煤矿安全监测监控系统

1946年，电子计算机诞生；1950~1970年代，集成电路，大规模集 成电路产生；1960年代，通信技术发展；
瓦斯遥测技术
遥测瓦斯仪
20世纪60年代中期法国的CCT63/40煤矿环境监测系统，它 可测量瓦斯、一氧化碳、风速、温度等参数，最多可测40 个点。
20世纪70-80年代，先进的安全监测监控系统相继诞生。 20世纪80年代-90年代，计算机网络技术促进了矿井综合自
煤矿安全监测监控 系统
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内容提要
上篇
系统组成 系统功能 煤与瓦斯突出预警 火灾监控与预警 矿山压力监测与预
警
下篇
系统与事故关系 规范标准 系统设备维护 制度建设 事故应急预案
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上篇
监控系统组成及其功能
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一、系统组成及其作用
监测监控系统是融计算机技术、通信技术、控制技术和电子技术为一 体的综合自动化产品。
1970年代我国煤矿已经采用了多路载波传输技术和模拟显示进行环境 参数和机械状态的监测，用电话来指挥生产。
改革开放的国策出台，开始引进了波兰CMM安全检测系统，英国的 MINOS系统，美国的DAN系统和联邦德国的TF-200系统。到了1980年 代，随着引进消化并进一步实现“国产化”，创造了一系列适合我国 煤矿条件的监控系统。
Biblioteka Baidu动化的发展
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国内瓦斯安全监测监控系统
1958年的山西省，它采用纯铂丝元件为传感器，后经多方协作研制出 我国第一个达到实用水平的载体催化元件，随继研制成功以这种元件 为传感器的AQR—1型瓦斯测量仪。
1973年，由重庆煤矿安全仪器厂等5家单位协作，研制成功了长期连 续监测瓦斯的AYJ-1型瓦斯遥测仪，随后又有ABD—1型瓦斯断电报警 仪、AQD—1型采煤机瓦斯断电控制仪等产品出现，我国催化型矿井 瓦斯检测仪器的品种渐次丰富起来。
监测监控系统的功能一是“测”，即检测各种环境安全参数、设备工况 参数、过程控制参数等；
二是“控”，即根据检测参数去控制安全装置、报警装置、生产设备、 执行机构等
组成
硬件组成：传感器、执行单元、测控分站、信道、隔离栅、计算机及其 外围设施。
软件组成：操作系统、信息管理系统；
自动采集资料、处理资料并进行控制的系统, 具有及时、 准确、连续、可靠的优点, 对保障矿井安全, 提高矿井“一
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一氧化碳监测
原理：CO传感器的电化学池结构及工作原理如图。其内是一个装有三 个电极的电池，W为工作极，C为对极，R为提供恒定电位。该电池在 恒定电位器产生0.9～1.1V的恒定电位作用下，在恒电位电池场中，通 入CO气体并扩散至工作极时，CO气体发生氧化反应生成CO2；同时， 气体中的氧扩散到对极C处，发生还原反应。
也可以定义为把外界非电量信息转换成电信号 输出的器件或装置
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传感器的作用
现代信息技术的基础包括信息采集、信息传输与信息处理。 信息采集离不开传感器技术。 传感器位于信息采集系统之首、检测与控制之前，是感知、
获取与检测的最前段。 科学研究与自动化生产过程中所要获取的各类信息，都需
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二、安全监控系统功能
1. 矿井有害气体监测 2. 矿井环境状态参数监测 3. 矿井风门开关状态监测 4. 矿井机电设备状态监测 5. 矿井生产状态在线监测
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2.1 矿井有害气体监测
热催化原理(催化燃烧原理)监测瓦斯 甲烷等可燃气体在一定温度条件下，在催化剂 （铂、铑、钯）等催化作用下，进行无焰燃烧， 在一定的浓度范围内，定量的甲烷燃烧放出定 量的热，生成二氧化碳和水。
1990年代，自主研制的监测监控系统普遍推广使用
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传感器简介
定义：国标GB766687，
把“能够把特定的被测量信息（如物理量、化 学量、生物量等）按一定规律转换成某种可用 输出信号的器件或装置称为传感器”。
“可用输出信号”，是指便于传输、便于处理 的信号。就目前而言，电信号最能满足便于传 输、便于处理的要求。
要通过传感器获取并转换成为电信号，没有传感器技术的 发展，整个信息技术的发展就成为一句空话。
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传感器的优点
测量灵敏度高，应用范围广； 感测系统结构紧凑，安装调试方便； 测量惯性小，反应速度快，频率特性好； 可进行无接触测量和远程监测，并有较高的测量
精度； 在计算机技术的支持下，具有很高的自动测试程
度，智能化前景好。
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传感器的组成
敏 感 元 件
转 换 元 件
信 号 处 理
辅 助 电 源
• 敏感元件（又称预变换器），是用来感受被测物理量，并将它 预先变换成为另一种形式的物理量的器件。 • 转换元件，是将经预变换的非电信号变换为电信号的器件。 • 信号处理电路，是将转换元件输出的电信号放大或处理为便于 显示、记录、控制、传输的信号。
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MSA－570系列一氧化碳检测报警器
可连续检测空气中CO在0～600mg/m3范围内的浓度。当一 氧化碳浓度达到设定的预报值和报警值时，可分别发出报 警信号，同时启动联锁触点信号带动蜂呜器发出报警。其 控制系统安装在控制室，传感器安装在测定现场，可远距 离连续检测1～5点存在一氧化碳气体场所的浓度信号，传 输距离可达1.5km。测量精度为5％FS，响应时间小于60S， 传感器寿命为12个月。
释放出的热量Q使元件的温度上升，造成铂丝的 阻值变化。
铂丝的电阻在0～630.74℃范围内与甲烷可燃气体 浓度成正比。
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载体热催化传感器结构
热催化元件
纯铂丝热催化元件的结 构如下图所示。元件仅 有一个纯铂丝螺旋圈， 结构简单，制造容易。
载体热催化元件是目前 使用最广泛的一种催化 元件 ：由铂丝线圈、 载体和催化剂组成。
通三防”管理水平, 增强矿井抗灾能力 。
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监测监控系统结构图
中心站备用机
中心站主机 安全栅
地面分站
固定设备开/停 供电系统参数
断电闭锁
井下分站1
井下分站2
...
井下分站n
声光报警
传感器1 传感器n 传感器1 传感器n
传感器1 传感器n
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国外瓦斯安全监测监控系统
相关技术的发展：