1、平安生產系統監控工教案 第1章煤礦平安生產方針和法律法規 1.1 煤礦平安生產方針 1.2 煤礦平安生產法律法規 1.3 崗位責任制 復習題 第1章煤礦平安生產方針和法律法規 1.1 煤礦平安生產方針 1.1.1 煤礦平安生產方針的內容 煤礦平安生產方針：平安第一、預防為主、綜合治理、整體推動。 平安第一、預防為主是煤礦平安生產的指導思想和行動準則，是煤礦平安生產方針的核心。綜合治理是手段和措施，而總體推動則是目的。 1.2煤礦平安生產法律法規 1.2.1 我國煤礦平安法律法規體系主要內容 1、法律有煤炭法、礦山平安法、勞動法、礦山資源法等； 2、行政法規有煤礦平安監察條例、煤炭生產許可證管理

2、方法、平安生產許可證條例、鄉鎮煤礦管理條例、特殊重大事故調查程序暫行規定、企業職工傷亡事故報告和處理規定等； 3、地方性法規有省礦山平安法實施方法、省煤炭法實施方法等； 4、部門規章（包括一些標準）有煤礦平安規程、爆破平安規程等。 1.2.2平安生產法 1、立法的目的 平安生產法立法的目的是為了加強平安生產的監督管理，防止和削減平安事故，保障人民群眾生命和財產平安，促進經濟進展。 2、主要內容 平安生產法的主要內容體現了“三個代表”、與時俱進、平安責任重于泰山的重要思想，反映了黨和政府以人為本、重視人權的社會主義本質，總結了我國平安生產正反兩方面的閱歷，體現了依法治國的基本方略。 1.2.3礦

3、山平安法 1、立法的目的 礦山平安法立法的目的是：防止礦山事故，疼惜礦山職工的人身平安，促進采礦業健康進展，健全礦山法制。 2、內容 主要內容包括：礦山建設的平安設施必需和主體工程同時設計、同時施工、同時投入生產和使用（三同時原則）；礦山企業職工有權對危害平安的行為，提出批判、檢舉控告。 礦山企業必需對職工進行平安訓練、培訓，未經平安訓練、培訓的，不得上崗作業；礦長必需經過考核，具備平安專業學問，具有領導平安生產和處理礦山事故的力氣。 1.2.4煤炭法 1、立法的目的 煤炭法立法的目的是合理開發利用和疼惜煤炭資源，規范煤炭生產、經營活動，促進和保障煤炭行業的進展。 2、內容 煤炭法的主要內容是

4、確立了堅持平安第一、預防為主的平安生產方針，提出了保障國有煤礦的健康進展。 1.2.5煤礦平安監察條例 1、立法的目的 煤礦平安監察條例的立法目的是：保障煤礦平安、規范煤礦平安監察工作，疼惜煤礦職工人身平安和健康，促進煤礦健康進展。 2、內容 煤礦平安監察條例的內容共有5章50條，該條例明確了煤礦平安監察制度、權力、地位、職責、監察內容、行政懲處種類、工作原則及與政府的關系等。 1.2.6煤礦平安規程 1、制定的目的 煤礦平安規程制定的目的是保障煤礦平安生產和職工人身平安，防止煤礦事故。 2、煤礦平安規程的主要內容 規程共有四篇751條。第一篇 總則，規定煤礦必需遵守有關平安生產的法律法規，規

5、章規程、標準和技術規范，建立各類人員平安生產責任制；明確職工有權停止違章作業、拒絕違章指揮；其次篇 井工部分，規定開采、“一通三防”管理、提升運輸、機電管理，以及爆破作業涉及的平安生產行為標準；第三篇 露天部分，規定了采剝、運輸、排土、滑坡和水文防治、電氣機和設備檢修標準；第四篇 職業危害，規定必需做好職業危害的防治與管理工作和職業衛生勞動疼惜工作。 1.2.7 平安監測工常見的違法行為和法律制裁 1、常見的違法行為 2、法律制裁 1）、民事、行政制裁； 2）、重大責任事故的刑事制裁。 事故案例1-1（已做好幻燈片） 1、河南大平煤礦瓦斯爆炸事故 事故案例1-2（已做好幻燈片） 2、陜西陳家山

