、避免或減少因決策失誤而造成的安全事故和財產(chǎn)損失。</p><p>　　本文針對我國煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀存在的問題以及發(fā)展的要求，改善了煤礦監(jiān)測監(jiān)控的系統(tǒng)組成，并根據(jù)七臺河礦業(yè)集團新興煤礦各種地質(zhì)災(zāi)害實際情況，提出了礦井?dāng)?shù)字監(jiān)控、視頻監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備選型以及應(yīng)用等問題的最優(yōu)方案。</p><p>　　關(guān)鍵詞 環(huán)境安全監(jiān)測 視頻監(jiān)控系統(tǒng) 中心站</p><p>

16、<b>　　Abstract</b></p><p>　　As the state's rapid economic development, the coal industry has a history of the best, coal continued buyer's market, greatly improving efficiency coal mine, b

17、ut the coal mine production safety situation is still grim, heavy, frequent occurrence of major gas accidents. Coal mine safety monitoring system has become a mine safety management, production equipment and an important

18、 means of management. Through this system will enable the management of rapid, timely, accurate access to production dat</p><p>　　This article in view of our country coal mine monitor supervisory system pres

19、ent situation existence question as well as development request,improved the coal mine monitor monitoring system composition, and acts according to the Qitaihe mining industry group Xinxing coal mine each geology disaste

20、r actual situation, proposed the mine pit numeral monitoring, video frequency monitor question and so on supervisory system equipment shaping as well as application synergies.</p><p>　　Key words Safe monit

21、or supervisory system monitors the sensor video frequency supervisory system</p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　煤炭是我國重要的基礎(chǔ)能源，在一次性能源生產(chǎn)和消費構(gòu)成中歷來占70%左右?！懊簽榛A(chǔ)、多元發(fā)展”，是解決我國能源問題的基本方略。但煤層的賦存條

22、件和地質(zhì)情況差異很大，很多礦井自然環(huán)境惡劣，受到水、火、瓦斯、粉塵、頂板事故等自然災(zāi)害的威脅，發(fā)生事故比較頻繁。過去的人工巡回檢查的監(jiān)測手段已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)對監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、及時性和安全性的要求。因此，更新現(xiàn)代化的監(jiān)測、監(jiān)控設(shè)備，采用現(xiàn)代化的監(jiān)測、監(jiān)控手段，對礦井的生產(chǎn)設(shè)備和工作環(huán)境進行全方位、全天候的監(jiān)測和監(jiān)控是非常迫切的，也是非常重要的。</p><p>　　礦井安全監(jiān)測監(jiān)控是運用現(xiàn)代科學(xué)方法，對

23、人類賴以生存的安全狀態(tài)進行定量描述，同時盡可能靈敏并及時地收集到安全現(xiàn)狀變化的信息和對人體健康有無異常變化的信息，在分析、評價這些資料的基礎(chǔ)上盡早地采取具體有效的行動，以保護人類的正常生存與發(fā)展的體系。隨著煤礦工業(yè)的發(fā)展，綜合機械化采煤工藝不斷完善，工作面單產(chǎn)不斷提高，對環(huán)境參數(shù)的檢測和對開采、運輸各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)要求越來越高。對環(huán)境和生產(chǎn)參數(shù)要求長期連續(xù)地進行可靠的檢測，按一定程序進行控制。這就逐步形成了采用多參數(shù)多測點傳感器，以電子

24、計算機為中心的礦井監(jiān)控系統(tǒng)。進入90年代，隨著微電子技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù)、計算機技術(shù)、CRT顯示技術(shù)以及軟件技術(shù)的迅猛發(fā)展，計算機更加廣泛地進入工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，并且正在發(fā)揮著越來越大的作用。與此同時，計算機技術(shù)在煤炭工業(yè)領(lǐng)域也得到了快速、廣泛的應(yīng)用。利用計算機進行實時監(jiān)測是煤炭生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)。</p><p>　　礦井監(jiān)測系統(tǒng)其主要功能是能夠及時、準(zhǔn)確地反映各類所需要的監(jiān)測信息，從而滿足諸如環(huán)境安全、

25、膠帶運輸、軌道運輸、供電系統(tǒng)以及對瓦斯、風(fēng)速、一氧化碳、溫度、負(fù)壓等環(huán)境參數(shù)及設(shè)備開停、風(fēng)門開閉、風(fēng)筒風(fēng)量不同監(jiān)測對象的要求，以實現(xiàn)在生產(chǎn)中對全礦井的綜合監(jiān)測。</p><p>　　隨著計算機新器件的不斷出現(xiàn)，在借鑒國外監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，我國礦井監(jiān)控系統(tǒng)的研制得到了快速發(fā)展，基本形成了一個完整的體系，監(jiān)控系統(tǒng)在我國生產(chǎn)礦井中得到了比較廣泛的應(yīng)用，并在礦井的安全生產(chǎn)管理方面發(fā)揮了重要作用。</p>

26、<p>　　本文主要針對七臺河礦業(yè)集團新興煤礦地質(zhì)災(zāi)害比較嚴(yán)重、瓦斯高突、有煤塵爆炸危險以及工作面溫度越來越高的實際情況，從裝備安全監(jiān)測系統(tǒng)、設(shè)置防塵噴頭等方面下手，達(dá)到對井下有害氣體及工作面溫度等進行有效的實時監(jiān)控，當(dāng)各監(jiān)測指標(biāo)超限時，本系統(tǒng)能夠及時自動報警和切斷電源，并且能夠?qū)⒏黝惐O(jiān)測到的數(shù)據(jù)及時傳送到監(jiān)測中心站，通過計算機對這些數(shù)據(jù)進行存貯和處理，從技術(shù)手段上很好的避免有害氣體超限作業(yè)，改善礦工的健康與安全條件，提高勞

27、動生產(chǎn)率，消除由此產(chǎn)生的事故隱患，極大地改善煤礦安全生產(chǎn)條件，可保證礦井的長期計劃和工程的實現(xiàn)。</p><p>　　第 1 章 安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程和趨勢</p><p>　　近年來，隨著國家對煤礦安全生產(chǎn)的要求不斷提高和企業(yè)自身現(xiàn)代化建設(shè)的需求，我國各大、中、小型礦井都陸續(xù)安裝了煤礦監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)的裝備為各級生產(chǎn)指揮者和業(yè)務(wù)部門提供了環(huán)境安全參數(shù)動態(tài)信息，通過對被測參數(shù)

28、的比較和分析，為預(yù)防災(zāi)害事故提供技術(shù)數(shù)據(jù)，便于提前采取防范措施；通過對被測參數(shù)實時有效的控制，及時實現(xiàn)自動報警、斷電和閉鎖，便于防止事故的發(fā)生和擴大；在發(fā)生事故的情況下，能及時指示最佳救災(zāi)和避災(zāi)路線，為搶救和疏散人員、器材提供決策信息。</p><p>　　國外20世紀(jì)六七十年代發(fā)展起來的煤礦監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)，近年來在我國也有了飛速的發(fā)展，各種煤礦監(jiān)測系統(tǒng)及配套產(chǎn)品應(yīng)運而生。目前我國煤礦中使用的各類監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)多達(dá)十

