安全监测监控课程设计报告
的瓦斯浓度达到1.5％时，必须停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理，
对因瓦斯浓度超过规定被切断电源的电气设备，必须在瓦斯浓度降到1.0%以下时，方可通电开动。
第一百六十条 煤矿安全监控设备之间必须使用专用阻燃电缆或光缆连接，严禁与调度电话电缆或动力电缆等共用。
防爆型煤矿安全监控设备之间的输入、输出信号必须为本质安全型信号。 安全监控设备必须具有故障闭锁功能：当与闭锁控制有关的设备未投入正常运行或故障时，必须切断该监控设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当与闭锁控制有关的设备工作正常并稳定运行后，自动解锁。
矿井安全监控系统必须具备甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能；当主机或系统电缆发生故障时，系统必须保证甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能；当电网停电后，系统必须保证正常工作时间不小于2h；系统必须具有防雷电保护；系统必须具有断电状态和馈电状态监测、报警、显示、存储和打印报表功能；中心站主机应不少于2台，1台备用。
第一百六十二条 安全监控设备必须定期进行调试、校正，每月至少1次。甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪等采用载体催化元件的甲烷检测设备，每7天必须使用校准气样和空气样调校1次。每7天必须对甲烷超限断电功能进行测试。
第一百六十四条 矿井安全监控系统中心站必须实时监控全部采掘工作面瓦斯浓度变化及被控设备的通、断电状态。
第一百六十八条 甲烷传感器报警浓度、断电浓度、复电浓度和断电范围必须符合下表规定。
第一百六十九条 低瓦斯矿井的采煤工作面，必须在工作面设置甲烷传感器。 第一百七十条 低瓦斯矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面，必须在工作面设置甲烷传感器。
第一百七十一条 在回风流中的机电设备硐室的进风侧必须设置甲烷传感器。 第一百七十四条 瓦斯抽放泵站必须设置甲烷传感器，抽放泵输入管路中必须设置甲烷传感器。利用瓦斯时，还应在输出管路中设置甲烷传感器。
第一百七十五条 装备矿井安全监控系统的矿井，每一个采区、一翼回风巷及总回风巷的测风站应设置风速传感器，主要通风机的风硐应设置压力传感器；瓦斯抽放泵站的抽放泵吸入管路中应设置流量传感器、温度传感器和压力传感器，利用瓦斯时，还应在输出管路中设置流量传感器、温度传感器和压力传感器。
装备矿井安全监控系统的矿井，主要通风机、局部通风机应设置设备开停传感器，主要风门应设置风门开关传感器，被控设备开关的负荷侧应设置馈电状态传感器。
2.2 设计标准
根据煤矿安全法规要求，结合本矿煤层水文地质较简单，瓦斯浓度较高，而水灾，火灾，煤尘及其他有害气体涌出较少的特点。本矿的安全设计标准应以监控瓦斯和风速
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为主，监控系统还能检测和控制一氧化碳，温度，风门开关等环境参数，和各种机电设备的生产参数和运行情况。
表2-2 甲烷传感器的报警浓度、断电浓度、复电浓度和断电范围
甲烷传感器 设置地点 低瓦斯和高瓦斯矿井的采煤工作面 煤（岩）与瓦斯突出矿井的采煤工作
面 高瓦斯和煤（岩）与瓦斯突出矿井的采煤工作面回风巷 本规程第一百三十六条所规定的装有矿井安全监控系统的采煤工作面回
风巷 专用排瓦斯巷 煤（岩）与瓦斯突出矿井采煤工作面
进风巷 采用串联通风的被串采煤工作面进
风巷 采煤机 低瓦斯、高瓦斯、
报警浓度 断电浓度 复电浓度 断电范围 工作面及其回风巷内全部非本质安全型
电气设备 工作面及其进、回风巷内全部非本质安全型电气设备 工作面及其回风巷内全部非本质安全型
电气设备
≥1.0%CH4
≥1.5%CH4
＜1.0%CH4
≥1.0%CH4
≥1.5%CH4
＜1.0%CH4
≥1.0%CH4
≥1.0%CH4
＜1.0%CH4
≥1.5%CH4
≥1.5%CH4
＜1.5%CH4
工作面及其回风巷内全部非本质安全型
电气设备
≥2.5%CH4 ≥0.5%CH4
≥2.5%CH4 ≥0.5%CH4
＜2.5%CH4 ＜0.5%CH4
工作面内全部非本质安全型电气设备 进风巷内全部非本质安全型电气设备 被串采煤工作面及其进回风巷内全部非本质安全型电气设备
采煤机电源 掘进巷道内全部非
≥0.5%CH4 ≥1.0%CH4 ≥
≥0.5%CH4 ≥1.5%CH4 ≥