6、煤礦瓦斯爆炸事故 1.3 崗位責任制 1、平安監測工崗位責任制 2、監測修理工崗位責任制 復習題 1、煤礦平安生產方針的內容是什么？ 2、煤礦平安監察條例的立法目的是什么？ 3、煤礦平安規程制定的目的是什么？ 4、平安監測工崗位責任制的內容是什么？ 第2章礦井通風與災難預防 2.1礦井通風 2.1.1 地面空氣 1、氧氣 o2 體積百分比含量為20.90 2、氮氣 n2 體積百分比含量為78.13 3、二氧化碳co2 體積百分比含量為0.03，規定空氣中的co20.5%。 4、稀有氣體 體積百分比含量為0.94 2.1.2 井下有害氣體 1、一氧化碳 co 相對密度為0.97，無色、無味、無臭

7、、微溶于水，濃度達1375%有爆炸危急。 2.1.3 礦井有害氣體最高允許濃度 煤礦平安規程規定采掘工作面的進風流中，氧氣濃度不低于20%，二氧化碳濃度不超過0.5%。有害氣體的濃度不超過表2-1規定。 表2-1 礦井有害氣體最高允許濃度 名 稱 最高允許濃度 % co 0.0024 no2 0.00025 h2s 0.00066 so2 0.0005 hn3 0.004 2.1.4礦井氣候條件 礦井人體最適宜的氣候條件：氣溫1520、濕度50%60%、風速（其大小視氣溫的凹凸而定）。 規程規定：生產礦井采掘工作面的空氣溫度不得超過26，機電設備硐石的空氣溫度不得超過30。 2.1.5 礦井通

8、風的任務 1、向井下輸送新穎的空氣； 2、沖淡井下有毒有害氣體的濃度； 3、排解礦塵。 2.1.6礦井通風系統 1、礦井通風方法 1|）、壓入式； 2）、抽出式； 3）、壓入、抽出混合式。 2、礦井通風方式 1）、中心式：中心并列式、中心邊界式； 2）、對角式； 3）、混合式。 2.2 礦井瓦斯的防治 2.2.1 瓦斯的性質 瓦斯是指礦井中主要由煤層氣構成的以甲烷為主的有害氣體。瓦斯通常指甲烷，瓦斯的性質常呈甲烷的性質。瓦斯（甲烷） ch4 無色、無味、無臭，標準狀態下1m3甲烷的質量為0.7168kg，相對密度為0.554，有爆炸性危急。 2.2.2 瓦斯的危害 1、當井下空氣中的瓦斯濃度較

9、高時，會相對降低空氣中的氧氣濃度。當氧氣濃度降到12%以下時，人會因缺氧窒息死亡； 2、當瓦斯與空氣混合達到確定濃度時，遇火能燃燒或爆炸； 3、瓦斯爆炸時伴有大量的有害氣體； 4、瓦斯爆炸時能產生高溫、高壓。 2.2.3瓦斯等級的劃分 1、低瓦斯礦井； 2、高瓦斯礦井； 3、煤與瓦斯突出礦井。 2.2.4 瓦斯爆炸的條件 1、濃度 516%ch4； 2、氧氣 12%以上； 3、火源 650750。 2.2.5 處理瓦斯積聚的方法 1、采煤工作面處理瓦斯積聚的方法； 2、掘進工作面處理瓦斯積聚的方法。 2.2.6 防止瓦斯擴大的措施 1、分壓通風； 2、電氣防爆； 3、隔爆設施； 4、每年制定礦