29、幾種，國有煤礦中已裝備監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的礦井約占總數(shù)的三分之二。煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用對改善我國煤礦的安全狀況，提高煤礦安全生產(chǎn)效率和現(xiàn)代化水平起到了重要作用。</p><p>　　1.1 煤礦監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展歷程</p><p>　　1.1.1國外煤礦監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展</p><p>　　國外煤礦監(jiān)控技術(shù)是20世紀(jì)60年代開始發(fā)展起來的，至今已有四代產(chǎn)品，基本上5～1

30、0年更新一代產(chǎn)品。從技術(shù)特性來看，主要是從信息傳輸發(fā)生的進步來劃分監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展階段的。</p><p>　　第一代煤礦監(jiān)測系統(tǒng)采用空分制來傳輸信息。60年代中期英國煤礦的運輸機控制、日本煤礦中的固定設(shè)備控制大都采用這種技術(shù)。波蘭在70年代從法國引進技術(shù)推出了可測瓦斯、一氧化碳、風(fēng)速、溫度等參數(shù)共128個測點的CMC-1系統(tǒng)。 [1]</p><p>　　煤礦監(jiān)控技術(shù)的第二代產(chǎn)品的主要技術(shù)特

31、征是信道的頻分制技術(shù)的應(yīng)用。由于采用了頻分制，傳輸信道的電纜芯數(shù)大大減少，很快取代了空分制系統(tǒng)。其中最具代表性且至今仍有影響的西德Siemens公司的TST系統(tǒng)和F+H公司的TF200系統(tǒng)。</p><p>　　頻分制的應(yīng)用，體現(xiàn)了以晶體管電路為主的信息傳輸技術(shù)的發(fā)展，而集成電路的出現(xiàn)推動了時分制系統(tǒng)的發(fā)展，從而產(chǎn)生以時分制為基礎(chǔ)的第三代煤礦監(jiān)控系統(tǒng)，其中發(fā)展較快的是英國。英國煤炭研究院于1976年推出轟動一時的

32、以時分制為基礎(chǔ)的MINOS煤礦監(jiān)控系統(tǒng)，并在膠帶傳輸、井下環(huán)境監(jiān)測、供電供水監(jiān)測和洗煤廠監(jiān)控等方面取得成功，形成了全礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的成功應(yīng)用，開創(chuàng)了煤礦自動化技術(shù)和煤礦監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的新局面。</p><p>　　到了80年代，美國以其擁有的雄厚高新技術(shù)優(yōu)勢，率先把計算機技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)等現(xiàn)代高新科技用于煤礦監(jiān)控系統(tǒng)，使煤礦監(jiān)控技術(shù)躋身于高科技之列。這就形成了以分布式微處理機為

33、基礎(chǔ)的第四代煤礦監(jiān)控系統(tǒng)。其中有代表性的是美國MSA公司的DAN6400系統(tǒng)，其信息傳輸方式仍屬于時分制范疇，但用原來的一般時分制的概念已不足以反映這一高新技術(shù)的特點。[2]</p><p>　　1.1.2煤礦監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)在我國的發(fā)展應(yīng)用</p><p>　　我國監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用較晚，20世紀(jì)80年代初，原煤炭部組織了對國外煤礦監(jiān)控技術(shù)進行大規(guī)模的考察和引進工作，大大促進了國內(nèi)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)

34、展。先后從波蘭、法國、德國、英國和美國等（如DAN6400V、TF200、MINOS和Senturion-200）引進了一批安全監(jiān)控系統(tǒng)，裝備了部分煤礦；在引進的同時，通過消化、吸收并結(jié)合我國煤礦的實際情況，研制出KJ2、KJ4等系統(tǒng)并通過了鑒定，90年代以來，緊跟世界監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展潮流，研制開發(fā)出了一批具有世界先進水平的監(jiān)控系統(tǒng)，如煤炭科學(xué)研究總院重慶分院的KJ90系統(tǒng)、煤炭科學(xué)總院常州自動化研究所的KJ95系統(tǒng)等，其主要特點是：

35、監(jiān)控分站的智能化水平進一步提高；具有網(wǎng)絡(luò)連接功能；系統(tǒng)軟件采用了Windows操作系統(tǒng)。同時，在“以風(fēng)定產(chǎn)，先抽后采，監(jiān)測監(jiān)控”12字方針和煤礦安全規(guī)程有關(guān)條款指導(dǎo)下規(guī)定了我國各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。因此，大大小小的系統(tǒng)生產(chǎn)廠家如雨后春筍般的不斷出現(xiàn)，為用戶提供了更多的選擇機會，并促進了各廠家在市場競爭條件下不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)意識。實踐證明，安全監(jiān)控系統(tǒng)為煤礦安全生產(chǎn)和管理起到了十</p

36、><p>　　綜合評價我國現(xiàn)有煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)及配套傳感器等設(shè)備的現(xiàn)場應(yīng)用效果，煤炭科學(xué)研究總院重慶分院的KJ90、煤炭科學(xué)總院撫順分院的KJF2000、天地科技股份公司常州自動化分公司的KJ95和北京瑞賽公司的KJ4、KJ2000等系統(tǒng)無論在軟硬件功能、穩(wěn)定性和可靠性、專業(yè)技術(shù)服務(wù)能力、企業(yè)性質(zhì)和生產(chǎn)規(guī)模等方面基本代表了我國煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平。</p><p>　　1.2我國煤礦監(jiān)測

37、監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢</p><p>　　1.2.1發(fā)展全面的監(jiān)測監(jiān)控專家系統(tǒng)</p><p>　　目前，我國有20余家生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的公司或研究所，其產(chǎn)品主要是監(jiān)測環(huán)境安全參數(shù)，實現(xiàn)報警或斷電控制，對生產(chǎn)設(shè)備的監(jiān)測監(jiān)控限于對設(shè)備的開/停狀態(tài)進行監(jiān)測，與煤炭生產(chǎn)全過程實行監(jiān)測監(jiān)控差距還較大。在軟件技術(shù)上應(yīng)研究開發(fā)能根據(jù)被監(jiān)測環(huán)境地點的參數(shù)進行有效的危險性判別、分析和提出專家解決方案，在事故

38、情況下，指示最佳救災(zāi)和避災(zāi)路線，為搶救和疏散人員、器材提供決策。同時系統(tǒng)軟件應(yīng)向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，按統(tǒng)一的格式向外提供監(jiān)測數(shù)據(jù)。</p><p>　　發(fā)展覆蓋面更廣，監(jiān)測監(jiān)控參數(shù)更多的軟件系統(tǒng)，為實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)綜合自動化奠定良好基礎(chǔ)，是我國監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展任務(wù)之一。</p><p>　　1.2.2研制高可靠性、品種齊全的礦用傳感器</p><p>　　目前，國產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的

39、配套傳感器，主要存在兩大問題：一是品種不齊全，用于監(jiān)測環(huán)境參數(shù)的傳感器較多，而用于監(jiān)測生產(chǎn)設(shè)備工作運行狀況參數(shù)的傳感器少；二是現(xiàn)有的傳感器不同程度存在精度差、可靠性不高的缺陷。特別是用于瓦斯綜合治理和災(zāi)害預(yù)測的甲烷傳感器，一直存在使用壽命短、工作穩(wěn)定性差和調(diào)校期頻繁的缺點，嚴(yán)重制約著礦井瓦斯的支持檢測。</p><p>　　在研制新型傳感器是應(yīng)高起點、高智能化，應(yīng)充足利用微處理器的優(yōu)點，做到自診斷、自校正、自調(diào)零

