煤矿安全监测监控技术
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煤矿安全监测监控技术
辽北技师学院
徐景贤
第一章 绪论
• 第一节 国内煤矿安全监测监控技术发 展概况
• 随着现代新技术的发展和检测监控技术人员 使用和维护水平的不断提高，在煤矿安全生产中 发挥的作用越来越受到重视，世界各产煤国均致 力于矿井安全监测系统的研制、生产和推广，从 管理制度上进一步规范了矿井安全监控系统的应 用增强了矿井的安全保障能力。
•
3．调度管理网络
作业
• 一、填空 • 1、监测系统按工作侧重点分为（ ）系统、 （ ）系统两大类。 • 2、（ ）是矿井监控系统的发展方向。 • 二、简答 • 1、国内煤矿安全监测监控技术现状及特点 有哪些？
第二章 矿用传感器
• 传感器：是借助于检测元件接收物理量形式信息，并按一定规律将其转换成 同种或其他物理量形式信息的仪器。 • 煤矿安全监测监控系统中的传感器： • 1.环境参数监测的传感器 • 主要包括 • 气体（CH4、CO、02、C02等）浓度和风速、风压、温度、粉尘浓度等， • 2.工况状态传感器： • 位移、开关等生产设备运行状态监控的传感器。 • • 煤矿井下传感器的分类： • 1.按被测参数分类，有矿用温度、压力、速度、湿度等传感器， • 2.按测量原理主要是基于电磁原理和固体物理学理论进行分类，有电位器式、 应变式矿压传感器、矿用电感式、差动变压器式、电涡流式风速传感器等； • 3.根据半导体原理有半导体力敏、光敏、气敏传感器等。 • 4.根据传感器的应用类型分为矿用安全型和矿用生产类传感器两种。 • 传感器应符合标准要求。传感器的出厂检验应逐台进行，特别是稳定性试验 应严格按国家标准进行。传感器及其关联设备均应经过国家授权的防爆检验 机构联检。与传感器配套的关联设备应具有有效期内的矿用安全标志证书。 安全监测监控系统应配置稳定性为15天以上的传感器等关联设备。严禁使用 未经国家授权的检测检验机构联检的关联设备。
第一节 国内煤矿安全监测监控技术发展概况
• • • •
十二字瓦斯治理方针： 先采后抽，监测监控，以风定产。 十六字瓦斯治理体系： 通风可靠，抽采达标，监控有效，管理到 位
第一节 国内煤矿安全监测监控技术发展概况
• • 我国矿井监测监控系统的发展大致经历了以下几个阶段： （1）引进阶段（1983——1985年）法国的CTT63/40系统；波兰的CMC-1系 统、CMM-20系统；德国的TF-200系统（频分制）；英国的MINOS系统；美 国的DAN6400系统及Senturion-200系统 （2）消化、吸收阶段（1985——1995年）部分科研院所结合我国煤矿的实 际情况，先后研发了、生产了KJ4KJ10KJ19KJ38KJ66KJ75KJ90KJ95等矿井 安全监控系统，成为我国使用的主要装备。 （3）完善、升级阶段（1996——2000年）随着电子技术、计算机软硬件技 术的迅猛发展，我国又相继开发了KJF2000、KJ2000和KJG2000等矿井安全 系统，进一步完善了各项功能。 （4）竞争、淘汰阶段（2001——2005年）2002年，在全国瓦斯防治工作会 议上确立了十二字方针，促进了各厂家不断提高产品质量和服务意识，同时 也淘汰了部分功能欠缺的、稳定性差的矿井安全监控系统 （5）数字化、网络化、综合化发展阶段（2006年——现在）矿井安全监控 系统作为打造：“数字化矿山”的重要标志性建设内容，MSNM、WEBGIS 等煤矿安全综合化和数字化网络监测管理系统应运而生。
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第一节 国内煤矿安全监测监控技术发展概况
• 与“煤矿安全监测监控”相关的法律法规
• 2001年版《煤矿安全规程》增加了“通风安全监控”一章 (第3章)； • 1999年3月颁布了中华人民共和国煤炭行业标准“MT／ T772-1998煤矿监控系统主要性能指标测试方法”； • 2001年5月颁布了中华人民共和国煤炭行业标准“MT／ T899-2000煤矿用信息传输装置”， • 2006年2月颁布了中华人民共和国安全生产行业标准《煤 矿安全监控系统通用技术要求》（ AQ6201-2006）。
，
• 二、全矿井综合监控系统
•
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第三节 我国矿井安全监测监控技术发展趋势
• 全矿井综合监控系统的特点：
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1．智能传感器
(1)电路通用。 (2)智能传感器采用数字信号传输与多路 复用 (3)智能传感器可实现就地控制。
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2．智能监控站
智能监控站是全矿井综合监控系统智能现 场设备，其功能类似于现有系统的分站， 具有信号采集、控制、与主站（或上级智 能控制站）双向数据传输等功能，
• 四、其他传感器新技术
• • • •
第三节 我国矿井安全监测监控技术发展趋势
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一、矿井安全监控系统