10、井災難預防方案； 5、加強自救、互救； 6、加強職工平安培訓。 2.2.7煤（巖）與瓦斯突出的的防治 1、突出的征兆； 2、有聲預兆； 3、無聲預兆。 2.3粉塵防治 上一頁1 23下一頁 2.3.1 礦塵的定義 2.3.2 礦塵的產生 2.3.3 礦塵的危害 1、導致塵肺病； 2、煤塵燃燒和爆炸； 3、增加機器的磨損； 4、影響視線和照明。 2.4 礦井火災 2.4.1 礦井火災的定義 凡發生在礦井井下或地面，威逼到礦井平安生產，造成損失的非把握燃燒均成為礦井火災。 2.4.2 礦井火災的分類 礦井火災按其緣由可分為外因火災和內因火災兩大類。 2.4.3 火災發生的條件 1、引火源；2、可燃

11、物資；3、氧氣。 第3章礦井監控系 3.1 概述 3.1.1 礦井監控系統的組成 礦井監控系統一般由傳感器、執行機構、分站、電源箱（或電控箱）、主站（或傳輸接口）、主機（含顯示器）、打印機、模擬盤、多屏幕、ups電源、遠程終端、網絡接口電纜和接線盒等組成。 1、傳感器是將被測物理量轉換為電信號，經3芯或4芯礦用電纜與分站相連，并具有顯示和聲光報警功能。 2、執行機構將把握信號轉換為被把握物量，使用礦用電纜與分站相連。 3.2 礦井監控系統的通用要求 3.2.1信息傳輸要求 礦井監控信息傳輸要求是礦井監控系統硬件通用、軟件兼容、信道共享、信息共享的基礎，對促進礦井監控產品標準化、提高產品質量具有

12、重要作用。 1、傳輸介質； 2、網絡結構宜接受樹形網絡結構，也可接受環形、總線形、星形或其他網絡結構； 3、工作方式； 4、連接方式； 5、傳輸方向礦井監控系統宜接受半雙工傳輸； 6、復用方式常用復用方式有頻分制、時分制、碼分制和它們的混合方式見表3-1； 3.3 礦井平安監控系統的通用要求 礦井平安監控系統主要用來監測甲烷濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、硫化氫濃度、風速、負壓、濕度、溫度、風門狀態、風窗狀態、風筒狀態、局部通風機開停、主要通風機開停、工作電壓、工作電流等，并實現甲烷超限聲光報警和斷電、甲烷風電閉鎖把握、斷電命令和饋電狀態不符合聲光報警等。 3.3.3 礦井平安系統

13、安裝、使用與維護 3.3.3.1 裝備要求 煤礦平安監控設備裝備標準應以保障煤礦平安生產為原則。因此煤礦平安監控設備的裝備標準主要依據礦井瓦斯等級，自然發火狀況等確定，并不考慮礦井的生產力氣。這是由于對于小煤礦，并不由于產量小，發生事故的概率小，也不由于產量小，每次事故的傷亡人數少。并于小每礦井田尺寸小，在同樣裝備標準條件下，平安監控設備投入的總量要少，總造價要低。 3.3.3.6 使用與維護 井下平安監測員必需24小時值班，每天檢查平安監控設備及電纜，使用便攜式光學瓦斯檢定器或便攜式甲烷檢測報警儀與甲烷傳感器進行對比，并將記錄和檢查結果報監測值班員。當兩者讀數誤差大于允許誤差時，先以讀數較大

14、者為依據接受平安措施，并須在8小時內對兩種設備進行調教完畢。 第4章電氣防爆 4.1 基本概念 4.1.1 基本概念 防爆電氣設備共有10種類型：隔爆型、本質平安型、增安型、澆封型、氣密型、充砂型、正壓型、充油型、無火花型和特殊型。另外，礦用一般型電氣設備是用于煤礦井下的非防爆電氣設備。各種類型的防爆電氣設備型式及標志見表4-1 。 4.2 通用要求 1、防爆電氣設備使用的環境溫度為-2040，環境氣壓為（0.81.1）105pa； 2、防爆電氣設備假如接受塑料外殼，須接受不燃性或難燃性材料制成，并保證塑料表面的絕緣電阻不大于1109，以防止積積聚靜電，還必需承受沖擊試驗和熱穩定試驗； 3、防

