浅谈矿井通风系统的安全监控
孙楠
摘要：安全生产，通风先行。矿井通风是煤矿安全管理的重要组成部分。通风系统的安全监控除了瓦斯传感器，还有一氧化碳传感器、风速传感器、温度传感器。其中，瓦斯传感器比较受重视，基本都是按标准、规范要求设置，并实现动态达标;而后三种容易受到疏忽。本文对此做明确描述，为矿井安全生产奠定基础，为长远发展保驾护航。
关键词：一氧化碳传感器风速传感器温度传感器设置
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
《煤矿安全监控系统通用技术要求》（AQ6201-2019）代替了AQ6201-2006;《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》（AQ1029-2019）代替了AQ6201-2007。二者对煤矿安全监控系统提出了新的、更高的要求，更对传感器设置、安装做出精确的规定，适用于井工开采煤矿，包括正常生产、新建（基建）和改扩建矿井[1]。除了瓦斯传感器，一氧化碳传感器、风速传感器、温度传感器同样尤为重要，应注重多系统、多支路的融合，将全矿安全监控遍布每一角落，无漏洞、无盲区，全程实时动态、远程监控。
2 设置标准
2.1一氧化碳传感器的设置标准
2.1.1位置确定
随着煤矿开采年限的不断延长，井下战线长、点多面广，所采煤层资源逐步枯竭，多数矿井由上组煤层逐步延伸开采下一组煤层，矿井开采煤层由不易自燃到容易自燃、自燃，或者邻近采空区、旧巷的回采工作面[2]，极易出现一氧化碳大量涌出，且回采中煤层内一氧化碳大量释放，这使防灭火系统的配备、运行、管理尤为重要。为确保监测监控到位，回采工作面回风顺槽必须设置一氧化碳传感器，地点设置在回采工作面切眼的上隅角，报警浓度设置为≥24ppm，如图1所示。
2.1.2设置要求
由于一氧化碳密度轻于空气，浮于空气上方，因此井下一氧化碳传感器应垂直悬挂在巷道的顶板，而且是风流、顶板、支护条件较稳定的位置，吊挂位置距巷道顶板不超过300mm，距巷道壁不低于200mm。因需定期或不定期進行观察、巡检、维护、调校、迁移或更换，安装维护必须方便，但不影响行人、支护或运输。由于井下巷道顶板高，人员不便于管理，一般人员采用爬梯，属于高空作业，不安全，可以采用细钢丝绳进行吊挂，在顶板、巷帮安装固定滑轮，通过巷帮旋转手把牵引钢丝绳来控制一氧化碳传感器升降，简洁轻便，经济实用。
2.1.3设置地点
井下除了回采工作面和掘进工作面需要安设一氧化碳传感器外，其他作业环境地点也同步需要安装设置：采用带式输送机运输时，应在驱动部下风侧10-15m处设置一氧化碳传感器，吊挂时距巷道顶板不超过300mm，与皮带中心线一致;井下自然发火观测点、封闭火区防火墙栅栏外[3]，开采容易自燃、自燃煤层的矿井以及采区、盘区、总回风巷均必须设置一氧化碳传感器。一氧化碳传感器报警浓度均设置为不低于24ppm。
2.2温度传感器的设置标准
（1）井下温度传感器应垂直于顶板悬挂，距顶板不超过300mm，距巷壁不低于200mm，便于人员观察和巡检维护，不影响行人、支护和运输，由于井下巷道顶板较高，温度传感器吊挂、操作装置选用与一氧化碳传感器同样的装置，单个设置或与一氧化碳成组布置。
（2）井下开采容易自燃、自燃煤层以及煤层埋藏深、地温高的矿井，一氧化碳更是安全管控重点，束管监测系统、防灭火系统必须同步布置到位，回采工作面回风顺槽须设置温度传感器，报警值设置为26℃，如图2所示。
（3）井下机电设备硐室、避难硐室、水泵房、机修硐室内须设置温度传感器，报警值设置为30℃。
