淺談礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全監(jiān)控

孫楠

摘要：安全生產(chǎn)，通風(fēng)先行。礦井通風(fēng)是煤礦安全管理的重要組成部分。通風(fēng)系統(tǒng)的安全監(jiān)控除了瓦斯傳感器，還有一氧化碳傳感器、風(fēng)速傳感器、溫度傳感器。其中，瓦斯傳感器比較受重視，基本都是按標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求設(shè)置，并實(shí)現(xiàn)動態(tài)達(dá)標(biāo);而后三種容易受到疏忽。本文對此做明確描述，為礦井安全生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)，為長遠(yuǎn)發(fā)展保駕護(hù)航。

關(guān)鍵詞：一氧化碳傳感器風(fēng)速傳感器溫度傳感器設(shè)置

Setting and Application of Belt Tearing Protection Fixing Device

SUN Nan

（Heilongjiang Mine Safety Production Technology Co.，Ltd.， Harbin， Heilongjiang， Province150007China）

Abstract： Mine ventilation is an important part of coal mine safety management. The safety monitoring of ventilation system includes carbon monoxide sensor， wind speed sensor and temperature sensor in addition to gas sensor. Gas sensors are paid more attention， set according to the requirements of standards and specifications， and achieve dynamic compliance. The latter three are mainly neglected， which provide reference for the setting of standards and specifications. This paper makes a clear description， lays the foundation for mine safety production and escorts the long-term development.

Key Words： Carbon monoxide sensor; Wind speed sensor; Temperature sensor; Set up

《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求》（AQ6201-2019）代替了AQ6201-2006;《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范》（AQ1029-2019）代替了AQ6201-2007。二者對煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)提出了新的、更高的要求，更對傳感器設(shè)置、安裝做出精確的規(guī)定，適用于井工開采煤礦，包括正常生產(chǎn)、新建（基建）和改擴(kuò)建礦井[1]。除了瓦斯傳感器，一氧化碳傳感器、風(fēng)速傳感器、溫度傳感器同樣尤為重要，應(yīng)注重多系統(tǒng)、多支路的融合，將全礦安全監(jiān)控遍布每一角落，無漏洞、無盲區(qū)，全程實(shí)時動態(tài)、遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2 設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)

2.1一氧化碳傳感器的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)

2.1.1位置確定

隨著煤礦開采年限的不斷延長，井下戰(zhàn)線長、點(diǎn)多面廣，所采煤層資源逐步枯竭，多數(shù)礦井由上組煤層逐步延伸開采下一組煤層，礦井開采煤層由不易自燃到容易自燃、自燃，或者鄰近采空區(qū)、舊巷的回采工作面[2]，極易出現(xiàn)一氧化碳大量涌出，且回采中煤層內(nèi)一氧化碳大量釋放，這使防滅火系統(tǒng)的配備、運(yùn)行、管理尤為重要。為確保監(jiān)測監(jiān)控到位，回采工作面回風(fēng)順槽必須設(shè)置一氧化碳傳感器，地點(diǎn)設(shè)置在回采工作面切眼的上隅角，報(bào)警濃度設(shè)置為≥24ppm，如圖1所示。

2.1.2設(shè)置要求

由于一氧化碳密度輕于空氣，浮于空氣上方，因此井下一氧化碳傳感器應(yīng)垂直懸掛在巷道的頂板，而且是風(fēng)流、頂板、支護(hù)條件較穩(wěn)定的位置，吊掛位置距巷道頂板不超過300mm，距巷道壁不低于200mm。因需定期或不定期進(jìn)行觀察、巡檢、維護(hù)、調(diào)校、遷移或更換，安裝維護(hù)必須方便，但不影響行人、支護(hù)或運(yùn)輸。由于井下巷道頂板高，人員不便于管理，一般人員采用爬梯，屬于高空作業(yè)，不安全，可以采用細(xì)鋼絲繩進(jìn)行吊掛，在頂板、巷幫安裝固定滑輪，通過巷幫旋轉(zhuǎn)手把牽引鋼絲繩來控制一氧化碳傳感器升降，簡潔輕便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