40、、配置標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)傳接口，統(tǒng)一傳感器的傳出信號制，以提高傳輸?shù)目煽啃?、?shù)據(jù)出來的簡單性和傳感器的互換性。</p><p>　　發(fā)展配套齊全、高可靠性的礦用傳感器是監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。</p><p>　　1.2.3合理的規(guī)范通信協(xié)議</p><p>　　現(xiàn)有廠家的監(jiān)控系統(tǒng)幾乎都采用各自專用的通信協(xié)議，互不兼容。目前，信息傳輸系統(tǒng)的兼容性已成為裝備監(jiān)控系統(tǒng)的各集團公

41、司、礦井進一步引進和擴充系統(tǒng)功能的制約因素。有些礦井為了安全生產(chǎn)的需求，在系統(tǒng)存在嚴(yán)重問題和得不到技術(shù)服務(wù)的條件下，不得不選擇其他的系統(tǒng)。由此，通信協(xié)議不規(guī)范的后果是造成設(shè)備購置重復(fù)、不能隨意進行軟件升級改造。制定統(tǒng)一的專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對促進礦井監(jiān)控技術(shù)發(fā)展和系統(tǒng)的推廣應(yīng)用具有十分重要的意義。</p><p>　　1.2.4實現(xiàn)全面化的網(wǎng)絡(luò)管理</p><p>　　雖然現(xiàn)在許多礦建立了局部的

42、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實現(xiàn)了本礦井的資源共享，但大多還處于一礦一系統(tǒng)，與外界幾乎沒有聯(lián)系，其功能和任務(wù)也極其簡單。今后的發(fā)展趨勢是各生產(chǎn)礦井與礦物局、各礦物局與本省乃至全國煤礦系統(tǒng)構(gòu)成統(tǒng)一完整、功能先進的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，真正實現(xiàn)更大范圍的煤礦資源共享。</p><p>　　第 2 章 安全監(jiān)測 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置要求</p><p>　　1. 礦井空氣成分的監(jiān)測</p><p&g

43、t;　　礦井空氣成分的監(jiān)測主要是檢測礦井空氣中的污染物的濃度。對煤礦來說，這些污染物通常是指CH4、CO、CO2、NO、NO2等。</p><p>　　在礦井安全監(jiān)測系統(tǒng)中甲烷傳感器占的比例最大。對CH4進行連續(xù)監(jiān)測，目的就是當(dāng)風(fēng)流中CH4含量值增加到非常值時，立即發(fā)出警報，以撤出人員，切斷該區(qū)域電源等。由于有了可靠的監(jiān)測手段，某些國家已放寬了風(fēng)流中CH4含量的極限值。如，波蘭在應(yīng)用連續(xù)監(jiān)測CH4和風(fēng)速的技術(shù)裝備

44、后，已把工作面入風(fēng)流的CH4濃度上限量放寬到1%，而在設(shè)置屏蔽電纜的工作面則放寬到2%。</p><p>　　CO是劇毒氣體，它不僅會危害到工人的身體健康，而且還是礦井發(fā)生火災(zāi)的預(yù)兆，因而必須對CO進行連續(xù)監(jiān)測。</p><p>　　CO2雖不是有毒氣體，也不會發(fā)生爆炸，但礦內(nèi)空氣中的CO2含量的增高卻會導(dǎo)致礦井空氣中的氧含量的降低，因此CO2氣體也是監(jiān)測的對象。</p>&

45、lt;p>　　礦塵不僅會對工人的身體健康帶來嚴(yán)重的危害，而且具有爆炸性的煤塵還是礦井安全的重大威脅，因而對礦井進行連續(xù)監(jiān)測是很有必要的。但由于目前監(jiān)測空氣中粉塵的傳感器技術(shù)尚不成熟，目前還無法對礦塵進行連續(xù)性監(jiān)測，只能采取定期測定的辦法來評價礦井空氣中礦塵的濃度。（備注：英國目前有一種可在井下連續(xù)測塵的單獨測塵儀器西姆斯林II（SimsinII），這種儀器有可能與監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)而對礦井空氣中的礦塵濃度進行連續(xù)監(jiān)測。）</p&g

46、t;<p>　　2. 礦井空氣物理狀態(tài)的監(jiān)測</p><p>　　直接影響礦井空氣物理狀態(tài)的主要物理因素是溫度、濕度和風(fēng)速。風(fēng)速除會影響到礦井微氣候外，還決定著進入礦井空氣中的有毒有害氣體及其他雜質(zhì)的量。較大的風(fēng)速可以保證礦井的風(fēng)量，一方面達(dá)到稀釋CH4濃度的目的；另一方面，較大的風(fēng)速產(chǎn)生的紊流能使巷道邊緣積聚的瓦斯被吹散。但是過高的風(fēng)速卻會使礦塵飛揚，影響礦工健康，對于有煤塵爆炸性危險的礦井則更是

47、不利因素。因此對風(fēng)速進行監(jiān)測是非常重要的。</p><p>　　隨著煤炭生產(chǎn)的發(fā)展，礦井深度越來越大，機械化程度也越來越高，加上其它原因，礦井生產(chǎn)環(huán)境中出現(xiàn)了高溫?zé)岷?。高溫?zé)岷σ环矫鎿p害了礦工的身體健康，另一方面大大降低了勞動生產(chǎn)率，因此治理礦井高溫?zé)岷κ堑V井通風(fēng)工作者一個重要課題。對礦井高溫?zé)岷M行處理，就必須摸清通風(fēng)系統(tǒng)中熱源地點，系統(tǒng)高溫變化趨勢。因而在高溫礦井中，設(shè)置必要數(shù)量的溫度傳感器來監(jiān)測溫度就顯得十

48、分必要了。</p><p>　　3. 通風(fēng)設(shè)備（設(shè)施）運行狀況的監(jiān)控</p><p>　　通風(fēng)設(shè)備（設(shè)施）運行如果出現(xiàn)異常，將會引起一些不良的后果。如，局部扇風(fēng)機的停止運轉(zhuǎn)，可能會使掘進工作面發(fā)生瓦斯積聚。[3]因此每個礦井都要根據(jù)自己的安全需要，把一些重要的通風(fēng)設(shè)備（設(shè)施）列入通風(fēng)安全的監(jiān)測范圍。</p><p><b>　　4. 其他監(jiān)控</b&

49、gt;</p><p>　　在抽放利用瓦斯時，為保證人員及設(shè)施安全，還要在抽放泵輸入管路中和儲氣罐輸出管路中安設(shè)高濃度瓦斯、流量、壓差、溫度傳感器。在煤倉處還要設(shè)置煤倉煤位傳感器，對其煤位進行監(jiān)測，以保證煤礦的安全生產(chǎn)。[4]</p><p>　　2.1 監(jiān)測和傳輸設(shè)備選擇配置及測點布置要求</p><p>　　2.1.1礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的組成</p>

50、<p>　　礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)一般由監(jiān)測傳感器﹑井下分站﹑信息傳輸系統(tǒng)和地面中心站等部分組成。通常可分為開環(huán)監(jiān)測控制系統(tǒng)和閉環(huán)監(jiān)測控制系統(tǒng)，前者為不利用監(jiān)測量去控制（調(diào)節(jié)）所關(guān)聯(lián)的井下設(shè)施和設(shè)備，只進行一般的遙控的系統(tǒng)；后者則還需利用監(jiān)測量去控制（調(diào)節(jié)）所關(guān)聯(lián)的井下設(shè)施或設(shè)備。</p><p><b>　　1. 監(jiān)測傳感器</b></p><p>　　監(jiān)測傳