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＜0.5%CH4 ＜1.0%CH4 ＜
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煤（岩）与瓦斯突出矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面 高瓦斯、煤（岩）与瓦斯突出矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面回风流中 采用串联通风的被串掘进工作面局部通风机前 掘进机
1.0%CH4 1.5%CH4 1.0%CH4 本质安全型电气设备
≥1.0%CH4
≥1.0%CH4
＜1.0%CH4
掘进巷道内全部非本质安全型电气设备
≥0.5%CH4 ≥1.0%CH4 ≥0.5%CH4
≥0.5%CH4 ≥1.5%CH4 ≥0.5%CH4
＜0.5%CH4 ＜1.0%CH4 ＜0.5%CH4
被串掘进巷道内全部非本质安全型电气
设备 掘进机电源 机电设备硐室内全部非本质安全型电气
设备
回风流中机电设备硐室的进风侧 高瓦斯矿井进风的主要运输巷道内使用架线电机车时的装煤点和瓦斯涌出巷道的下风流处
≥0.5%CH4
2.3 平煤七矿安全监控系统设计内容、原则和方法。
2.3.1 设计的内容
设计的内容方面，考虑到该矿的自身需要和工作重点，矿井安全监控系统的设计主要侧重于瓦斯、一氧化碳、温度、风速、负压等环境安全参数，附带也涉及少量的比较重要的开关量如风门的开关、绞车、人行车、皮带机的开停、水泵的开停、局扇的开停等生产工况参数的监测监控。在设计的具体内容上，结合本人的专业特点，是从软件和硬件方面进行具体的设计，是采用现有的成套的监控系统及其配套的附属设备，针对不同的矿井，进行设备的选型和具体的布置安装。这样既节省了开发投资，提高了经济效益，又为系统日后的维修和管理带来极大的方便。因此，本设计并不涉及具体的软硬件的设计，而是结合煤炭行业本身的特点，把设计的重点放在系统及配套设备的选型、井
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下传感器的布置、分站的布置、地面中心站的布置、信息传输系统的设计等方面。这也基本符合现代矿井监控系统装备的实际需要。 2.3.2 设计原则
以《煤矿安全规程》，《煤矿安全规程执行说明》，《矿井通风安全监测装置使用管理规定》，《煤矿监控系统设计规范》等规章制度中的相关规定为设计原则，结合矿井实际情况进行设计。 2.3.3 设计方法
设计的方法采用结构化的设计方法，即从顶层到底层、从总体到局部、从初步到详细。
2.4 监控范围确定。
总体上说，监控范围涉及整个矿井。但由于本监控系统侧重于井下环境参数的监测，因此，监控范围主要集中在各采煤工作面和采掘工作面。具体说来，主要有己17-22062综采工作面，己17-21121综采工作面，己-21051综采工作面，己17-23070综采工作面，以及己17-210081掘进工作面，己17-21011掘进工作面，己17-23060掘进工作面，己17-22091掘进工作面，此外，各东，中，西采区的回风巷、人行道、材料道以及各大巷，井底车场以及各硐室也在监控范围之内。
3 矿井监控系统布置
3.1 传感器布置
3.1.1 功能概述
矿用传感器大体可分为环境传感器和生产参数传感器两大类。环境传感器一般包括甲烷、一氧化碳、二氧化碳、温度、湿度、风速、负压、粉尘、烟雾等，而生产参数传感器主要包括设备开停、料位、皮带称重、机组位置、皮带打滑、电压、电流、功率等。 3.1.2 分采区传感器布置方法要求
结合该煤矿的实际情况，本设计中主要布置甲烷、一氧化碳、温度、风速、负压等环境传感器及风门开关、绞车开停、人行车开停、皮带机开停、水泵开停等开关量传感器。其布置按以下方法考虑。 1、瓦斯传感器布置
根据《矿井通风安全监测装置使用管理规定》，井下瓦斯传感器的布置应按如下进行。
（1）回采工作面传感器的布置
回采工作面主要有东翼的综采工作面、高档普采工作面、备用的高档普采工作面以及西翼的综采工作面、高档普采工作面，瓦斯传感器的布置示意图如下图所示。U型通风方式在上隅角设置甲烷传感器T0，工作面设置甲烷传感器T1 ，工作面回风巷设置甲烷传感器T2；若煤与瓦斯突出矿井的甲烷传感器T1不能控制采煤工作面进风巷内全部非本质安全型电气设备，则在进风巷设置甲烷传感器T3；传感器T的瓦斯报警浓度为1%,瓦斯断电浓度为1.5%CH4,复电浓度为小于1%CH4,其断电范围为工作面及回风巷中
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