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煤矿井下安全避险“六大系统”的作用和配置方案

字号+ 作者:admin 来源:未知 2011-06-15 19:32 我要评论( )

摘要: 研究了煤矿安全监控系统在瓦斯、火灾等重特大事故监控与预警和事故调查中的作用,提出了系统的配置方案及基于煤矿安全监控系统的煤矿瓦斯爆炸等事故直接原因的认定方法;研究了煤矿井下人员位置监测系统在遏制超定员生产、事故应急救援等方面的作用,

摘要: 研究了煤矿安全监控系统在瓦斯、火灾等重特大事故监控与预警和事故调查中的作用,提出了系统的配置方案及基于煤矿安全监控系统的煤矿瓦斯爆炸等事故直接原因的认定方法;研究了煤矿井下人员位置监测系统在遏制超定员生产、事故应急救援等方面的作用,提出了系统设置方法;提出了以矿用调度通信系统和矿井广播通信系统为基础、矿井移动通信系统为补充的矿井通信联络方案 , 提出了严禁采用矿用 IP 电话通信系统和矿井移动通信系统替代矿用调度通信系统的观点;提出了高瓦斯矿井的入井人员宜携带隔离式自救器,且隔离式自救器宜选用压缩氧隔离式自救器的方案;提出了避难硐室的装备要求和避难硐室性能价格比优于救生舱的观点;介绍了矿井压风自救系统和供水施救系统。
关键词: 煤矿;安全避险;六大系统;安全监控;人员定位;通信系统;紧急避险;压风自救;供水施救

0  引言

《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知(国发[ 2010 ] 23 号)》和《国家安全生产监督管理总局国家煤矿安全监察局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知(安监总煤装[ 2010 ] 146 号)》要求煤矿建设完善监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统和通风联络系统 6 大安全避险系统[ 1-2 ] 。本文对该“六大系统”的作用进行了研究,提出了“六大系统”的配置方案。
1  煤矿安全监控系统

煤矿安全监控系统主要用来监控和预警瓦斯、火、冲击地压等重特大事故。煤矿安全监控系统可用于监测甲烷浓度、风速、风压、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主通风机开停等,当瓦斯超限或局部通风机停止运行或掘进巷道停风时,自动切断相关区域的电源并闭锁,同时报警。系统还具有煤与瓦斯突出预警、火灾监控与预警、矿山压力监测与预警等功能[ 3 ] 。
煤矿安全监控系统在应急救援和事故调查中也发挥着重要作用。当煤矿井下发生瓦斯、煤尘爆炸等事故后,系统的监测记录是确定事故时间、爆源、火源等的重要依据之一。根据监测数据突变等信息可分析爆炸时间,根据监测的瓦斯浓度和时间顺序等可分析爆源,根据监测的设备状态可分析火源,根据监测的局部通风机、风门、主通风机、风速、风压、瓦斯浓度等可分析瓦斯积聚原因,根据监测的瓦斯浓度变化可分析波及范围,等。
煤矿安全监控系统一般由传感器、执行机构、分站、电源箱(或电控箱)、主站(或传输接口)、主机(含显示器)、系统软件、服务器、打印机、大屏幕、 UPS 电源、远程终端、网络接口和电缆等组成。传感器、执行机构、分站、电源箱(或电控箱)等设置在井下,其它设备设置在地面。
瓦斯监测参数是防治瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出预警的重要参数,因此,采煤工作面及回风巷、掘进

工作面及回风流等地点必须设置甲烷传感器。当甲烷浓度达到或超过报警浓度时有声光报警,提醒领导、生产调度等及时将人员撤至安全处,及时处理事故隐患,防止瓦斯爆炸等事故发生。当甲烷浓度达到或超过断电浓度时,切断被控区域电源,避免或减少由于电气设备失爆、违章作业、电气设备故障电火花或危险温度引起瓦斯爆炸,避免或减少采、掘、运等设备运行产生的摩擦撞击火花及危险温度等引起瓦斯爆炸。
局部通风机及其风筒风量监测是防治局部通风机停风和风筒漏风造成瓦斯积聚的有效措施。因此,局部通风机必须设置设备开停传感器,局部通风机的风筒末端必须设置风筒传感器,当局部通风机停风或风筒漏风,切断供风区域电源,并声光报警,防治停风造成瓦斯积聚,进而造成瓦斯爆炸事故。
煤矿必须设置风速、风压、风门状态、主通风机等传感器,及时发现通风系统隐患,防治瓦斯积聚和瓦斯爆炸事故发生。
系统通过监测煤岩体声发射、瓦斯涌出量等,结合瓦斯地质信息等,实现煤与瓦斯突出预警。
系统通过监测一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、温度、压差、烟雾等,控制风门、风窗实现均压灭火,控制制氮和注氮等,实现火灾监控。
2  煤矿井下人员位置监测系统

煤矿井下人员位置监测系统又称煤矿井下人员定位系统和煤矿井下作业人员管理系统。煤矿井下人员位置监测系统一般由识别卡、位置监测分站、电源箱(可与分站一体化)、传输接口、主机(含显示器)、系统软件、服务器、打印机、大屏幕、 UPS 电源、远程终端、网络接口和电缆等组成[ 4-5 ] 。

由于煤矿井下无线传输衰减大, GPS 信号不能覆盖煤矿井下巷道。目前煤矿井下人员位置监测系统主要采用 RFID 技术,部分系统采用漏泄电缆,还可采用 WiFi 、 ZigBee 等技术。部分系统除具有人员位置监测功能外,还具有单向或双向紧急呼叫等功能。

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