煤矿安全生产监测监控
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矿井安全生产监测监控
主讲人：
矿井安全监测监控
▪ 煤矿信息集成化、智能化、网络化是当前煤 矿监测监控系统发展的特点，也是煤矿安全 生产的重要保证。我国目前正生产和推广集 多类子系统的全矿井综合监控系统，这种系 统由信息管理系统、矿井安全监测监控系统、 生产设备自动控制系统及工业电视监视系统 等组成。
电气防爆
▪ 2.增安型电气设备 e
该设备在正常运行条件下不会产生电弧、 火花或可能点燃爆炸性混合物的高温的 设备结构上，采取措施提高安全程度， 以避免在正常和认可的过载条件下出现 这些现象的电气设备。
电气防爆
▪ 3.本质安全型电气设备 i
该设备全部电路均为本质安全电路的 电气设备。所谓本质安全电路，是指在 规定的试验条件下，正常工作或规定的 故障状态下产生的电火花和热效应均不 能点燃规定的爆炸性混合物的电路。
(1)输入与输出之间有一定的函数关系，经常是 单值线性关系；
(2)较高的灵敏度、精度，安装方向对检测精度 影响小，且有较快的反应速度；
(3)特性曲线的重复性和随时间变化的稳定性好 (4)抗干扰能力强，机械、热、电的过载稳定性
好； (5)防潮、防爆、体轻、坚固、耐用2)基本误差和附加误差 ▪ 3)系统误差和随机误差 ▪ 4)绝对误差和相对误差
▪ 矿用一般型电气设备是专为煤矿井下生产的 不防爆的电气设备，只能用于低瓦斯矿井井 底车场，总进风巷和主要进风巷。使用架线 电机车运输的巷道中及沿该巷道的机电铜室 内也可采用一般型电气设备，其标志为 “ KY ”。
电气防爆
电气防爆
▪ 1.隔爆型电气设备 d
该设备具有隔爆外壳的防爆电气设备，该 外壳既能承受其内部爆炸性气体混合物引 爆产生的爆炸压力，又能防止爆炸产物穿 出隔爆间隙点燃外壳周围的爆炸性混合物。
电气防爆
▪ 8.无火花型电气设备 n
该设备在正常运行条件下，不会点燃 周围爆炸性混合物，且一般不会发生有 点燃作用的故障的电气设备。
电气防爆
▪ 9.气密型电气设备 h
该设备具有气密外壳的电气设备。
▪ 10.特殊型电气设备 s
该设备异于现有防爆型式，由主管部门 制定暂行规定，经国家认可的检验机构证明， 具有防爆性能的电气设备。该型防爆电气设 备须报国家技术监督局备案。
电气防爆
▪ 4.正压型电气设备 p
该设备具有正压外壳的电气设备。即外 壳内充有保护性气体，并保持其压力 （压强）高于周围爆炸性环境的压力 （压强），以阻止外部爆炸性混合物进 入的防爆电气设备。
电气防爆
▪ 5.充油型电气设备o
该设备全部或部分件浸在油内，使设 备不能点燃油面以上的或外壳外的爆炸 性混合物的防爆电气设备。
主要内容
▪ 一、电气防爆 ▪ 二、矿井安全监测监控系统组成 ▪ 三、矿井安全监测监控系统现状与发展
一、电气防爆
▪ 矿用电气设备的分类 I 类为矿用电气设备 Ⅱ类为工厂用电气设备
电气防爆
▪ 煤矿用防爆电气设备是按照国家标准 GB 3836《爆炸性环境用防爆电气设备》制造的。 它适用于煤矿低瓦斯、高瓦斯和有煤尘与瓦 斯突出、喷出的区域（其标志为“Ex” ）
CH4十202＝CO2十2H20十Q
热催化式低浓沼气检测原理图
热催化沼气传感器结构示意图
瓦斯传感器
▪ (1)铂丝线圈 ▪ (2)裁体
① 比表面积大，一般为l0—100m2／g； ② 耐热和传热性能好； ③ 防潮、耐化学腐蚀性好；
④有一定的机械如度。
▪ (3)催化剂
二、矿井安全监测监控系统组成
▪ (1)监测传感器及执行机构 ▪ (2)分站 ▪ (3)主站 ▪ (4)信息传输系统
监测传感器及执行机构
传感器负责采集各种环境参数，将被测物理量信号 转换为电信号。有些传感器还有显示和声光报警功 能。执行机构的功能是接收来自传输系统的信息， 并根据它执行开、停、断电等指令，从而完成各种 控制功能。传感器的供电方式有 2 种：一种是 1 个传感器 1 个电源箱方式；另一种是集中供电的方 式，即若干个传感器共用 1 个电源箱，而这种电源 箱大多是与系统分站在一起。井下使用的传感器的 供电电源必须是本质安全型的。
