安全检测技术5章矿山安全检测技术

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1、第五章矿山安全检测技术近年全国重大矿难事故一览时间地点遇难人数事故原因2010.3.28山西王家岭煤矿37人遇难，一人下落不明透水事故2010.03.01内蒙古乌海31名被困者无生还可能在建的神华集团骆驼山煤矿发生透水事故2010.01.05湖南立胜34人死亡湖南立胜煤矿发生重大火灾事故2009.11.21黑龙江鹤岗共造成108人遇难新兴煤矿发生瓦斯爆炸2009.09.08河南省平顶山54人死亡违法违规组织生产导致的特大事故2009.05.30重庆市綦江县30人死亡、77人受伤违规违章行为引发的特别重大安全生产事故。2009.02.22山西屯兰78人死亡瓦斯浓度过高，煤矿爆炸。

2、第一节煤矿安全生产监控系统简介1815年英国发明瓦斯检定灯20世纪30年代日本发明光干涉瓦斯检定器40年代，美国研制出铂丝催化元件1954年，英国采矿安全研究所（SMRE）制成了最早的载体催化元件60年代以后，便携式瓦斯监测装置和监测系统得到了快速发展一、矿井安全监控技术发展概况第一节煤矿安全生产监控系统简介我国矿井安全监控技术发展建国初期，煤矿下井人员主要使用光学瓦斯检定器、瓦斯检定灯、检知管、风表等；60年代初期，研制达到使用水平的载体催化元件和AQR-1型瓦斯测量仪。70年代研制出瓦斯断电仪；80年代初期，从欧美引进、吸收矿井监控系统；80年代以后，逐步开发出KJ126、

3、KJF2000、KJ95、KJ90等系统。第一节煤矿安全生产监控系统简介二、矿井安全监控对象作业场环境工矿设备矿轨道运输矿胶带运输矿供电、排水、火灾人员位置第一节煤矿安全生产监控系统简介按监控目的分类：（1）煤矿安全监控系统（2）瓦斯抽采（放）监控系统（3）煤矿轨道运输监控系统（4）煤矿胶带运输监控系统（5）提升运输监控系统（6）煤矿供电监控系统（7）煤矿排水监控系统（8）煤矿火灾监控系统（9）矿山压力监控系统（10）煤与瓦斯突出监控系统（11）人员位置监测系统（12）综合监控系统第二节煤矿安全监控系统煤矿安全监控的主要内容对井下CH4、CO、O2、CO2等气体浓度的检测；对风

4、速、风量、气压、温度、粉尘浓度、水位等环境参数的检测；对生产设备运行状态的监测、监控等。煤矿安全监控系统组成一般由传感器、井下分站、传输线路、地面中心站、监控软件组成，如下图所示：第二节煤矿安全监控系统图7-1煤矿安全监控系统第二节煤矿安全监控系统一、煤矿安全生产监控系统基本构成1.传感器2.井下监控分站井下监控分站是一种以嵌入式芯片为核心的微机计算机系统，可挂接多种传感器，能对井下多种环境参数诸如瓦斯、风速、一氧化碳、负压、设备开停状态等进行连续监测，具有多通道，多制式的信号采集功能和通讯功能，通过工业以太网或总线方式能及时将监测到的各种环境参数、设备状态传送到地面中心站，并

5、执行中心站发出的及时发出报警和断电控制信号。3.信号传输网络将监测到的信号传送到地面中心站的信号通道。如无线传输信道、电缆、光纤等。4.地面中心站1、传感器甲烷传感器一氧化碳传感器温度传感器风速/风压传感器烟雾传感器开停传感器甲烷传感器甲烷浓度检测电桥工作原理甲烷在催化剂作用下进行无火焰燃烧，产生热量使R1升温导致电阻变化，黑元件的电阻值与温度的关系为：△R1＝α(DCQ/h)R0（燃烧热方程）方程中为常数的：R0为铂丝摄氏零度时电阻值;α铂丝温度系数:α＝3.9485×10-3/℃D为甲烷扩散系数；Q为甲烷分子燃烧热；h为敏感元件热容量；方程中为变量的：C为被测环境中的甲烷浓

6、度；高低浓度甲烷传感器主要用于监测高瓦斯煤矿井下环境气体中的瓦斯浓度，可以连续自动地将井下沼气浓度转换成标准电信号输送给关联设备，并具有就地显示沼气浓度值，超限声光报警等功能。还可与各类型监测系统及断电仪、风电瓦斯闭锁装置配套，适宜在煤矿采掘工作面、回风巷道等地点固定使用。采用热催化原理与热导原理相结合来测量沼气浓度，克服了单一元件测量过程中的不稳定现象，具有性能稳定、测量精确、响应速度快，结构坚固、易使用易维护等特点。并具有遥控调校、断电控制、故障自校自检等新功能。原理说明：正常时，输出信号给系统；当浓度达到报警值时产生声光报警，同时将信号发送给系统产生报警；当浓度达到断点

7、值时报警并输出信号（AI）给系统判断后执行两道断电指令，同时发出断电信号（DO或)执行断电指令，并将切断信号(DI与)反馈给系统。CH4(CO)浓度1.5%1.0%报警值断电值分线盒本安电源AC127VDC12V本安总线电缆系统现场本安I/O箱报警和切断信号传递给系统模拟量信号（AI)执行切断指令-2现场供电高爆开关执行切断指令-1CH4(CO)传感器，通过密码可设定参数执行切断指令-3数字量信号（DO)电力分站PKS系统切断反馈信号一氧化碳传感器检测原理1)当一氧化碳气体浓度发生变化时，气