淺談礦井通風系統的安全監控

孫楠

摘要：安全生產，通風先行。礦井通風是煤礦安全管理的重要組成部分。通風系統的安全監控除了瓦斯傳感器，還有一氧化碳傳感器、風速傳感器、溫度傳感器。其中，瓦斯傳感器比較受重視，基本都是按標準、規范要求設置，并實現動態達標;而后三種容易受到疏忽。本文對此做明確描述，為礦井安全生產奠定基礎，為長遠發展保駕護航。

關鍵詞：一氧化碳傳感器風速傳感器溫度傳感器設置

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

《煤礦安全監控系統通用技術要求》（AQ6201-2019）代替了AQ6201-2006;《煤礦安全監控系統及檢測儀器使用管理規范》（AQ1029-2019）代替了AQ6201-2007。二者對煤礦安全監控系統提出了新的、更高的要求，更對傳感器設置、安裝做出精確的規定，適用于井工開采煤礦，包括正常生產、新建（基建）和改擴建礦井[1]。除了瓦斯傳感器，一氧化碳傳感器、風速傳感器、溫度傳感器同樣尤為重要，應注重多系統、多支路的融合，將全礦安全監控遍布每一角落，無漏洞、無盲區，全程實時動態、遠程監控。

2 設置標準

2.1一氧化碳傳感器的設置標準

2.1.1位置確定

隨著煤礦開采年限的不斷延長，井下戰線長、點多面廣，所采煤層資源逐步枯竭，多數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、舊巷的回采工作面[2]，極易出現一氧化碳大量涌出，且回采中煤層內一氧化碳大量釋放，這使防滅火系統的配備、運行、管理尤為重要。為確保監測監控到位，回采工作面回風順槽必須設置一氧化碳傳感器，地點設置在回采工作面切眼的上隅角，報警濃度設置為≥24ppm，如圖1所示。

2.1.2設置要求

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垂直懸掛在巷道的頂板，而且是風流、頂板、支護條件較穩定的位置，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行觀察、巡檢、維護、調校、遷移或更換，安裝維護必須方便，但不影響行人、支護或運輸。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，不安全，可以采用細鋼絲繩進行吊掛，在頂板、巷幫安裝固定滑輪，通過巷幫旋轉手把牽引鋼絲繩來控制一氧化碳傳感器升降，簡潔輕便，經濟實用。

2.1.3設置地點

井下除了回采工作面和掘進工作面需要安設一氧化碳傳感器外，其他作業環境地點也同步需要安裝設置：采用帶式輸送機運輸時，應在驅動部下風側10-15m處設置一氧化碳傳感器，吊掛時距巷道頂板不超過300mm，與皮帶中心線一致;井下自然發火觀測點、封閉火區防火墻柵欄外[3]，開采容易自燃、自燃煤層的礦井以及采區、盤區、總回風巷均必須設置一氧化碳傳感器。一氧化碳傳感器報警濃度均設置為不低于24ppm。

2.2溫度傳感器的設置標準

（1）井下溫度傳感器應垂直于頂板懸掛，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，不影響行人、支護和運輸，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，束管監測系統、防滅火系統必須同步布置到位，回采工作面回風順槽須設置溫度傳感器，報警值設置為26℃，如圖2所示。

（3）井下機電設備硐室、避難硐室、水泵房、機修硐室內須設置溫度傳感器，報警值設置為30℃。

（4）井上下其他位置同樣需要設備溫度傳感器的有井下抽采容易自燃、自燃煤層的采空區、舊巷瓦斯時。瓦斯抽采管路上必須安設溫度傳感器，實現動態實時監測監控，并實現數據上傳，發現有自然發火征兆時，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置溫度傳感器，利用瓦斯發電、燃燒或傳輸時，還必須在輸出管路中設置溫度傳感器;使用有防爆柴油動力裝置（無軌膠輪車、單軌吊機車、窄軌機車、卡軌柴油車、齒軌柴油機車）的礦井須設置溫度傳感器。所有位置所安設的傳感器均須接入安全監控系統，實現集中監測。

2.3風速傳感器的設置標準

采煤、掘進工作面的回風巷，以及采區、盤區、總回風巷的測風站均須設置風速傳感器，具體位置設置在巷道前后10m內無分支風流、無拐彎、無支護設施、無障礙、斷面無變化、巷道壁及頂板平整、能準確計算風量的地點，測風點還需用水泥或其他物料抹平。由于風速傳感器工作時有振動，須采用硬連接的方式固定，傳感器風速檢測口垂直于巷道風流方向。巷道中位置不同則風速不同。采掘工作面、采區、盤區回風巷風速傳感器設置報警值為不低于6m/s，礦井總回風巷內風速傳感器設置報警值為不低于8m/s。當風速傳感器監測風速低于或超過《煤礦安全規程》的規定值時，能發出聲光報警信號，達到安全警示作用。

3 效果

礦井通風系統的安全監控全面得以提升應用，將分散的一氧化碳、溫度、風速傳感器系統性融合集成、遠距離傳輸。

（1）傳感器傳輸實現數字化[4]，傳感器通過安全監控系統，延順井下光纖以太環網和現場總線傳輸，傳感器均實現全數字化傳輸，傳到地面調度平臺通過軟件實時監測。

（2）抗電磁干擾能力強，安全監控系統采用抗干擾技術，地面設備（包括監控主機、監控分站、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）傳感器的防護等級全面提升，安全監控分站所接的一氧化碳、溫度、風速傳感器等設備設施的外殼防護等級均為IP65，傳感器探頭部位均實現多層防護，滿足井下粉塵、潮濕、灑水的特殊環境要求。

（4）具有聲光報警功能，一氧化碳、溫度、風速傳感器接入安全監控系統后，通過系統軟件自動讀取傳感器數據，并對每一傳感器設置聲光報警點，若設置數值與檢測數據不一致則聲光報警，提醒采取應急措施。

（5）多網、多系統融合工作[6]，一氧化碳、溫度、風速傳感器監控系統與人員定位系統、廣播通訊系統、監控系統實現融合，將井下人及環境信息及時反饋至系統軟件界面上，實時更新，動態顯示。

（6）具備自診斷、自評估功能，連接到系統的一氧化碳、溫度、風速傳感器，以及控制器、監控分站等通電后先自檢，而后將信息傳送到安全監控系統軟件，進行數據分析，同時，模擬量傳感器具備標校狀態顯示、提醒，通信網絡工作狀態，分站與電源供電狀態，以及電池信息均反饋到系統中，做到實時監控。

4 結語

礦井通風系統的一氧化碳、溫度、風速傳感器，促進安全監測監控多元融合和信息共享，提高煤礦安全預測預警水平，實現安全監測監控信息的深度分析和綜合利用，更實現了井下有線和無線傳輸網絡的有機融合，多系統井上下融合，遠距離監控，為礦井安全高效發揮了積極的作用。

參考文獻

[1]丁遠，劉鵬，于曉珉.一種強實時性煤礦安全監控系統分站通信方案[J].煤礦安全，2020，51（5）：130-133.

[2]丁遠.煤礦安全監控系統接入工業互聯網關鍵設備研究[J].煤礦安全，2021，52（12）：138-141.

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

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

[5]高榮翔.煤礦安全監控數據智能分析與處理技術研究[D].山東科技大學，2018.

[6]張莉.煤礦安全生產監控系統云聯網平臺關鍵技術研究[D].中國礦業大學，2019.