（4）井上下其他位置同样需要设备温度传感器的有井下抽采容易自燃、自燃煤层的采空区、旧巷瓦斯时。瓦斯抽采管路上必须安设温度传感器，实现动态实时监测监控，并实现数据上传，发现有自然发火征兆时，必须立即采取措施，防患于未然;瓦斯抽采泵站的抽采泵吸入管路中必须设置温度传感器，利用瓦斯发电、燃烧或传输时，还必须在输出管路中设置温度传感器;使用有防爆柴油动力装置（无轨胶轮车、单轨吊机车、窄轨机车、卡轨柴油车、齿轨柴油机车）的矿井须设置温度传感器。所有位置所安设的传感器均须接入安全监控系统，实现集中监测。
2.3风速传感器的设置標准
采煤、掘进工作面的回风巷，以及采区、盘区、总回风巷的测风站均须设置风速传感器，具体位置设置在巷道前后10m内无分支风流、无拐弯、无支护设施、无障碍、断面无变化、巷道壁及顶板平整、能准确计算风量的地点，测风点还需用水泥或其他物料抹平。由于风速传感器工作时有振动，须采用硬连接的方式固定，传感器风速检测口垂直于巷道风流方向。巷道中位置不同则风速不同。采掘工作面、采区、盘区回风巷风速传感器设置报警值为不低于6m/s，矿井总回风巷内风速传感器设置报警值为不低于8m/s。当风速传感器监测风速低于或超过《煤矿安全规程》的规定值时，能发出声光报警信号，达到安全警示作用。
3 效果
矿井通风系统的安全监控全面得以提升应用，将分散的一氧化碳、温度、风速传感器系统性融合集成、远距离传输。
（1）传感器传输实现数字化[4]，传感器通过安全监控系统，延顺井下光纤以太环网和现场总线传输，传感器均实现全数字化传输，传到地面调度平台通过软件实时监测。
（2）抗电磁干扰能力强，安全监控系统采用抗干扰技术，地面设备（包括监控主机、监控分站、传输接口）满足3级静电抗扰度、2级电磁辐射抗扰度、2级脉冲群抗扰度，交流电源端口3级、直流电源与信号端口2级浪涌（冲击）抗扰度[5]。
（3）传感器的防护等级全面提升，安全监控分站所接的一氧化碳、温度、风速传感器等设备设施的外壳防护等级均为IP65，传感器探头部位均实现多层防护，满足井下粉尘、潮湿、洒水的特殊环境要求。
（4）具有声光报警功能，一氧化碳、温度、风速传感器接入安全监控系统后，通过系统软件自动读取传感器数据，并对每一传感器设置声光报警点，若设置数值与检测数据不一致则声光报警，提醒采取应急措施。
（5）多网、多系统融合工作[6]，一氧化碳、温度、风速传感器监控系统与人员定位系统、广播通讯系统、监控系统实现融合，将井下人及环境信息及时反馈至系统软件界面上，实时更新，动态显示。
（6）具备自诊断、自评估功能，连接到系统的一氧化碳、温度、风速传感器，以及控制器、监控分站等通电后先自检，而后将信息传送到安全监控系统软件，进行数据分析，同时，模拟量传感器具备标校状态显示、提醒，通信网络工作状态，分站与电源供电状态，以及电池信息均反馈到系统中，做到实时监控。
4 结语
矿井通风系统的一氧化碳、温度、风速传感器，促进安全监测监控多元融合和信息共享，提高煤矿安全预测预警水平，实现安全监测监控信息的深度分析和综合利用，更实现了井下有线和无线传输网络的有机融合，多系统井上下融合，远距离监控，为矿井安全高效发挥了积极的作用。
参考文献
[1]丁远，刘鹏，于晓珉.一种强实时性煤矿安全监控系统分站通信方案[J].煤矿安全，2020，51（5）：130-133.
[2]丁远.煤矿安全监控系统接入工业互联网关键设备研究[J].煤矿安全，2021，52（12）：138-141.
[3]黄伟，陈瑶，华月存，等.煤矿安全监控系统层级故障自诊断技术[J].煤矿安全，2021，52（12）：133-137.
[4]黄源.煤矿矿井通风与安全监控存在的问题及建议[J].当代化工研究，2021（4）：40-41.
[5]高荣翔.煤矿安全监控数据智能分析与处理技术研究[D].山东科技大学，2018.
[6]张莉.煤矿安全生产监控系统云联网平台关键技术研究[D].中国矿业大学，2019.
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