现有的矿井安全监控系统均是针对某一监控对象而开发的单一的环境安全、 轨道运输、带式输送机运输、提升运输、供电系统、排水系统、矿山压力、 煤与瓦斯突出、大型机电设备运行状态等专用监测监控系统 特点：硬件不通用、软件不兼容、信道不共享、信息不共享。 发展方向：矿井安全监测监控系统将综合组态软件、现场总线、可编程控制 器、多媒体、计算机网络、GIS和智能传感器等技术，向着监测与监控并重、 就地自动控制、地面远程控制、灾害预报、硬件通用、软件兼容、信息共享、 多参数、多功能、多媒体全矿井综合监控的方向发展 全矿井综合监控系统是矿井监控系统的发展方向。该系统由智能传感器、智 能监控站和调度网络组成（图1-1），是一种既可用于环境安全、轨道运输、 提升、运输、供电、排水、矿山压力、火灾、水灾、煤与瓦斯突出、机电设 备状况等全面综合监控，又可实现某些或某个方面监控的多参数、多功能监 测与控制并重，以及就地自动控制与地面远程控制相结合的系统。
第二节 国外煤矿安全监测监控技术发展概况 • 一、光纤通信技术的应用：
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来自百度文库
是利用光纤高速数据通道将地面中心站与井下分站连接起来，提高信息传输速度，扩大系统容量。 采用了光时域反射技术，日本称之为光纤测温雷达FTR。FTR能够连续测量沿整个敷设光纤区域 的温度。该技术原理是脉冲光束注入光纤后，以200 m/s的速度沿光纤传播，而其一部分散射光 沿光纤返回注入端。散射光强度是光纤温度的函数，散射光起点位置则由在注入点检测到的返回 时间来确定。FI'R基本上由作为敏感温度的光纤、主测量装置和处理显示温度分布情况的计算机
• 二、光纤分布式测温技术的应用：
系统组成。
• 三、光纤气体监测技术的发展
• 1995年美国矿业局开发了光纤环境监测报警系统( FOREWARNS)，对矿井中CO、 S02、N02三种有毒气体进行监测。该系统由中心站通过一个大芯径光纤向三种传感器 提供光源。中心站由显示单元、激光组件组成，通过分光器将光信号分布到每个敏感 组件( RSU)上。RSU由各种传感器、光电转换器及遥测电子电路组成。 1．电化学气体敏感技术 用控制电位电化学技术监测CO、S02、H2是比较成熟的技术 2．其他技术 为了解决传统的载体催化式甲烷传感器的稳定性和敏感元件的寿命问题，利用控制 元件恒温的检测煤矿安全监测监控测电路，使元件灵敏度、响应时间及稳定性等得到 改善。
辽北技师学院
徐景贤
第一章 绪论
• 第一节 国内煤矿安全监测监控技术发 展概况
• 随着现代新技术的发展和检测监控技术人员 使用和维护水平的不断提高，在煤矿安全生产中 发挥的作用越来越受到重视，世界各产煤国均致 力于矿井安全监测系统的研制、生产和推广，从 管理制度上进一步规范了矿井安全监控系统的应 用增强了矿井的安全保障能力。
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3．调度管理网络
作业
• 一、填空 • 1、监测系统按工作侧重点分为（ ）系统、 （ ）系统两大类。 • 2、（ ）是矿井监控系统的发展方向。 • 二、简答 • 1、国内煤矿安全监测监控技术现状及特点 有哪些？
第二章 矿用传感器
• 传感器：是借助于检测元件接收物理量形式信息，并按一定规律将其转换成 同种或其他物理量形式信息的仪器。 • 煤矿安全监测监控系统中的传感器： • 1.环境参数监测的传感器 • 主要包括 • 气体（CH4、CO、02、C02等）浓度和风速、风压、温度、粉尘浓度等， • 2.工况状态传感器： • 位移、开关等生产设备运行状态监控的传感器。 • • 煤矿井下传感器的分类： • 1.按被测参数分类，有矿用温度、压力、速度、湿度等传感器， • 2.按测量原理主要是基于电磁原理和固体物理学理论进行分类，有电位器式、 应变式矿压传感器、矿用电感式、差动变压器式、电涡流式风速传感器等； • 3.根据半导体原理有半导体力敏、光敏、气敏传感器等。 • 4.根据传感器的应用类型分为矿用安全型和矿用生产类传感器两种。 • 传感器应符合标准要求。传感器的出厂检验应逐台进行，特别是稳定性试验 应严格按国家标准进行。传感器及其关联设备均应经过国家授权的防爆检验 机构联检。与传感器配套的关联设备应具有有效期内的矿用安全标志证书。 安全监测监控系统应配置稳定性为15天以上的传感器等关联设备。严禁使用 未经国家授权的检测检验机构联检的关联设备。
第一节 国内煤矿安全监测监控技术发展概况
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十二字瓦斯治理方针： 先采后抽，监测监控，以风定产。 十六字瓦斯治理体系： 通风可靠，抽采达标，监控有效，管理到 位
第一节 国内煤矿安全监测监控技术发展概况