电气防爆
▪ 6.充砂型电气设备 q
该设备外壳内充填砂粒材料，使之在 规定的条件下壳内产生的电弧、传播的 火焰、外壳壁或砂粒材料表面的过热温 度，均不能点燃周围爆炸性混合物的防 爆电气设备。
电气防爆
▪ 7.浇封型电气设备 m
该设备将电气设备或其部件浇封在 浇封剂中，使它在正常运行和认可的过 载或认可的故障下不能点燃周围的爆炸 性混合物的防爆电气设备。
绝对误差是指测量仪器指示值与实际值之间差值的 绝对值 △＝ |X—A| 式中△——绝对误差；
X——测量仪器指示值； A——实际值(真值)。
误差分析
相对误差的定义为：绝对误差与约定指示值之比。 由于选取的约定指示值不同，相对误差又分为实际 相对误差、标称相对误差、引用相对误差。在实际 使用中，多用引用相对误差。 例如：有一满刻度100A的电流表测量某电路电流， 指示值为41A，实际值为40A，则有： 绝对误差：△＝41—40＝l A
监测传感器
▪ 传感器的基本概念与定义
传感器是电子测量仪器的核心。它是 借助于检测元件(又称传感元件、传感头) 接受物理量形式信息(一般为非电量)， 并按一定规律将它转换成同种或别种物 理量形式信息的仪器，通常又称变换器、 变送器、换能器等。检测元件接受的物 理量称为被测参数，或称被测量。
对矿用传感器的一般要求
矿用传感器
▪ 瓦斯、风速、负压、一氧化碳、烟雾、 温度、风门开关；各种机电设备开停、 电压、电流、功率、电度等矿用传感器
瓦斯传感器
▪ 沼气具有以下特性：无色、无味、无臭常温 常压时呈气态；相对于空气的比重是0.554， 难溶于水；扩散性较空气高1．6倍；无毒， 但浓度很高时，因氧含量减少会引起人窒息 死亡，不助燃，在空气中达到一定浓度时(5 ％一16％ CH4)遇高温能引起爆炸，引爆温度 一般大于650℃，在空气中沼气浓度大于16％ C应H4是时发，光遇、火放燃热烧反。应沼，气其与反氧应气方在程高式温如下下的：反
主讲人：
矿井安全监测监控
▪ 煤矿信息集成化、智能化、网络化是当前煤 矿监测监控系统发展的特点，也是煤矿安全 生产的重要保证。我国目前正生产和推广集 多类子系统的全矿井综合监控系统，这种系 统由信息管理系统、矿井安全监测监控系统、 生产设备自动控制系统及工业电视监视系统 等组成。
电气防爆
▪ 2.增安型电气设备 e
该设备在正常运行条件下不会产生电弧、 火花或可能点燃爆炸性混合物的高温的 设备结构上，采取措施提高安全程度， 以避免在正常和认可的过载条件下出现 这些现象的电气设备。
电气防爆
▪ 3.本质安全型电气设备 i
该设备全部电路均为本质安全电路的 电气设备。所谓本质安全电路，是指在 规定的试验条件下，正常工作或规定的 故障状态下产生的电火花和热效应均不 能点燃规定的爆炸性混合物的电路。
(1)输入与输出之间有一定的函数关系，经常是 单值线性关系；
(2)较高的灵敏度、精度，安装方向对检测精度 影响小，且有较快的反应速度；
(3)特性曲线的重复性和随时间变化的稳定性好 (4)抗干扰能力强，机械、热、电的过载稳定性
好； (5)防潮、防爆、体轻、坚固、耐用2)基本误差和附加误差 ▪ 3)系统误差和随机误差 ▪ 4)绝对误差和相对误差
▪ 矿用一般型电气设备是专为煤矿井下生产的 不防爆的电气设备，只能用于低瓦斯矿井井 底车场，总进风巷和主要进风巷。使用架线 电机车运输的巷道中及沿该巷道的机电铜室 内也可采用一般型电气设备，其标志为 “ KY ”。
电气防爆
电气防爆
▪ 1.隔爆型电气设备 d
该设备具有隔爆外壳的防爆电气设备，该 外壳既能承受其内部爆炸性气体混合物引 爆产生的爆炸压力，又能防止爆炸产物穿 出隔爆间隙点燃外壳周围的爆炸性混合物。
电气防爆
▪ 8.无火花型电气设备 n
该设备在正常运行条件下，不会点燃 周围爆炸性混合物，且一般不会发生有 点燃作用的故障的电气设备。
电气防爆
