六大系統(tǒng)設(shè)計 (監(jiān)測和人員定位)

1、第一章監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)第一節(jié)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀礦井裝備一套由北京神舟鼎天有限公司生產(chǎn)的KJ83N型煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng);該系統(tǒng)于2007年5月份開始安裝使用,經(jīng)過多次升級維護,2010年將系統(tǒng)改造為數(shù)字化分站,現(xiàn)正常使用。升級后的監(jiān)控系統(tǒng)能滿足國家下發(fā)的安全生產(chǎn)行業(yè)標準AQ6201-2006的要求和符合煤礦安全規(guī)程中的規(guī)定。該系統(tǒng)能對井下生產(chǎn)現(xiàn)場的瓦斯、一氧化碳、溫度、風速、主要風門開關(guān)、風機開停、設(shè)備開停、負壓、水位、粉塵等情況進行實時監(jiān)控。系統(tǒng)現(xiàn)裝備主機、備用機各1臺,調(diào)制解調(diào)器1臺,數(shù)據(jù)傳輸接口1臺,監(jiān)控分站10臺,風速傳感器3臺,瓦斯傳感器14臺,一氧化碳傳感器5臺,風筒傳感器3臺,風門開關(guān)

2、傳感器7臺,開停傳感器26臺,溫度傳感器11臺,遠程斷電傳感器3臺,風壓傳感器2臺,水位傳感器5臺,粉塵傳感器2臺。當井下出現(xiàn)有害氣體超限時,系統(tǒng)會自動聲光報警;如井下發(fā)生停電事故,監(jiān)控設(shè)備仍可利用自身電源,連續(xù)工作2小時以上,對礦井生產(chǎn)現(xiàn)場進行24小時不間斷監(jiān)測,可有效地防止重特大事故的發(fā)生,為礦井的安全生產(chǎn)提供了可靠保障。監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)地面中心站設(shè)在礦井調(diào)度室,24小時有人值班。第二節(jié)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計一、基本要求1、煤礦企業(yè)必須按照煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范(AQ1029-2007的要求,建設(shè)完善監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)對煤礦井下甲烷和一氧化碳的濃度、溫度、風速等的動態(tài)監(jiān)控。2、煤礦安

3、裝的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)必須符合煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求(AQ62012006的規(guī)定,并取得煤礦礦用產(chǎn)品安全標志。監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)各配套設(shè)備應(yīng)與安全標志證書中所列產(chǎn)品一致。3、甲烷、饋電、設(shè)備開停、風壓、風速、一氧化碳、煙霧、溫度、風門、風筒等傳感器的安裝數(shù)量、地點和位置必須符合煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范(AQ1029-2007要求。監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)地面中心站要裝備2套主機,1套使用、1套備用,確保系統(tǒng)24小時不間斷運行。4、煤礦企業(yè)應(yīng)按規(guī)定對傳感器定期調(diào)校,保證監(jiān)測數(shù)據(jù)準確可靠。5、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在瓦斯超限后應(yīng)能迅速自動切斷被控設(shè)備的電源,并保持閉鎖狀態(tài)。6、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)地面中心站執(zhí)行24小時

4、值班制度,值班人員應(yīng)在礦井調(diào)度室或地面中心站,以確保及時做好應(yīng)急處置工作。7、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能對緊急避險設(shè)施內(nèi)外的甲烷和一氧化碳濃度等環(huán)境參數(shù)進行實時監(jiān)測。二、設(shè)備儀器選型充分利用礦井現(xiàn)有的由北京神舟鼎天有限公司生產(chǎn)的KJ83N型煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)滿足國家下發(fā)的安全生產(chǎn)行業(yè)標準AQ6201-2006的要求,符合煤礦安全規(guī)程中相關(guān)的規(guī)定三、監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備布置1、監(jiān)測主機:地面中心站設(shè)在礦調(diào)度室,主機、備用機各1臺;主機為工控機,雙機熱備份;集線器1臺;服務(wù)器1臺;彩色網(wǎng)絡(luò)圖形終端1臺;打印機1臺;分離式背投影裝備一套。2、采煤工作面工作面甲烷傳感器安裝在回風流中距工作面小于或等于10