51、感器是礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的感知部分，它是用來測量系統(tǒng)所需測量的量或判斷設(shè)備﹑設(shè)施狀態(tài)的部件。其主要有甲烷傳感器﹑一氧化碳傳感器﹑二氧化碳傳感器﹑氧氣傳感器﹑溫度傳感器﹑風(fēng)速傳感器﹑壓力傳感器及各種狀態(tài)（開關(guān)）傳感器等。</p><p>　　傳感器的供電方式有兩種：一種是一個傳感器一個電源箱；另一個是集中供電的方式，即若干個傳感器工用一個電源箱，而這種電源箱大多和系統(tǒng)分站在一起，井下使用的傳感器的供電電源必須是本質(zhì)安

52、全型的。</p><p>　　傳感器模擬出的被測量的電信號分為電壓型﹑電流型和脈沖型3種。我國初期設(shè)計的傳感器的輸出制式還有電壓型，其中檔次分的較多.目前常用的瓦斯檢測報警斷電儀，如AYJ-1型或AYJ-2型、ABD-21型采用的都是脈沖型。</p><p><b>　　2. 井下分站 </b></p><p>　　由傳感器輸出的統(tǒng)一制式的信號

53、必須進入井下發(fā)送裝置才能進入信息傳輸系統(tǒng)，這個發(fā)送裝置稱為井下分站。分站的作用是收集接入的各種傳感器送來的模擬信號并進行整理；根據(jù)中心站的命令將各種監(jiān)測參數(shù)和設(shè)施、設(shè)備工作狀態(tài)參數(shù)發(fā)送給中心站；接收中心站的控制信息，執(zhí)行中心站的各種控制命令，控制所關(guān)聯(lián)的設(shè)備、設(shè)施。一些智能化程度比較高的分站，在系統(tǒng)電纜斷開后，分站仍能繼續(xù)工作，如實現(xiàn)超限報警、斷電、連續(xù)記錄監(jiān)測參數(shù)等。目前井下分站的發(fā)展趨勢主要是提高智能化程度，一般來說分站備有備用電源

54、，在電網(wǎng)停電時仍能繼續(xù)工作。大多數(shù)分站可以接入4-8個模擬量，輸出2-3個控制量。我國早期生產(chǎn)的各種瓦斯斷電儀，一些監(jiān)測系統(tǒng)，如MJC-100A、A-1，采用一個傳感器一個分站的形式，這種方式適用于中小型煤礦。</p><p><b>　　3. 信息傳輸系統(tǒng)</b></p><p>　　井下分站和地面中心站的連接部分是信息傳輸系統(tǒng)，它直接影響著信息的傳輸質(zhì)量和系統(tǒng)的投

55、資費用。在電磁干擾大，環(huán)境潮濕，有易燃、易爆、腐蝕性氣體，空間小，有頂板冒落危險的井下，對信息傳輸提出了特殊的要求，特別是傳感器分散分布，信號無法集中發(fā)送時，情況尤為突出。這就造成了礦井信息傳輸系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上的特殊性。信息傳輸系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)可分為放射狀、環(huán)狀和樹狀3種。</p><p><b>　　4. 地面中心站</b></p><p>　　礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的核心部分是地

56、面中心站。地面中心站目前大多由計算機和信號傳輸接口部分組成。信號傳輸接口將井下傳來的信號解調(diào)送入計算機，而計算機則通過信息傳輸系統(tǒng)，向井下各分站進行通訊聯(lián)系，發(fā)出指令，指揮各分站向中心站送回各種監(jiān)測量。地面中心站的計算機根據(jù)井下各分站送來的各種監(jiān)測信息處理的結(jié)果，必要時可向有關(guān)分站發(fā)出指令，指揮分站控制某種對象（如井下某地區(qū)瓦斯?jié)舛瘸蓿袛嘣摰貐^(qū)的電源），操作人員也可根據(jù)計算機提供的清單，向計算機發(fā)出控制命令，計算機通過顯示屏顯示各種

57、數(shù)據(jù)，既有實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，也可以了解過去某一階段的監(jiān)測數(shù)據(jù)，還可以知道發(fā)展趨勢。</p><p>　　計算機是整個礦井安全監(jiān)測系統(tǒng)的核心，目前可分為兩大類，一類是集中式計算機監(jiān)控系統(tǒng)，另一類是分布式。前者把計算機作為整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和處理的中心，其優(yōu)點是構(gòu)成簡單，易于管理；缺點是當(dāng)主機或傳輸系統(tǒng)發(fā)生故障時，將導(dǎo)致整個系統(tǒng)的癱瘓。后者是利用智能遠(yuǎn)程分站將數(shù)據(jù)的采集、處理分散進行，一些可以通過本地分站就地處理的監(jiān)測對象

58、就不必進入監(jiān)測系統(tǒng)連續(xù)遙測，而可以改變呼喚遙測，一些系統(tǒng)的分站有病肢切斷功能，當(dāng)系統(tǒng)某部位出現(xiàn)故障時，可以切斷病肢，使系統(tǒng)其余部分正常工作.分布式礦井安全監(jiān)測系統(tǒng)適用于地域分散、負(fù)載分散、環(huán)境條件較差的情況，其優(yōu)點是在傳輸系統(tǒng)或主機出現(xiàn)故障時仍可進行工作。[5]</p><p>　　2.1.2監(jiān)測系統(tǒng)的選擇配置要求</p><p>　　礦井使用瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的目的是為了通過采用新技術(shù)來改進采

59、掘過程中的安全狀況，改善礦井的環(huán)境與安全條件，提高生產(chǎn)率；保證礦井的生產(chǎn)計劃和工程的實現(xiàn)。為此，系統(tǒng)的選擇主要應(yīng)從如下幾個方面考慮。</p><p><b>　　1. 礦井災(zāi)害情況</b></p><p>　　如礦井瓦斯涌出量、煤層自然發(fā)火、沖擊地壓及地溫地?zé)岬葹?zāi)害及程度都是確定建立礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)類型的及程度都是確定建立礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)類型的依據(jù)。</p>

60、;<p><b>　　2. 礦井生產(chǎn)情況</b></p><p>　　要根據(jù)礦井生產(chǎn)能力的大小與生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜程度以及井下采掘工作面的數(shù)量、機電硐室數(shù)目、裝煤點數(shù)目、風(fēng)硐等一些需要監(jiān)測地點的數(shù)量來確定瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的裝備容量，并在此基礎(chǔ)上再考慮20％-30％的備用量。</p><p><b>　　3. 系統(tǒng)的功能</b></p&g

61、t;<p>　　選擇礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)時應(yīng)優(yōu)先配用計算機系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理，除漢字功能外，其軟件功能要強，易于開發(fā)，有足夠的容量，能夠用來開展通風(fēng)安全管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、計算及報表編制工作，當(dāng)監(jiān)測點數(shù)較多時，應(yīng)考慮生產(chǎn)監(jiān)控和安全監(jiān)測自成系統(tǒng)。在計算機的選型上應(yīng)優(yōu)先使用兼容機種，要能方便地和礦、局計算機聯(lián)網(wǎng)。</p><p>　　4. 綜合技術(shù)、經(jīng)濟方面</p><p>　　在進行礦井