• • 我国矿井监测监控系统的发展大致经历了以下几个阶段： （1）引进阶段（1983——1985年）法国的CTT63/40系统；波兰的CMC-1系 统、CMM-20系统；德国的TF-200系统（频分制）；英国的MINOS系统；美 国的DAN6400系统及Senturion-200系统 （2）消化、吸收阶段（1985——1995年）部分科研院所结合我国煤矿的实 际情况，先后研发了、生产了KJ4KJ10KJ19KJ38KJ66KJ75KJ90KJ95等矿井 安全监控系统，成为我国使用的主要装备。 （3）完善、升级阶段（1996——2000年）随着电子技术、计算机软硬件技 术的迅猛发展，我国又相继开发了KJF2000、KJ2000和KJG2000等矿井安全 系统，进一步完善了各项功能。 （4）竞争、淘汰阶段（2001——2005年）2002年，在全国瓦斯防治工作会 议上确立了十二字方针，促进了各厂家不断提高产品质量和服务意识，同时 也淘汰了部分功能欠缺的、稳定性差的矿井安全监控系统 （5）数字化、网络化、综合化发展阶段（2006年——现在）矿井安全监控 系统作为打造：“数字化矿山”的重要标志性建设内容，MSNM、WEBGIS 等煤矿安全综合化和数字化网络监测管理系统应运而生。
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第一节 国内煤矿安全监测监控技术发展概况
• 与“煤矿安全监测监控”相关的法律法规
• 2001年版《煤矿安全规程》增加了“通风安全监控”一章 (第3章)； • 1999年3月颁布了中华人民共和国煤炭行业标准“MT／ T772-1998煤矿监控系统主要性能指标测试方法”； • 2001年5月颁布了中华人民共和国煤炭行业标准“MT／ T899-2000煤矿用信息传输装置”， • 2006年2月颁布了中华人民共和国安全生产行业标准《煤 矿安全监控系统通用技术要求》（ AQ6201-2006）。
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• 二、全矿井综合监控系统
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第三节 我国矿井安全监测监控技术发展趋势
• 全矿井综合监控系统的特点：
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1．智能传感器
(1)电路通用。 (2)智能传感器采用数字信号传输与多路 复用 (3)智能传感器可实现就地控制。
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2．智能监控站
智能监控站是全矿井综合监控系统智能现 场设备，其功能类似于现有系统的分站， 具有信号采集、控制、与主站（或上级智 能控制站）双向数据传输等功能，
• 四、其他传感器新技术
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第三节 我国矿井安全监测监控技术发展趋势
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一、矿井安全监控系统
现有的矿井安全监控系统均是针对某一监控对象而开发的单一的环境安全、 轨道运输、带式输送机运输、提升运输、供电系统、排水系统、矿山压力、 煤与瓦斯突出、大型机电设备运行状态等专用监测监控系统 特点：硬件不通用、软件不兼容、信道不共享、信息不共享。 发展方向：矿井安全监测监控系统将综合组态软件、现场总线、可编程控制 器、多媒体、计算机网络、GIS和智能传感器等技术，向着监测与监控并重、 就地自动控制、地面远程控制、灾害预报、硬件通用、软件兼容、信息共享、 多参数、多功能、多媒体全矿井综合监控的方向发展 全矿井综合监控系统是矿井监控系统的发展方向。该系统由智能传感器、智 能监控站和调度网络组成（图1-1），是一种既可用于环境安全、轨道运输、 提升、运输、供电、排水、矿山压力、火灾、水灾、煤与瓦斯突出、机电设 备状况等全面综合监控，又可实现某些或某个方面监控的多参数、多功能监 测与控制并重，以及就地自动控制与地面远程控制相结合的系统。
第二节 国外煤矿安全监测监控技术发展概况 • 一、光纤通信技术的应用：
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来自百度文库
是利用光纤高速数据通道将地面中心站与井下分站连接起来，提高信息传输速度，扩大系统容量。 采用了光时域反射技术，日本称之为光纤测温雷达FTR。FTR能够连续测量沿整个敷设光纤区域 的温度。该技术原理是脉冲光束注入光纤后，以200 m/s的速度沿光纤传播，而其一部分散射光 沿光纤返回注入端。散射光强度是光纤温度的函数，散射光起点位置则由在注入点检测到的返回 时间来确定。FI'R基本上由作为敏感温度的光纤、主测量装置和处理显示温度分布情况的计算机
• 二、光纤分布式测温技术的应用：
系统组成。
• 三、光纤气体监测技术的发展
• 1995年美国矿业局开发了光纤环境监测报警系统( FOREWARNS)，对矿井中CO、 S02、N02三种有毒气体进行监测。该系统由中心站通过一个大芯径光纤向三种传感器 提供光源。中心站由显示单元、激光组件组成，通过分光器将光信号分布到每个敏感 组件( RSU)上。RSU由各种传感器、光电转换器及遥测电子电路组成。 1．电化学气体敏感技术 用控制电位电化学技术监测CO、S02、H2是比较成熟的技术 2．其他技术 为了解决传统的载体催化式甲烷传感器的稳定性和敏感元件的寿命问题，利用控制 元件恒温的检测煤矿安全监测监控测电路，使元件灵敏度、响应时间及稳定性等得到 改善。