▪ 9.气密型电气设备 h
该设备具有气密外壳的电气设备。
▪ 10.特殊型电气设备 s
该设备异于现有防爆型式，由主管部门 制定暂行规定，经国家认可的检验机构证明， 具有防爆性能的电气设备。该型防爆电气设 备须报国家技术监督局备案。
电气防爆
▪ 4.正压型电气设备 p
该设备具有正压外壳的电气设备。即外 壳内充有保护性气体，并保持其压力 （压强）高于周围爆炸性环境的压力 （压强），以阻止外部爆炸性混合物进 入的防爆电气设备。
电气防爆
▪ 5.充油型电气设备o
该设备全部或部分件浸在油内，使设 备不能点燃油面以上的或外壳外的爆炸 性混合物的防爆电气设备。
主要内容
▪ 一、电气防爆 ▪ 二、矿井安全监测监控系统组成 ▪ 三、矿井安全监测监控系统现状与发展
一、电气防爆
▪ 矿用电气设备的分类 I 类为矿用电气设备 Ⅱ类为工厂用电气设备
电气防爆
▪ 煤矿用防爆电气设备是按照国家标准 GB 3836《爆炸性环境用防爆电气设备》制造的。 它适用于煤矿低瓦斯、高瓦斯和有煤尘与瓦 斯突出、喷出的区域（其标志为“Ex” ）
CH4十202＝CO2十2H20十Q
热催化式低浓沼气检测原理图
热催化沼气传感器结构示意图
瓦斯传感器
▪ (1)铂丝线圈 ▪ (2)裁体
① 比表面积大，一般为l0—100m2／g； ② 耐热和传热性能好； ③ 防潮、耐化学腐蚀性好；
④有一定的机械如度。
▪ (3)催化剂
二、矿井安全监测监控系统组成
▪ (1)监测传感器及执行机构 ▪ (2)分站 ▪ (3)主站 ▪ (4)信息传输系统
监测传感器及执行机构
传感器负责采集各种环境参数，将被测物理量信号 转换为电信号。有些传感器还有显示和声光报警功 能。执行机构的功能是接收来自传输系统的信息， 并根据它执行开、停、断电等指令，从而完成各种 控制功能。传感器的供电方式有 2 种：一种是 1 个传感器 1 个电源箱方式；另一种是集中供电的方 式，即若干个传感器共用 1 个电源箱，而这种电源 箱大多是与系统分站在一起。井下使用的传感器的 供电电源必须是本质安全型的。
电气防爆
▪ 6.充砂型电气设备 q
该设备外壳内充填砂粒材料，使之在 规定的条件下壳内产生的电弧、传播的 火焰、外壳壁或砂粒材料表面的过热温 度，均不能点燃周围爆炸性混合物的防 爆电气设备。
电气防爆
▪ 7.浇封型电气设备 m
该设备将电气设备或其部件浇封在 浇封剂中，使它在正常运行和认可的过 载或认可的故障下不能点燃周围的爆炸 性混合物的防爆电气设备。
绝对误差是指测量仪器指示值与实际值之间差值的 绝对值 △＝ |X—A| 式中△——绝对误差；
X——测量仪器指示值； A——实际值(真值)。
误差分析
相对误差的定义为：绝对误差与约定指示值之比。 由于选取的约定指示值不同，相对误差又分为实际 相对误差、标称相对误差、引用相对误差。在实际 使用中，多用引用相对误差。 例如：有一满刻度100A的电流表测量某电路电流， 指示值为41A，实际值为40A，则有： 绝对误差：△＝41—40＝l A
监测传感器
▪ 传感器的基本概念与定义
传感器是电子测量仪器的核心。它是 借助于检测元件(又称传感元件、传感头) 接受物理量形式信息(一般为非电量)， 并按一定规律将它转换成同种或别种物 理量形式信息的仪器，通常又称变换器、 变送器、换能器等。检测元件接受的物 理量称为被测参数，或称被测量。
对矿用传感器的一般要求
矿用传感器
▪ 瓦斯、风速、负压、一氧化碳、烟雾、 温度、风门开关；各种机电设备开停、 电压、电流、功率、电度等矿用传感器
瓦斯传感器
▪ 沼气具有以下特性：无色、无味、无臭常温 常压时呈气态；相对于空气的比重是0.554， 难溶于水；扩散性较空气高1．6倍；无毒， 但浓度很高时，因氧含量减少会引起人窒息 死亡，不助燃，在空气中达到一定浓度时(5 ％一16％ CH4)遇高温能引起爆炸，引爆温度 一般大于650℃，在空气中沼气浓度大于16％ C应H4是时发，光遇、火放燃热烧反。应沼，气其与反氧应气方在程高式温如下下的：反