62、瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的選擇設(shè)計時應(yīng)從技術(shù)的先進性、性能的穩(wěn)定性、安全的經(jīng)濟效益、使用維護方便性、噸煤投資和噸煤維護費用等方面進行綜合技術(shù)經(jīng)濟分析，以作為選擇礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的依據(jù)。原則上，被監(jiān)測的信息量多少是確定選擇系統(tǒng)大小的依據(jù).一般來說，大型礦井應(yīng)該選擇KJF-2000、KJ-4、KJ-2000、KJ-2系統(tǒng)，也可以選擇TF-200系統(tǒng)，中小型礦井可選擇TF-200、A-1、A-2、MJC-100A、AU1、AYJ-80等系統(tǒng)，小型礦井可選

63、擇A-1、A-2、AU1、AYJ-16系統(tǒng)和ABD-21、AYJ-2、AWBY-2等不帶微機的單一瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)。</p><p>　　需要指出的是，目前我國的礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)仍處于開發(fā)階段，大部分產(chǎn)品并沒有最后定型，因此對每一種系統(tǒng)從技術(shù)發(fā)展上要有深入的了解。另外，由于我國的礦井有相當(dāng)一部分是處于改擴建的過程中，因此在建立礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)時，應(yīng)把礦井的近期目標(biāo)和礦井的中長期目標(biāo)結(jié)合起來考慮。</p>

64、<p>　　2.1.3監(jiān)控設(shè)備選型要求</p><p>　　2.1.3.1監(jiān)控設(shè)備選型原則</p><p>　　礦井監(jiān)控系統(tǒng)是以環(huán)境監(jiān)測和生產(chǎn)設(shè)備工況監(jiān)控為目的，因此，礦井監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)滿足：可靠性高、抗干擾能力強、抗故障能力強、監(jiān)控種類多（如甲烷、風(fēng)速等多種物理量的監(jiān)測）、容量大、監(jiān)控距離遠(yuǎn)、監(jiān)控周期短、處理軟件豐富、顯示直觀，操作方便、使用電纜少、安裝維修方便、投資少、可配置遠(yuǎn)

65、距離終端、方便與上級主管部門聯(lián)網(wǎng)的要求。</p><p>　　2.1.3.2監(jiān)控總站和各分站主要設(shè)備</p><p>　　基本配置：分站主機、電源、傳感器電源、甲烷超限報警斷電閉鎖裝置。井下分站應(yīng)安裝在便于工作人員觀察、調(diào)度、檢驗、支護良好、無滴水、無雜物的入風(fēng)巷道或硐室中。其距離巷道底板的高度不應(yīng)小于0.3米，并加墊木或支架牢固固定。獨立的聲光報警箱要懸掛在巷道頂板以下300-400㎜處

66、，懸掛位置應(yīng)滿足報警聲能讓需要聽到的人聽到的要求。</p><p>　　地面中心站的布置要求：</p><p>　　礦井監(jiān)測系統(tǒng)中心站應(yīng)配備2臺計算機，一臺工作，一臺備用，并配有打印機和屏幕顯示器。中心站要能遙測和記錄所有瓦斯傳感器的數(shù)據(jù)。中心站計算機電源應(yīng)有在線式不間斷電源或交流穩(wěn)壓器加后備式不間斷電源供給。中心站機房應(yīng)采用空調(diào)設(shè)施及抗靜電地板。[3]中心站基本配置：（如GW0520-C

67、H、P3070打印機、16吋彩顯）。</p><p>　　2.1.4傳輸設(shè)備及器材選型要求</p><p>　　1. 監(jiān)測系統(tǒng)傳輸電纜要專用，不能與井下通信電纜合用，以提高可靠性。</p><p>　　2. 監(jiān)測系統(tǒng)各設(shè)備之間本質(zhì)安全信號的連接宜選用藍(lán)色外護套的礦用通信和信號電纜，井下非本質(zhì)安全信號之間的連接不宜使用藍(lán)色外護套的電纜。</p><

68、p>　　3. 監(jiān)測系統(tǒng)中井下設(shè)備所使用的電纜應(yīng)具有阻燃性能。</p><p>　　4. 監(jiān)測系統(tǒng)中各設(shè)備之間的連接電纜需加長或作分支連接時，被連接電纜的芯線應(yīng)采用盒線，或具有接線盒功能的裝置，用螺釘壓接或插頭插座插接，不得采用電纜芯線導(dǎo)體的直接搭接或繞接的方式。</p><p>　　5. 具有屏蔽層的電纜，其屏蔽層不宜用做信號的有效通路。在用電纜加長或分支連接時，相應(yīng)電纜之間的屏蔽層

69、應(yīng)具有良好的連接，而且在電氣上連接在一起的屏蔽層一般只允許一個點與大地相連。</p><p>　　6. 所有傳輸系統(tǒng)直流電源和信號的電纜盡量與電力電纜眼巷道兩側(cè)敷設(shè)，若必須在同一側(cè)平行敷設(shè)時，它們與電力電纜的距離不宜小于0.5m。</p><p>　　2.2 監(jiān)測設(shè)備各類傳感器測點布置要求</p><p>　　2.2.1回采工作面?zhèn)鞲衅鬟x型及配置要求</p&g

70、t;<p>　　在低瓦斯礦井回采工作面（除瓦斯涌出量較大、變化異常的外），只需安裝傳感器T1，該傳感器的瓦斯報警濃度為1%CH4、瓦斯斷電濃度為1.5%CH4，復(fù)電濃度為小于1%CH4，其斷電范圍應(yīng)是工作面和工作面回風(fēng)巷中全部非本質(zhì)安全的電器設(shè)備。如圖2-1回采工作面瓦斯傳感器布置示意圖。</p><p>　　在高瓦斯礦井的回采工作面和低瓦斯礦井涌出量較大、變化異常的回采工作面，必須按圖2-1所示設(shè)

71、置傳感器T1和T2，其中T1的規(guī)定同上，T2的報警濃度為1%CH4、瓦斯斷電濃度為1.5%CH4，復(fù)電濃度為小于1%CH4，斷電范圍為回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全的電器設(shè)備。</p><p>　　在有瓦斯噴出或煤與瓦斯突出的回采工作面，必須按圖2-1中所示同時安裝傳感器T1和T2，但T2的斷電范圍擴大到進風(fēng)巷中的全部非本質(zhì)安全的電器設(shè)備，如不能實現(xiàn)斷電，也可增設(shè)T3。其中T1和T2的規(guī)定同上，T3的報警濃度為0.5%C

72、H4、瓦斯斷電濃度為1%CH4，復(fù)電濃度為小于0.5%CH4，斷電范圍為工作面進風(fēng)巷中全部非本質(zhì)安全的電器設(shè)備?；夭晒ぷ髅娌捎么?lián)通風(fēng)時，進入串聯(lián)工作面的風(fēng)流中必須裝設(shè)瓦斯傳感器、瓦斯報警、斷電濃度為0.5%CH4。</p><p>　　綜采工作面和高檔普采工作面應(yīng)在采煤機上安設(shè)機載式瓦斯斷電儀。當(dāng)機組附近瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1%時，發(fā)出聲、光報警信號，達(dá)到1.5%時自動切斷采煤機電源。</p><p