15、爆電氣設備限制使用鋁合金外殼，防止其與鐵銹摩擦產生大量熱能，避開形成危急高溫； 4、使用緊固件的要求； 5、防爆電氣設備應設置聯鎖裝置； 6、防爆電氣設備應良好的接地； 7、防爆電氣設備應有明顯的防爆標志。 4.3 隔爆型電氣設備 4.3.1防爆原理 隔爆型電氣設備的防爆原理是：將電氣設備的帶電部分放在特制的外殼內，該外殼具有將殼內電氣部件產生的火花和電弧與殼外爆炸性混合物隔開的作用，并能承受進入殼內的爆炸性混合物被殼內電氣設備的火花和電弧引爆時所產生的爆炸壓力和溫度，而外殼不被破壞；同時能防止殼內爆炸生成物向殼外爆炸性混合物傳爆，不會引起殼外爆炸性混合物燃燒和爆炸。 這種特殊的外殼叫“隔爆外

16、殼”。具有隔爆外殼的電氣設備稱為“隔爆型電氣設備”。 4.3.2防爆措施 4.3.3技術要求 4.4 本質平安型電氣設備 4.4.1防爆原理 本質平安型電氣設備的防爆原理是：通過限制電氣設備電路的各種參數，或實行疼惜措施來限制電路的火花放電能量，使其在正常工作和規定的故障狀態下產生的電火花和熱效應均不能點燃四周環境的爆炸性混合物，從而實現了電氣防爆。這種電氣設備的電路本身就具有防爆性能，也就是從“本質”上就是平安的，故稱為本質平安型（以下簡稱本安型）。 本安電氣設備是一種比較抱負的防爆電氣設備。但由于本安型電氣設備的最大輸出功率為25w左右，因而使用范圍受到了限制。目前本安型電氣設備主要用于通

17、信、監控、信號和把握系統，以及儀器、儀表等。 4.5 隔爆電氣設備的監察 4.5.1 隔爆電氣設備的監察 1、隔爆型電氣設備必需經過考試合格的防爆電氣設備檢查員檢查其平安性能，并取得合格證； 2、外客完整無損，無裂痕和變形； 3、外殼的緊固件、密封件、接地件齊全完好； 4、隔爆接合面的間隙、有效寬度和粗糙度符合規定，螺紋隔爆結構的擰入深度和嚙合扣數符合規定； 5、電纜接連盒和電纜引入裝置完好，零部件齊全，無缺損，電纜連接牢固、牢靠。一個電纜引入裝置只連接一條電纜。密封圈外徑與電纜引入裝置內徑之差，應符合下列要求： 第5章礦用電源及備用電源 5.1礦用電源的特點、主要技術指標及分類 5.1.1

18、礦井監控系統電源的特點 礦井監控系統電源同一般直流電源相比具有如下特點： 1、本質平安型防爆輸出； 2、電網電壓波動適應力氣強； 3、效率高、體積小、重量輕； 4、疼惜功能強； 5、輸入電壓范圍寬； 5.2 礦用線性直流電源 線性直流電源又可分為穩壓源、恒流源和非穩定電源3種。礦用線性直流電源一般由變壓器、整流電路、雙重限流（恒流）限壓（穩壓）電路組成。 變壓器除具有降壓作用外，還具有電磁隔離功能；整流電路將溝通整定為直流；濾波電路濾除整流電路輸出的溝通成分；雙重限流（恒流）限壓（穩壓）電路保證本質平安型防爆電源的輸出，同時可作為穩壓或恒流電路，輸出穩壓或恒流電源。 5.2.1 電源變壓器 5

19、.2.2 整流電路 1、半波整流電路； 2、全波整流電路； 3、橋式整流電路。 5.3 礦用開關電源 5.3.1礦用開關電源的特點 接受半導體功率器件作為開關，將一種電源形態轉變成為另一種電源形態，并且有穩定輸出把握和短路等疼惜功能的電路稱為開關電源。 礦用本質平安型防爆開關電源同地面一般開關電源相比具有如下特點： 1輸出功率受限； 2、輸出端濾波電容和電感受限； 3、輸入、輸出必需電氣隔離； 4、大的電壓允許輸入范圍； 5、多重化疼惜； 6、恒壓-恒流輸出特性； 5.4 礦用備用電源 5.4.1 礦用備用電源的特點 礦井監控設備必需配備備用電源，并保證維持正常工作時間不小于2h。礦用備用電源