5、m處,工作面回風巷中設(shè)置甲烷傳感器,設(shè)置在距離回風口1015m的范圍內(nèi)。 3掘進工作面設(shè)瓦斯、溫度、風筒開關(guān),設(shè)備(局扇開停傳感器,每個掘進工作面均配備一套風電瓦斯閉鎖裝置。掘進工作面均設(shè)置雙甲烷傳感器,迎頭5m范圍內(nèi)設(shè)置1個,距離掘進面回風口10-15m范圍內(nèi)設(shè)置1個。 圖1-1-2 掘進工作面甲烷傳感器的設(shè)置4、避難硐室每個避難硐室分別設(shè)置2處分站,能夠全面監(jiān)測避難硐室內(nèi)、外環(huán)境參數(shù)。1分站:監(jiān)測生存硐室、過渡硐室內(nèi)環(huán)境參數(shù),共配備傳感器9個。其中:過渡硐室內(nèi)布置氧氣傳感器2個,一氧化碳傳感器2個;生存硐室內(nèi)設(shè)氧氣傳感器1個,甲烷傳感器1個,二氧化碳傳感器1個,一氧化碳傳感器1個,溫度傳感

6、器1個。2分站:監(jiān)測避難硐室外部環(huán)境參數(shù),共配備傳感器4個,設(shè)氧氣傳感器1個,甲烷傳感器1個,二氧化碳傳感器1個,一氧化碳傳感器1個。5、其他地點地面風硐:設(shè)置負壓傳感器。總回風巷:設(shè)置瓦斯、溫度、風速傳感器。設(shè)置地點應(yīng)巷道平直,前后10m無阻礙,巷道無分叉。機電硐室:設(shè)置設(shè)備開停、溫度傳感器。主要進回風巷風門處:設(shè)置風門狀態(tài)傳感器。皮帶運輸巷:設(shè)置煙霧、溫度、一氧化碳傳感器。設(shè)置在皮帶滾筒下風側(cè)10-15m。四、各類傳感器的報警、斷電及有關(guān)參數(shù)1、甲烷傳感器甲烷傳感器安裝在井下回采工作面、掘進頭、巷道硐室等處,用于連續(xù)監(jiān)測井下氣體中甲烷含量,當甲烷含量超限時,應(yīng)具有聲光報警功能,同時由有關(guān)設(shè)

7、備切斷相應(yīng)范圍的電源。表1-2-1 甲烷傳感器參數(shù)要求 傳感器的測量范圍:04%CH4連續(xù)可測。傳感器的測量誤差:對01%范圍為±0.1%CH4;對12%范圍為±0.2%CH4;對24%范圍為±0.3%CH4;報警值0.51.5%可調(diào);傳感器的響應(yīng)時間應(yīng)不大于15s;光信號應(yīng)能在20m內(nèi)清晰可見。2、溫度傳感器溫度傳感器安裝在井下工作面,測量其環(huán)境溫度以保證適宜的工作環(huán)境。測量范圍:-5+45測量精度:±1°表1-2-2 溫度傳感器參數(shù)要求 3、風速傳感器風速傳感器安裝在井下各主要風道,測量其風速,以保證井下各井巷中的風流速度符合規(guī)程要求。測量

8、范圍:0.2518m/s測量精度:滿量程的±2%表1-2-3 風速傳感器參數(shù)要求 4、風壓傳感器風壓傳感器安裝在礦井主扇風室內(nèi),用以連續(xù)監(jiān)測礦井風壓。測量范圍:0-5kPa(表壓測量精度:±1%五、各類傳感器的裝備量根據(jù)汶河煤礦生產(chǎn)布置及避險系統(tǒng)的建設(shè)要求,須配備的分站及各類傳感器數(shù)量如下表所示:表1-2-4 安全監(jiān)控分站、傳感器布置統(tǒng)計表 六、監(jiān)控分站布置結(jié)合礦井現(xiàn)有監(jiān)控分站,根據(jù)避難硐室的設(shè)置情況,設(shè)計礦井監(jiān)控分站布置如下:采掘工作面、機電硐室內(nèi)分站設(shè)置(1主通風機監(jiān)控分站: 設(shè)在主通風機房。共配備傳感器4個,其中開停傳感器2個;風壓傳感器2個。(2+36m水平監(jiān)控分站

9、: 設(shè)在+36m水平水倉。共配備傳感器9個,其中開停傳感器4個,溫度傳感器2個,風門傳感器2個,水位傳感器1個。(3-195m水平監(jiān)控分站: 設(shè)在-195m水平水倉。共配備傳感器12個,其中開停傳感器4個,風門狀態(tài)傳感器2個,甲烷傳感器1個,風速傳感器1個,水位傳感器1個,溫度傳感器2個,一氧化碳傳感器1個。(4-300m水平監(jiān)控分站: 設(shè)在-300m水平水倉。共配備傳感器15個,其中開停傳感器4個,風門狀態(tài)傳感器2個,甲烷傳感器2個,風速傳感器2個,水位傳感器1個,溫度傳感器2個,一氧化碳傳感器2個。(5-450m水平監(jiān)控分站1: 設(shè)在-450m水平水倉。共配備傳感器5個,其中開停傳感器3個