73、>　　高瓦斯礦井與低瓦斯礦井涌出量較大、變化異常的回采工作進風(fēng)巷道或回風(fēng)巷道中，應(yīng)設(shè)置系統(tǒng)風(fēng)速傳感器。風(fēng)速傳感器應(yīng)設(shè)置在巷道前后10m內(nèi)無分支分流、無拐彎、無障礙、斷面無變化、能準(zhǔn)確計算測風(fēng)斷面的地點。當(dāng)風(fēng)速低于或超過設(shè)計風(fēng)速的20%時，應(yīng)發(fā)出聲、光報警信號。</p><p>　　圖2-1 回采工作面瓦斯傳感器布置圖</p><p>　　2.2.2掘進工作面?zhèn)鞲衅鬟x型及配置要求<

74、;/p><p>　　在瓦斯礦井的煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進工作面，瓦斯傳感器按圖2-2所示設(shè)置。</p><p>　　圖2-2 掘進工作面瓦斯傳感器布置示意圖</p><p>　　在高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井，T1、T2應(yīng)為高低濃度組合式瓦斯傳感器。低瓦斯礦井的掘進工作面可不設(shè)T2、T1的報警濃度為1%CH4、瓦斯斷電濃度為1.5%CH4，復(fù)電濃度為小于1%CH

75、4，斷電范圍為掘進工作面及附近20m內(nèi)全部非本質(zhì)安全的電器設(shè)備。T2的報警濃度為1%CH4、瓦斯斷電濃度為1%CH4，復(fù)電濃度為小于1%CH4，斷電范圍為掘進工作面巷道中全部非本質(zhì)安全的電氣設(shè)備。</p><p>　　圖2-3 回采工作面進風(fēng)流中有串聯(lián)掘進工作面時瓦斯傳感器布置示意圖</p><p>　　回采工作面的進風(fēng)流中串聯(lián)有掘進工作面時，應(yīng)按圖2-3增加瓦斯傳感器T3。T3的報警濃度

76、為0.5%CH4、瓦斯斷電濃度為0.5%CH4，復(fù)電濃度為小于0.5 %CH4，斷電范圍為回采工作面及回風(fēng)巷中全部非本質(zhì)安全的電氣設(shè)備。</p><p>　　圖2-4 掘進工作面串聯(lián)通風(fēng)時瓦斯傳感器布置示意圖</p><p>　　掘進工作面與掘進工作面串聯(lián)通風(fēng)時，應(yīng)按圖2-4所示，在被串入的掘進工作面的局部通風(fēng)機入口前3-5米處增加瓦斯傳感器T3，其報警濃度為0.5%CH4，瓦斯斷電濃度為

77、0.5%CH4，復(fù)電濃度為小于0.5%CH4，斷電范圍為被串入的掘進工作面及其回風(fēng)巷中全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。掘進機配有機載式斷電儀時，工作面風(fēng)流中不可另設(shè)瓦斯傳感器。[6]</p><p>　　2.2.3機電硐室傳感器選型及配置要求</p><p>　　機電設(shè)備硐室遇到下列情況之一時，應(yīng)設(shè)置系統(tǒng)或斷電低濃度瓦斯傳感器。</p><p>　　1. 有瓦斯涌出的機電

78、設(shè)備硐室，應(yīng)在瓦斯?jié)舛容^大的地方設(shè)置一個系統(tǒng)或斷電濃度瓦斯傳感器。</p><p>　　2. 在回風(fēng)流中設(shè)置機電硐室時，瓦斯傳感器按圖2-5所示設(shè)置。在瓦斯礦井中只設(shè)T1，在煤與瓦斯突出的礦井中，還需在各進風(fēng)側(cè)布置瓦斯傳感器T2、T3和T4。T1報警濃度為0.5%CH4，瓦斯斷電濃度為0.5%CH4，復(fù)電濃度為小于0.5%CH4，T2、T3和T4的報警濃度為1%CH4，瓦斯斷電濃度為1%CH4,</p>

79、;<p>　　復(fù)電濃度為小于1%CH4，各傳感器的斷電范圍為機電硐室內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。</p><p>　　圖2-5 機電硐室瓦斯傳感器布置要求</p><p>　　3. 重要巷道內(nèi)傳感器的布置要求</p><p>　　高瓦斯礦井的主要進風(fēng)運輸巷道內(nèi)使用架線電機車時，裝煤點處都必須安設(shè)瓦斯傳感器，其設(shè)置位置如圖2-6所示。T1的報警濃度為0.

80、5%CH4，瓦斯斷電濃度為0.5%CH4，復(fù)電濃度為小于0.5%CH4，傳感器的斷電范圍為裝煤點上風(fēng)流100米內(nèi)及其下風(fēng)流的架空線電源和全部非本質(zhì)安全性電氣設(shè)備.在瓦斯涌出區(qū)段，應(yīng)按圖2-7所示裝設(shè)瓦斯傳感器T1。T1的報警濃度為0.5% CH4，瓦斯斷電濃度為0.5%CH4，復(fù)電濃度為小于0.5%CH4，傳感器的斷電范圍為瓦斯涌出巷道上風(fēng)流100m內(nèi)及其下風(fēng)流的架空線電源和全部非本質(zhì)安全性電氣設(shè)備。</p><p&

81、gt;　　礦井的每一個采區(qū)、一翼回風(fēng)巷及回風(fēng)巷的測風(fēng)站應(yīng)安設(shè)瓦斯和風(fēng)速傳感器。礦井主要通風(fēng)機的風(fēng)硐內(nèi)應(yīng)安設(shè)風(fēng)速和壓差傳感器。[4]</p><p>　　圖2-6 架線電機車巷道中裝煤點處瓦斯傳感器布置示意圖</p><p>　　1-裝煤點；2-架空線；T1-甲烷傳感器</p><p>　　圖2-7 瓦斯涌出區(qū)域瓦斯傳感器布置示意圖</p><p&

82、gt;　　2.2.4瓦斯抽放與井下抽放站機房內(nèi)傳感器的布置要求</p><p>　　瓦斯抽放與井下抽放站機房內(nèi)，都應(yīng)在距房子頂部300㎜處安設(shè)瓦斯傳感器，當(dāng)空氣中瓦斯?jié)舛瘸^0.5%時，發(fā)出聲、光報警信號。</p><p>　　抽放泵輸入管路中應(yīng)安設(shè)高濃度瓦斯、流量、壓差、溫度傳感器，采用干式泵抽放時，輸入管路中的瓦斯?jié)舛鹊陀?5%時，應(yīng)發(fā)出聲、光報警信號。</p><

83、p>　　利用瓦斯時，還應(yīng)在儲氣罐輸出管路中安設(shè)高濃度瓦斯、流量、壓差、溫度傳感器，輸出管路中的瓦斯?jié)舛鹊陀?0%時，應(yīng)發(fā)出聲、光報警信號。</p><p>　　此外，還可酌情配置局部通風(fēng)機風(fēng)筒開關(guān)、風(fēng)門開關(guān)、自動灑水、噴霧、粉塵、火災(zāi)及煙霧等傳感器。</p><p>　　2.3井下傳感器裝備量要求</p><p>　　1. 井下傳感器裝備水平</p>

84、;<p>　　礦井安全監(jiān)測系統(tǒng)井下傳感器的配置主要根據(jù)礦井災(zāi)害類型和礦井開拓開采布置確定。</p><p>　　影響傳感器裝備量的主要因素，首先是礦井瓦斯等級及煤層自燃傾向性，其次是礦井采掘工作面數(shù)，為便于設(shè)計人員操作，可將傳感器裝備水平按瓦斯等級及煤層自燃傾向性歸納成表。見附錄1。</p><p>　　2. 井下傳感器裝備量</p><p>　　為便