20、同一般備用電源相比具有具有如下特點： 1、應接受蓄電池； 2、蓄電池應接受連續浮充制； 3、備用電源要與主電路共用輸出限壓（穩壓）和限流（恒流）電路； 4、蓄電池要全密封免維護； 5、蓄電池無記憶效應。 第6章礦用傳感器 6.1 基礎學問 在礦井監控系統中，所需監測的物理量大多數是非電量，如：甲烷、風速、溫度等，而這些物理量是不宜直接進行遠距離傳輸的。為了便于傳輸、存儲和處理，就必需對這些物理量進行變換，將他們變換成便于傳輸、存儲和處理的物理量。目前最能滿足這些要求的是電信號。電信號的測量、傳輸、存儲和處理手段最為成熟，便于信號的放大、傳輸、存儲和計算機處理。這就需要使用傳感器將被監測的非電量

21、信號轉換為電信號。傳感器作為監控系統的第一個環節，完成著信息的獵取和轉換功能，其性能的好壞直接影響著系統的監控精度。當然，隨著光傳輸、存儲和處理技術的進展，光信號將會成為另一種便于信號傳輸、存儲和處理的信號。 6.1.1 基礎學問 傳感器主要由敏感元件、轉換元件、測量電路和掛念電源組成，如圖所示。在礦井監控領域又將敏感元件和轉換元件統稱為傳感元件。 6.1.1 基礎學問 敏感元件就是將被測的非電量轉換成另一種便于轉換為電量的非電量的器件。 轉換元件是將敏感元件所輸出的非電量轉換為電量的器件。 有時敏感元件同時兼做轉換元件，這時被測的非電量被直接轉換為電量，例如熱催化式甲烷傳感器的傳感元件。 傳

22、感器的分類方法主要有：按輸入量(物理量)和按 變換原理分類兩種方法。 按輸入量分類的方法明確指出了傳感器所能監測的物理量如甲烷、風速、負壓等傳感器。 按變換原理分類的方法說明白傳感器的變換原理，如電化學、熱催化等。 為利用上述兩種分類方法的優點，通常將上述兩種分類方法同時使用，如熱導式甲烷傳感器、超聲波旋渦式風速傳感器等。 此外，還有按能量的傳遞方式(有源和無源)、使用型式(便攜式、機載式等)、輸出信號(模擬式和數字式)等分類方法。 6.1.2 基本概念 1、量程 指傳感器所允許測量被測物理量的量值范圍。一般用傳感器允許測量的物理量的上、下極限來表示，其中上限值又稱為滿量程值。 在使用中，假如

23、被測物理量超出了傳感器所規定的量程范圍，將會造成較大的測量誤差或傳感器的損壞。 6.1.1 基本概念 2、精度 精度表示傳感器的測量結果與被測實際值的接近程度。 精度一般用“極限誤差”來表示 3、遲滯 遲滯是指傳感器在輸入量x增大(正行程)或減小(反行程)時，輸出輸入曲線不重合的程度。 4、重復性 重復性就是指傳感器在相同的工作狀態下，重復地輸入一個相同的值時，其輸出的全都性程度 6.1.2 基本概念 5、線性度 為了標定和數據處理，一般要求傳感器的輸出與輸入成線性關系，并能精確地反映被測量的實際值。然而，實際使用的傳感器，其輸出與輸入之間并不是所要求的線性關系，如圖44所示。這就是要求對實際