10、,水位傳感器1個,溫度傳感器1個。(6-450m水平監(jiān)控分站2: 設(shè)在-450m水平水倉。共配備傳感器8個,其中開停傳感器2個,風門傳感器1個,遠程斷電傳感器1個,甲烷傳感器2個,風筒傳感器1個,粉塵傳感器1個。(7-520m水平監(jiān)控分站: 設(shè)在-520m水平水倉。共配備傳感器5個,其中開停傳感器3個,水位傳感器1個,溫度傳感器1個。(8三采區(qū)監(jiān)控分站: 設(shè)在三采區(qū)總回風巷。共配備傳感器6個。甲烷傳感器2個,開停傳感器2個,遠程斷電傳感器1個,風筒傳感器1個。還需安設(shè)甲烷傳感器2個,風筒傳感器1個,一氧化碳傳感器1個,風速傳感器1個。(9采煤面監(jiān)控分站:設(shè)在-410水平四層上山。共配備傳感器1

11、0個,甲烷傳感器4個,一氧化碳傳感器2個,溫度傳感器2個,遠程斷電傳感器1個,粉塵傳感器1個。還需安設(shè)甲烷傳感器2個。(10二采區(qū)監(jiān)控分站: 設(shè)在-438十一層上山。共配備傳感器7個,甲烷傳感器3個,開停傳感器2個,遠程斷電傳感器1個,風筒傳感器1個。(11三采井底車場監(jiān)控分站:設(shè)在-450m水平北石門。共配備傳感器4個,其中甲烷傳感器3個,風筒傳感器1個。避難硐室內(nèi)分站設(shè)置1、一、二采區(qū)避難硐室1分站:監(jiān)測生存硐室、過渡硐室內(nèi)環(huán)境參數(shù),共配備傳感器9個。其中過渡硐室內(nèi)布置氧氣傳感器2個,一氧化碳傳感器2個;生存硐室內(nèi)設(shè)氧氣傳感器1個,甲烷傳感器1個,二氧化碳傳感器1個,一氧化碳傳感器1個,溫

12、度傳感器1個。2分站:監(jiān)測避難硐室外部環(huán)境參數(shù),共配備傳感器4個,設(shè)氧氣傳感器1個,甲烷傳感器1個,二氧化碳傳感器1個,一氧化碳傳感器1個。2、三采區(qū)避難硐室1分站:監(jiān)測生存硐室、過渡硐室內(nèi)環(huán)境參數(shù),共配備傳感器9個。其中過渡硐室內(nèi)布置氧氣傳感器2個,一氧化碳傳感器2個;生存硐室內(nèi)設(shè)氧氣傳感器1個,甲烷傳感器1個,二氧化碳傳感器1個,一氧化碳傳感器1個,溫度傳感器1個。2分站:監(jiān)測避難硐室外部環(huán)境參數(shù),共配備傳感器4個,設(shè)氧氣傳感器1個,甲烷傳感器1個,二氧化碳傳感器1個,一氧化碳傳感器1個。綜上所述,汶河煤礦設(shè)計設(shè)置監(jiān)控分站15處,其中避難硐室4處,采區(qū)及機電硐室設(shè)置11處。當?shù)V井的采掘地點

13、發(fā)生變化時,礦井監(jiān)控系統(tǒng)分站及傳感器應(yīng)應(yīng)及時進行相應(yīng)的調(diào)整。七、運行管理1、煤礦應(yīng)建立監(jiān)控系統(tǒng)管理機構(gòu),并配備足夠人員。2、安全監(jiān)控值班人員應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn)合格,持證上崗。3、煤礦應(yīng)建立以下賬卡及報表:(1安全監(jiān)控設(shè)備臺賬;(2安全監(jiān)控設(shè)備故障記錄表;(3檢修記錄;(4巡檢記錄;(5傳感器調(diào)校記錄;(6中心站運行記錄;(7安全監(jiān)控日報;(8報警斷電記錄月報;(9甲烷超限斷電閉鎖及甲烷風電閉鎖測試記錄;(10安全監(jiān)控設(shè)備使用情況月報表。4、煤礦應(yīng)建立安全監(jiān)控設(shè)備維修室,負責本礦井安全監(jiān)控設(shè)備的安裝、調(diào)校、維護既簡單的維修工作。5、煤礦必須繪制監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備布置圖及斷電控制圖,并根據(jù)采掘工作面的變化情況及