85、于高階段設(shè)計測算各種井型、各類災(zāi)害礦井井下傳感器裝備量，以便與生產(chǎn)監(jiān)控一并考慮選擇適宜的礦井集中監(jiān)測系統(tǒng)，根據(jù)現(xiàn)行《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》中井型劃分及采區(qū)個數(shù)的限制，結(jié)合當(dāng)前及今后礦井生產(chǎn)發(fā)展趨勢，由附錄2、附錄3可測算出各類礦井各種傳感器裝備數(shù)量。</p><p>　　從附錄2及附錄3，只要已知礦井設(shè)計生產(chǎn)能力、設(shè)計采區(qū)個數(shù)及回采工作面?zhèn)€數(shù)，結(jié)合礦井瓦斯等級及煤層自燃傾向性，即可在表中查出每種傳感器的大致裝備量

86、及礦井傳感器裝備總量。</p><p><b>　　3. 傳感器備用量</b></p><p><b>　　(1) 瓦斯傳感器</b></p><p>　　瓦斯傳感器裝備用量按圖2-8選取。按曲線查出傳感器備用個數(shù)小數(shù)點之后均進1。</p><p><b>　　(2) 其他傳感器</

87、b></p><p>　　一氧化碳、風(fēng)速、差壓、風(fēng)筒開關(guān)、風(fēng)門開關(guān)傳感器備用系數(shù)一般按15%-20%計。</p><p>　　第 3章 新興礦井田概況及地質(zhì)特征</p><p><b>　　3.1 井田概況</b></p><p>　　3.1.1交通位置和自然地理</p><p>　　新興

88、煤礦位于七臺河礦區(qū)西部，距七煤公司約十二公里，行政區(qū)劃屬黑龍江省七臺河市新興區(qū)管轄。地理坐標(biāo)為北緯45°46′～45°47′，東經(jīng)130°30′～130°31′。井田范圍：北界74層煤層露頭，與新立礦、新建礦相鄰；南界到桃七三區(qū)44號煤層-800標(biāo)高；東界為F11號斷層，與桃山礦相連 ；西部以F14號斷層為界，與東風(fēng)礦相鄰。東西走向長約7.5km，南北傾斜寬約6.5km，面積約48.75km2。

89、</p><p>　　新興礦遠(yuǎn)景儲量開發(fā)區(qū)為桃七三區(qū)，位于本礦區(qū)南部2.5km處,桃七三區(qū)的勘探區(qū)范圍為：東起F7斷層，與桃山礦生產(chǎn)區(qū)相鄰；西部以F14號斷層為界；北以F27號斷層為界，與新興礦生產(chǎn)區(qū)相鄰；南以F8號斷層為界。東西走向長6.5km，南北傾斜寬2.5km，面積約6.25km2。</p><p>　　區(qū)內(nèi)有礦用鐵路專用線與勃七線，牡佳線接軌。鐵路交通方便。公路可通往樺南、佳木斯

90、、雙鴨山、寶清、密山、雞西、勃利、依蘭和哈爾濱等市縣。公路交通十分方便。</p><p>　　井田北部有倭肯河由東向西流。地形大部屬丘陵區(qū)。地面標(biāo)高在+170m—+240 m。區(qū)內(nèi)由11月至翌年 4月為凍結(jié)期，凍結(jié)深度為 1.5m—2m,最高氣溫在零上 27℃—31℃，最低氣溫在-29℃—34℃, 全年平均氣溫在零上 0.5℃，年降水量為370mm—631mm 。</p><p>　　3

91、.1.2井田自然概況和目的任務(wù)</p><p>　　新興煤礦從1958年開始籌建，1960年東煤公司二O四勘探隊提交精查地質(zhì)報告后，由原黑龍江省煤炭設(shè)計院進行了總體設(shè)計，成立了新興煤礦。1970年礦自己施工了二井、五井、六井。1971年由礦務(wù)局建設(shè)公司施工了一井（1980年10月一井獨立變?yōu)樾铝⒚旱V）。</p><p>　　為了提高生產(chǎn)能力，便于集中生產(chǎn)，新興煤礦于1976年開始 進行皮帶

92、井集中改造施工，并于1981年建成。1983年產(chǎn)量達(dá)到礦井設(shè)計能力75萬t/a。1988年完成產(chǎn)量108萬t，1990年以來產(chǎn)量逐年遞增，1998年設(shè)計能力120萬t,實際產(chǎn)量140萬t,1999年產(chǎn)量達(dá)到150萬t/a。1990年以來，先后建成了立井及二水平運輸系統(tǒng)，集中由立井提矸。</p><p>　　新興煤礦礦井開拓方式為斜、立井混合多水平分區(qū)式。采煤方法 為走向長臂后退式。分三個水平，即生產(chǎn)水平為 -25

93、 m標(biāo)高，延深水平為-300m標(biāo)高，深部水平為-800m標(biāo)高。主要開采煤層有47層、48層、49層、51層、58層、60層、63層、65層、67層、68層計10層。</p><p>　　為了更好地滿足礦井生產(chǎn)需要，合理利用煤炭資源，給二水平延深提供可靠的地質(zhì)資料，根據(jù)集團公司勘探隊生產(chǎn)補勘資料和十余年的井巷工程資料，對原新興礦生產(chǎn)地質(zhì)報告進行修改和補充。對以往的采探成果及補充勘探成果進行全面收集，系統(tǒng)整理，綜合分

94、析，進而修改構(gòu)造，重新核實儲量，并對地質(zhì)公司提供的本礦規(guī)劃區(qū)桃七三區(qū)生產(chǎn)補充勘探資料進行了整理、分析加入本次報告之中，為礦井生產(chǎn)，開拓延深和設(shè)計提供可靠的地質(zhì)資料。</p><p>　　3.1.3臨井和小窯</p><p>　　新興礦周邊均由落差數(shù)百米的大型斷層作為礦界，與鄰區(qū)無采動影響。</p><p>　　礦區(qū)內(nèi)自1958年以來，先后開掘上百處小井，現(xiàn)生產(chǎn)的小井

95、有 86個，其中，局外的 58個，局內(nèi)的28個，與大井有關(guān)系的13個。各小井均開采大井無法利用的構(gòu)造復(fù)雜塊段、邊角塊段、表外量或不計量煤層。對這些小井礦里一直嚴(yán)格管理，并責(zé)成地測科具體負(fù)責(zé)，尤其對與大井安全有關(guān)的小井由礦地測科測繪，監(jiān)督其開采情況，杜絕了由于小井開采影響大井安全的事故發(fā)生。</p><p><b>　　3.2 井田地質(zhì)</b></p><p><

96、b>　　3.2.1地質(zhì)特征</b></p><p>　　本礦區(qū)煤系地層屬上侏羅統(tǒng)雞西群含煤地層，主要由城子河組上部和穆棱組下部組成。下部界限從74號煤層底板開始，上至44號煤層，地層厚度1265m，共含煤56層，總厚度 28.51 m，含煤系數(shù)為2.33 %，其中可采和局部可采20層。穆棱組平行不整合于城子河組之上，以42號煤層底板含礫粗砂巖為城子河組和穆棱組分界。根據(jù)巖性特征和含煤性，本礦區(qū)的