2.1.3設(shè)置地點(diǎn)

井下除了回采工作面和掘進(jìn)工作面需要安設(shè)一氧化碳傳感器外，其他作業(yè)環(huán)境地點(diǎn)也同步需要安裝設(shè)置：采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸時，應(yīng)在驅(qū)動部下風(fēng)側(cè)10-15m處設(shè)置一氧化碳傳感器，吊掛時距巷道頂板不超過300mm，與皮帶中心線一致;井下自然發(fā)火觀測點(diǎn)、封閉火區(qū)防火墻柵欄外[3]，開采容易自燃、自燃煤層的礦井以及采區(qū)、盤區(qū)、總回風(fēng)巷均必須設(shè)置一氧化碳傳感器。一氧化碳傳感器報(bào)警濃度均設(shè)置為不低于24ppm。

2.2溫度傳感器的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)

（1）井下溫度傳感器應(yīng)垂直于頂板懸掛，距頂板不超過300mm，距巷壁不低于200mm，便于人員觀察和巡檢維護(hù)，不影響行人、支護(hù)和運(yùn)輸，由于井下巷道頂板較高，溫度傳感器吊掛、操作裝置選用與一氧化碳傳感器同樣的裝置，單個設(shè)置或與一氧化碳成組布置。

（2）井下開采容易自燃、自燃煤層以及煤層埋藏深、地溫高的礦井，一氧化碳更是安全管控重點(diǎn)，束管監(jiān)測系統(tǒng)、防滅火系統(tǒng)必須同步布置到位，回采工作面回風(fēng)順槽須設(shè)置溫度傳感器，報(bào)警值設(shè)置為26℃，如圖2所示。

（3）井下機(jī)電設(shè)備硐室、避難硐室、水泵房、機(jī)修硐室內(nèi)須設(shè)置溫度傳感器，報(bào)警值設(shè)置為30℃。

（4）井上下其他位置同樣需要設(shè)備溫度傳感器的有井下抽采容易自燃、自燃煤層的采空區(qū)、舊巷瓦斯時。瓦斯抽采管路上必須安設(shè)溫度傳感器，實(shí)現(xiàn)動態(tài)實(shí)時監(jiān)測監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳，發(fā)現(xiàn)有自然發(fā)火征兆時，必須立即采取措施，防患于未然;瓦斯抽采泵站的抽采泵吸入管路中必須設(shè)置溫度傳感器，利用瓦斯發(fā)電、燃燒或傳輸時，還必須在輸出管路中設(shè)置溫度傳感器;使用有防爆柴油動力裝置（無軌膠輪車、單軌吊機(jī)車、窄軌機(jī)車、卡軌柴油車、齒軌柴油機(jī)車）的礦井須設(shè)置溫度傳感器。所有位置所安設(shè)的傳感器均須接入安全監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)測。

2.3風(fēng)速傳感器的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)

采煤、掘進(jìn)工作面的回風(fēng)巷，以及采區(qū)、盤區(qū)、總回風(fēng)巷的測風(fēng)站均須設(shè)置風(fēng)速傳感器，具體位置設(shè)置在巷道前后10m內(nèi)無分支風(fēng)流、無拐彎、無支護(hù)設(shè)施、無障礙、斷面無變化、巷道壁及頂板平整、能準(zhǔn)確計(jì)算風(fēng)量的地點(diǎn)，測風(fēng)點(diǎn)還需用水泥或其他物料抹平。由于風(fēng)速傳感器工作時有振動，須采用硬連接的方式固定，傳感器風(fēng)速檢測口垂直于巷道風(fēng)流方向。巷道中位置不同則風(fēng)速不同。采掘工作面、采區(qū)、盤區(qū)回風(fēng)巷風(fēng)速傳感器設(shè)置報(bào)警值為不低于6m/s，礦井總回風(fēng)巷內(nèi)風(fēng)速傳感器設(shè)置報(bào)警值為不低于8m/s。當(dāng)風(fēng)速傳感器監(jiān)測風(fēng)速低于或超過《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定值時，能發(fā)出聲光報(bào)警信號，達(dá)到安全警示作用。