24、傳感器進行線性化處理，即用一條直線去靠近傳感器的實際工作曲線，如圖45所示。圖a是接受擬合最小的直線，而圖b是接受通過零點和滿量程點的直線。 6.1.2 基本概念 不難看出，用輸出與輸入成線性關系的直線擬合實際工作曲線，將會帶來誤差。為了描述傳感器輸出輸入曲線的非線性程度，一般用所測得的輸出輸入標準曲線與理論擬合直線的偏差與滿量程輸出值的百分比來表示，并稱之為線性度或非線性誤差。 6.2.1 基本概念 6、靈敏度 靈敏度是指傳感器的輸出增量與輸入增量之比 靈敏度一般用擬合直線的斜率來表示 6.1.3 供電方式 礦用傳感器的供電方式有內部供電和外部供電兩種。 1、內部供電方式 傳感器的內部供電方

25、式包括傳感器自帶整流電源和蓄電池(或干電池)兩種。 6.1.3 供電方式 自帶整流電源：體積大、重量重，并且在傳感器的設置位置上，不愿定好取溝通電源。（很少用） 蓄電池(或干電池)：需要定期充電(或更換)，維護工作量較大，（用于能耗很小的傳感器） 2、外部供電方式 包括就近供電和集中供電兩種。 1）外部就近供電方式 是指由系統分站電源、或電控箱、或電源箱向傳感器供電的方式， 優點：供電距離近、功耗小、簡潔便利 是礦井監控系統傳感器的主要供電方式 傳感器外部就近供電可以接受恒壓源供電，也可以接受恒流源供電，到底接受什么方式取決于傳感器對電源的要求。接受恒壓源供電，傳感器所得到的電壓大小受供電電纜

26、的長度、芯線直徑、材質、接觸電阻影響，同時也受負載波動的影響。在供電電壓確定的狀況下，供電電纜越長，芯線直徑越細，材質電阻率越大，接觸電阻越大，傳感器吸取電流越大，線路壓降就越大，傳感器得到的電壓值就越小。 6.1.3 供電方式 因此，接受恒壓源供電的傳感器一般在傳感器內部又設置了二次穩壓電路，以保證傳感器的正常工作。接受恒流源供電，傳感器所得到的電流大小受外界因素影響較小，這是由于電纜的絕緣電阻很大。但由于傳感器電路一般需要在穩定的電壓下工作，因此接受恒流源供電的傳感器一般也在內部設置穩壓電路。 2）集中供電方式 為了保證在井下供電不正常的狀況下，仍能對被測物理量進行監測，有的礦井監控系統接

27、受了中心站集中供電方式 在同樣的監控容量下，需要的電纜較多，系統投資較大，并且不便于安裝維護。 中心站向傳感器供電，即可以接受恒流源供電，又可以接受恒壓源供電，到底接受什么方式取決于傳感器對電源的要求。 在礦井監控系統中，被測物理量可分為開關量和模擬量兩大類。 開關量就是只取兩種狀態的物理量，如：采掘機、運輸機、水泵、風機的開停等。開關量（可以用電壓的有無、電流的有無和極性）等來表示。 模擬量就是量值連續變化的物理量，如：甲烷濃度、風速、一氧化碳濃度等。模擬量可以（用電壓的大小、電流的大小和頻率的凹凸）等來表示。 數字信號和頻率型模擬信號均用脈沖表示，但有以下根本區分：(1)數字信號的脈沖持續

28、時間恒定不變(當傳輸速率確定時)；而頻率型模擬信號的脈沖持續時間隨著頻率的增高而減小；(2)數字信號接受脈沖編碼表示數值大小，由于編碼長度有限，因此數字信號表示模擬量大小存在量化誤差；而頻率型模擬信號的脈沖頻率可以連續變化，因此頻率型模擬信號可以精確表示模擬量大小；(3)數字信號不同位置的脈沖表示不同的數值；而頻率型模擬信號的任何位置的脈沖均表示同一數值。 礦用傳感器輸出信號宜接受數字信號，并應滿足煤炭行業標準煤礦用信息傳輸裝置的有關要求。 1、開關信號 開關信號的輸出可以是機械接點，也可以是半導體電路或其他電氣元件，這些被統稱為輸出接點。輸出接點可以是有源接點，也可以是無源接點。 2、模擬信號 主要有電壓型、電流型和頻