97、地層主要在城子河組第五段和第九段之間，現(xiàn)分述如下：</p><p>　　1. 城子河組第五段為80號煤層底板含礫粗砂巖至74號煤層頂板粉砂巖間的地層，厚度約150m，含煤7層，其中局部可采層3層，為74、77、79層，巖性以中、粗砂巖，含礫砂巖，粗砂巖為主。</p><p>　　2. 城子河組第六段：系指74層頂板粉砂巖至67層頂板含礫粗砂巖間的地層，厚約90米，含煤6層，其中67、68為

98、主要可采煤層，72、73層局部可采，巖性以中、粗砂巖，粉細(xì)砂巖為主，67層底板凝灰?guī)r發(fā)育較好，厚度約1-2m，是區(qū)域?qū)Ρ鹊闹匾獦?biāo)志。</p><p>　　3. 城子河組第七段：為67層頂板含礫粗砂巖至56層頂板粗砂巖，厚度約240m，含煤共10層，其中以58、60、63、65、66層發(fā)育較好，大部分可采，56層僅在5線附近發(fā)育較好，其余均不可采。該層段巖性以粉砂巖，粉細(xì)砂巖互層，中至粗砂巖為主。本段含薄層凝灰?guī)r3

99、層，其中以67層煤層底板發(fā)育較好，為對比標(biāo)志。</p><p>　　4. 城子河組第八段：為56層頂板粗砂巖至51層底板粗砂巖間地層，厚度約215m，含煤5層，只有55層局部可采，其余均不可采。該層段巖性以粉細(xì)砂巖互層為主。</p><p>　　5. 城子河組第九段：為51層底板粗砂巖至44層頂板含礫粗砂巖的層段，厚度約260m，共含煤12層，其中48層全礦可采，厚度在1m左右，局部可采層

100、有44、46、47、49、50、51層共6層，46、49、50、51層為復(fù)煤層，灰分較高，該層段巖性以中砂巖，粉砂巖，細(xì)砂巖為主，48層下部的中粗砂巖，44層底板凝灰?guī)r可做全礦的對比標(biāo)志。</p><p>　　第四系殘積層、坡積層不整合于下伏地層之上，厚度約10m左右。</p><p><b>　　3.2.2構(gòu)造</b></p><p>　　勃

101、利煤田位于我國新華夏系第二隆起帶，雙鴨山、七臺河、雞西中生代坳陷中部，是一個弧形構(gòu)造。新興礦位于弧形構(gòu)造西翼，區(qū)內(nèi)地層總體向南傾斜，煤層走向由N60°W漸變?yōu)镋W方向，煤層傾角由北向南逐漸變大，井田北部煤層傾角一般在7-11°，井田中部煤層傾角15-20°，井田南部煤層傾角20-30°，整個井田為一向南傾斜呈弧形展布的單斜構(gòu)造。</p><p>　　井田內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造以斷層為

102、主，根據(jù)多年來生產(chǎn)實踐和勘探資料及各小煤礦的揭露，現(xiàn)確定井田內(nèi)的斷層共有26條。</p><p>　　井田內(nèi)的斷層構(gòu)造可分為四組，現(xiàn)分述如下：</p><p>　　第一組與煤層走向斜交，走向一般在N30-50°W，屬張性斷層，斷層面比較平直，傾角一般在55-70°左右，為正斷層。屬于這組斷層的有：F11、F3、F7、F8、F4、FB、F47、F26、F14、F48、F5

103、2、F10等。其中落差較大的F4號斷層作為劃分井區(qū)的界線，F(xiàn)11,F14是劃分井田礦界的主要構(gòu)造。</p><p>　　第二組與煤層走向斜交，局部近于平行，走向N45-80°E，屬壓扭性斷層，常被第一組切割，這組斷層在井田內(nèi)不太發(fā)育，屬于這組斷層的有：F27、F43、F02、F1等，其中F27號斷層構(gòu)成了礦井南部與桃七三區(qū)的界線。</p><p>　　第三組與煤層走向近于直交，走

104、向SN-S10°E，屬于張性斷層，在走向上延伸不遠(yuǎn)即尖滅消失，落差一般不大，這組斷層有FE、F42、F29、F13、F40、F30、F01等。</p><p>　　第四組與煤層走向斜交，走向N30°W，屬于壓扭性斷層，與第二組斷層走向近于平行，斷面疏緩，傾角一般在50°左右，是逆斷層。這組斷層在井田內(nèi)很少發(fā)育，只有FD，F(xiàn)03屬于這種性質(zhì)的斷層。</p><p&g

105、t;<b>　　3.3煤層和煤質(zhì)</b></p><p>　　3.3.1煤層對比和可采煤層</p><p>　　經(jīng)生產(chǎn)實踐和補勘證實，原精補報告關(guān)于煤層對比的方法正確，對比標(biāo)志可靠。以下是煤層對比的依據(jù)。</p><p><b>　　1. 標(biāo)志層：</b></p><p>　　44號煤層底板厚約2-

106、2.5m的凝灰?guī)r。</p><p>　　61號煤層底板厚約1-1.4m的凝灰?guī)r。</p><p>　　67號煤層底板厚約1.5m的凝灰?guī)r。</p><p>　　74號煤層底板厚約1m的凝灰?guī)r。</p><p><b>　　2. 煤層組：</b></p><p>　　48煤層組：在間距151m范圍內(nèi)

107、含煤6層，可采層一層，為48層，局部可采層3層，為47，49，51層，賦存穩(wěn)定,是區(qū)內(nèi)煤層對比的主要標(biāo)志。</p><p>　　60煤層組：在間距230m范圍內(nèi)含煤10層，可采層一層，為58層，局部可采層60層,可作為局部煤層對比標(biāo)志。</p><p>　　67煤層組：在間距189m范圍內(nèi)含煤10層，可采煤層4層，為63，65，67，68層，局部可采層2層，為66，74層，可作為煤層對比標(biāo)

108、志。</p><p>　　3. 煤層間距法：本區(qū)煤層間距比較穩(wěn)定，可作為煤層對比標(biāo)志。例如：47層與48層頂?shù)装彘g距均在25-30m左右。</p><p><b>　　4. 煤層特征：</b></p><p>　　47層：煤層在本區(qū)內(nèi)相對較厚，煤質(zhì)較好，塊狀，煤層中夾凝灰?guī)r薄層。</p><p>　　48層：煤層相對較厚

109、，煤質(zhì)較好，塊狀，全區(qū)發(fā)育。</p><p>　　49層：煤層中間夾粉砂巖薄層，厚度在0.3-0.8m之間。 60層：煤層為磷片狀。</p><p>　　67層：煤層較厚，塊狀，煤層中間含炭質(zhì)頁巖。</p><p>　　5. 大的巖性、巖相對比法：</p><p>　　本區(qū)內(nèi)巖性較細(xì)，主要由粉砂巖、細(xì)砂巖，粉細(xì)互層、中砂巖

110、及煤層組成，僅有較少的粗砂巖、含礫砂巖。</p><p>　　煤層和巖層的物性差異均比較明顯，各種巖層的密度差別較小，r-r曲線在各種巖層上反應(yīng)平直（破碎帶除外），煤層異常反應(yīng)明顯。煤巖層的電性差差別也比較大，煤層呈現(xiàn)中高值，巖性電阻率較低，各種巖層的電阻率變化不大，電阻率曲線能夠較清楚地反映出煤層，巖層 電性方面的差異，凝灰?guī)r和含凝灰質(zhì)砂巖電阻率最低，是用測井資料進行煤巖對比的重要標(biāo)志層。</p>