14、時修改。第三節(jié)結(jié)論根據(jù)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范(AQ1029-2007的要求,礦井監(jiān)控系統(tǒng)須完善以下幾個方面:1、三采區(qū)皮帶上山掘進面混合風流處、回風流處各設(shè)置一個甲烷傳感器。2、三采區(qū)回風巷中設(shè)一氧化碳、風速傳感器、風筒傳感器。3、11119工作面回風流中設(shè)甲烷傳感器、2418工作面上設(shè)甲烷傳感器。4、三采區(qū)井底車場掘進面設(shè)3個甲烷傳感器,1個風筒傳感器,需增加1個分站。5、避難硐室設(shè)甲烷傳感器3個,一氧化碳傳感器5個,氧氣傳感器5個,溫度傳感器1個,濕度傳感器1個,二氧化碳傳感器3個,分站2個。6、礦井配備傳感器、分站等安全監(jiān)控設(shè)備備件,應(yīng)根據(jù)“六大系統(tǒng)”設(shè)計數(shù)量及時調(diào)整,保

15、證備用數(shù)量不少于應(yīng)配備數(shù)量的20%。7、進一步規(guī)范完善相關(guān)的報表、臺帳。第二章人員定位系統(tǒng)第一節(jié)人員定位系統(tǒng)現(xiàn)狀汶河煤礦現(xiàn)使用的人員定位系統(tǒng)系濟南新云鵬有限公司生產(chǎn)的KJ214型人員定位系統(tǒng);該系統(tǒng)于2007年11月份開始安裝使用。系統(tǒng)由識別卡、位置監(jiān)測分站、主機(含顯示器、系統(tǒng)軟件、服務(wù)器、打印機、大屏幕、UPS電源、網(wǎng)絡(luò)接口和電纜組成,具有人員位置監(jiān)測和管理功能?，F(xiàn)井下有7個分站,696個識別卡。礦井在人員出入井口、重點區(qū)域出入口等地點設(shè)置有分站,并能滿足監(jiān)測攜卡人員出入井、出入重點區(qū)域的要求;巷道分支處設(shè)置有分站,并能滿足監(jiān)測攜卡人員出入方向的要求。第二節(jié)人員定位系統(tǒng)設(shè)計一、基本要求1、

16、系統(tǒng)應(yīng)由中心站主機、傳輸接口、傳輸分站、識別卡、電源箱、電纜、接線盒、避雷器和其他必要設(shè)備組成。2、礦井各個人員出入井口、重點區(qū)域出入口、限制區(qū)域等地點均應(yīng)設(shè)置分站,并能滿足監(jiān)測攜卡人員出入井、出入重點區(qū)域、出入限制區(qū)域的要求;巷道分支處應(yīng)設(shè)置分站,并能滿足監(jiān)測攜卡人員出入方向的要求。煤礦緊急避險設(shè)施入口和出口應(yīng)分別設(shè)置人員定位系統(tǒng)分站,對出、入緊急避險設(shè)施的人員進行實時監(jiān)測。3、系統(tǒng)應(yīng)具有顯示、打印、查詢、報警功能。4、中心站及入井電纜的入井口處應(yīng)具有防雷措施。5、系統(tǒng)應(yīng)符合煤礦井下作業(yè)人員管理系統(tǒng)通用技術(shù)條件(AQ6210-2007的要求。6、系統(tǒng)應(yīng)符合煤礦井下作業(yè)人員管理系統(tǒng)適用與管理規(guī)

17、范(AQ1048-2007的要求。二、設(shè)備儀器選型系統(tǒng)型號:KJ214;中心站主機:EVOC;分站型號:KJ214-F;防爆形式:ExibI,煤安證號:20069000;識別卡:KJ214-K,防爆形式:ExibI,煤安證號:MFD090041;電源箱:KDW29,防爆形式:Exdib,煤安證號:MAA070024;傳輸電纜:MHYV 5*2*0.5;煤安證號:MIA080067。以上設(shè)備均取得煤礦安全標志準用證,適用于煤礦井下的作業(yè)環(huán)境。三、主要技術(shù)指標:(1最大位移速度不得小于5m/s;(2并發(fā)識別數(shù)量不得小于80;(3漏讀率不得大于10-4;(4最大傳輸距離:識別卡與分站之間的無線傳輸距