3 效果

礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全監(jiān)控全面得以提升應(yīng)用，將分散的一氧化碳、溫度、風(fēng)速傳感器系統(tǒng)性融合集成、遠(yuǎn)距離傳輸。

（1）傳感器傳輸實(shí)現(xiàn)數(shù)字化[4]，傳感器通過安全監(jiān)控系統(tǒng)，延順井下光纖以太環(huán)網(wǎng)和現(xiàn)場總線傳輸，傳感器均實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化傳輸，傳到地面調(diào)度平臺通過軟件實(shí)時監(jiān)測。

（2）抗電磁干擾能力強(qiáng)，安全監(jiān)控系統(tǒng)采用抗干擾技術(shù)，地面設(shè)備（包括監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控分站、傳輸接口）滿足3級靜電抗擾度、2級電磁輻射抗擾度、2級脈沖群抗擾度，交流電源端口3級、直流電源與信號端口2級浪涌（沖擊）抗擾度[5]。

（3）傳感器的防護(hù)等級全面提升，安全監(jiān)控分站所接的一氧化碳、溫度、風(fēng)速傳感器等設(shè)備設(shè)施的外殼防護(hù)等級均為IP65，傳感器探頭部位均實(shí)現(xiàn)多層防護(hù)，滿足井下粉塵、潮濕、灑水的特殊環(huán)境要求。

（4）具有聲光報(bào)警功能，一氧化碳、溫度、風(fēng)速傳感器接入安全監(jiān)控系統(tǒng)后，通過系統(tǒng)軟件自動讀取傳感器數(shù)據(jù)，并對每一傳感器設(shè)置聲光報(bào)警點(diǎn)，若設(shè)置數(shù)值與檢測數(shù)據(jù)不一致則聲光報(bào)警，提醒采取應(yīng)急措施。

（5）多網(wǎng)、多系統(tǒng)融合工作[6]，一氧化碳、溫度、風(fēng)速傳感器監(jiān)控系統(tǒng)與人員定位系統(tǒng)、廣播通訊系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)融合，將井下人及環(huán)境信息及時反饋至系統(tǒng)軟件界面上，實(shí)時更新，動態(tài)顯示。

（6）具備自診斷、自評估功能，連接到系統(tǒng)的一氧化碳、溫度、風(fēng)速傳感器，以及控制器、監(jiān)控分站等通電后先自檢，而后將信息傳送到安全監(jiān)控系統(tǒng)軟件，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，同時，模擬量傳感器具備標(biāo)校狀態(tài)顯示、提醒，通信網(wǎng)絡(luò)工作狀態(tài)，分站與電源供電狀態(tài)，以及電池信息均反饋到系統(tǒng)中，做到實(shí)時監(jiān)控。

4 結(jié)語

礦井通風(fēng)系統(tǒng)的一氧化碳、溫度、風(fēng)速傳感器，促進(jìn)安全監(jiān)測監(jiān)控多元融合和信息共享，提高煤礦安全預(yù)測預(yù)警水平，實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)測監(jiān)控信息的深度分析和綜合利用，更實(shí)現(xiàn)了井下有線和無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)融合，多系統(tǒng)井上下融合，遠(yuǎn)距離監(jiān)控，為礦井安全高效發(fā)揮了積極的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]丁遠(yuǎn)，劉鵬，于曉珉.一種強(qiáng)實(shí)時性煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)分站通信方案[J].煤礦安全，2020，51（5）：130-133.

[2]丁遠(yuǎn).煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備研究[J].煤礦安全，2021，52（12）：138-141.

[3]黃偉，陳瑤，華月存，等.煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)層級故障自診斷技術(shù)[J].煤礦安全，2021，52（12）：133-137.

[4]黃源.煤礦礦井通風(fēng)與安全監(jiān)控存在的問題及建議[J].當(dāng)代化工研究，2021（4）：40-41.

[5]高榮翔.煤礦安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)智能分析與處理技術(shù)研究[D].山東科技大學(xué)，2018.

[6]張莉.煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)云聯(lián)網(wǎng)平臺關(guān)鍵技術(shù)研究[D].中國礦業(yè)大學(xué)，2019.