18、離不小于10m;分站至傳輸接口之間最大傳輸距離應(yīng)不小于10km;分站至傳輸接口之間可串入可靠的中繼器(或類似產(chǎn)品,但所串的中繼器(或類似產(chǎn)品最多不超過2臺;(5最大監(jiān)控容量:系統(tǒng)允許接入的分站數(shù)量宜在8、16、32、64、128中選取;被中繼器等設(shè)備分隔成多段的系統(tǒng),每段允許接入的分站數(shù)量宜在8、16、32、64、128中選取;識別卡數(shù)量應(yīng)不小于8000個;(6系統(tǒng)最大巡檢周期應(yīng)不大于30s;(7誤碼率應(yīng)不大于10-8;(8存儲時間:攜卡人員出/入井時刻、出/入重點區(qū)域時刻、出/入限制區(qū)域時刻、進入識別區(qū)域時刻、出/入巷道分支時刻及方向、超員、超時、工作異常、卡號、姓名、身份證號、年齡、職務(wù)或

19、工種、所在區(qū)隊班組、主要工作地點等記錄應(yīng)保存1年以上。當主機發(fā)生故障時,丟失上述信息的時間長度應(yīng)不大于5min;分站存儲數(shù)據(jù)時間應(yīng)不小于2h;(9畫面響應(yīng)時間:調(diào)出整幅畫面85%的響應(yīng)時間應(yīng)不大于2s,其余畫面應(yīng)不大于5s;(10雙機切換時間:從工作主機故障到備用主機投入正常工作時間應(yīng)不大于5min;(11識別卡電池壽命:不可更換電池的識別卡的電池壽命應(yīng)不小于2年。可更換電池的識別卡的電池壽命應(yīng)不小于 6 個月； （12）識別卡電池工作時間：采用可充電電池的識別卡，每次充電應(yīng)能保證 識別卡連續(xù)工作時間不小于 7d； （13）備用電源工作時間：在電網(wǎng)停電后，備用電源應(yīng)能保證系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控 時間不小

20、于 2h； （14）遠程本安供電距離：遠程本安供電距離應(yīng)不小于 2km。 四、設(shè)備儀器布置位置及數(shù)量 1、主機：地面中心站設(shè)在礦調(diào)度室，系統(tǒng)現(xiàn)裝備主機、備用機各 1 臺。主 要用來接收監(jiān)測信號、報警判別、數(shù)據(jù)統(tǒng)計及處理、磁盤存儲、顯示、聲光報警、 人機對話、控制打印輸出、與管理網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接等。 2、位置監(jiān)測分站（接收器） ：設(shè)計全礦井共布置 19 臺，其中地面 1 臺，井 下 18 臺。主要安裝在主井、副井、采煤工作面、掘進工作面、避難硐室的出入 口及巷道分支處。通過無線方式讀取識別卡內(nèi)用于人員識別的信息，發(fā)送至地面 傳輸接口，并送主機處理。 礦井現(xiàn)設(shè)有 7 個分站，其中地面 1 臺，井下 6 臺

21、。 （1）監(jiān)測分站：安設(shè)在副井上井口，主要監(jiān)測礦井全部上下人員。 （2）監(jiān)測分站：安設(shè)在+36m 水平水倉，主要監(jiān)測+36m 水平水倉附近及一 級吊掛式人行車區(qū)域人員。 （3）監(jiān)測分站：安設(shè)在-195m 水平水倉附近，主要監(jiān)測-195m 水平水倉附 近及二級吊掛式人行車區(qū)域人員。 （4）監(jiān)測分站：安設(shè)在-300m 水平水倉附近，主要監(jiān)測-300m 水平水倉附 近人員。 （5）監(jiān)測分站：安設(shè)在-450m 水平水倉附近，主要監(jiān)測-450m 水平水倉附 近人員。 （6）監(jiān)測分站：安設(shè)-450 水平北石門附近，主要監(jiān)測通過-450 水平北石門 的人員。 （7） 監(jiān)測分站： 安設(shè)在-450 水平北石門進風巷內(nèi)， 主要監(jiān)測通過三采區(qū)-450 水平軌道上山的人員。 （8）監(jiān)測分站：安設(shè)在一、二采區(qū)永久避難硐室出口處，主要監(jiān)測通過避 難硐室的人員。 （9）監(jiān)測分站：安設(shè)在一、二采區(qū)永久避難硐室出口處，主要監(jiān)測通過避 難硐室的人員。 （10）監(jiān)測分站：安設(shè)在-450m 十三層平巷處，主要監(jiān)測-450 水平火藥庫修 復(fù)面的人員。 （11）監(jiān)測分站：安設(shè)在三水平井底車場掘進面處，主要監(jiān)測掘進面人員。 （12）監(jiān)測分站：安設(shè)在三采區(qū)皮帶巷掘進面處，主要監(jiān)測掘進面人員。 （