安全避险六大系统

矿井井下安全避险六大系统

第一节 矿井安全监测监控系统

一、监测监控系统

为了确保矿井安全生产，根据《煤炭工业小型矿井设计规范》和《煤矿安全规程》有关规定，结合本矿井的瓦斯等级、开拓方式及采掘工作面的配置情况，设井下安全监测监控系统。矿井资源整合后生产规模40kt/a，井下布置1个采区，2个采煤工作面和2个掘进工作面生产，设KJ90NA型煤矿安全监测监控系统一套，安设在办公楼设置的监控室。同时按照相关文件规定，矿井应配备人员定位系统，并接入监控系统。

二、安全监测监控和传输设备选择

1、监控中心站

矿井安全监测监控系统选用KJ90NA型煤矿安全监测监控系统。该系统能融安全与生产监测监控系统、工业电视监视系统、人员监测系统及程控调度通信系统等于一体，实现井下传输信道合一。全矿范围内各类煤矿监控系统组网管理、与局计算机网络联网、与远程终端通过公用电话网联接等，大幅度减少信道与设备投资。该系统能实时连续地监测井下、井上各种环境安全参数和生产工况参数，监测参数可长期连续以磁盘文件方式存储并自动进行统计分析。系统监测的有害参数超限时，能自动报警，井下分站能可靠地实现风电、瓦斯闭锁功能。可用作为全矿井综合自动化系统中安全生产监控子系统。安全与生产监测监控系统、工业电视监视系统传输主干线考虑安全可靠采用光缆。

监控系统地面中心站具有实时数据存储和各种统计数据存储能力；具有实时多屏显示功能；具有断电状态和馈电状态监测、报警、

显示、存储和打印报表功能；当电网停电后，系统能保证正常工作时间不少于2h；具有自检功能，可对分站、电源、传感器、电缆等设备进行诊断，能报警和记录并自动切断故障支路；具有可靠的避雷保护设施。监控分站具有甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能，当主机或系统电缆发生故障时，监控分站能保证甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能。监控系统具有完善的故障闭锁功能，当与闭锁控制有关的设备未投入正常运行或故障时，能切断该监控设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；系统具有中心站手控、分站程控、传感器就地控制三级断电控制功能；系统传感器配置齐全，能对矿井各生产环节的主要参数实现全面监测。能够满足矿井安全监测的要求。

地面监控中心站设监控主机2台，1台工作，1台备用。配置为P4/2.4G/512M/80G/100M/光驱/17″显示器；配备3kVA交流稳压电源1台；STK1KVA/4Ah型UPS电源1台，四屏显示驱卡1台，LQ－1600K打印机1台以及传输接口（KJJ46）等。

2、分站

分站是监测系统的关键配套设备，分大、中分站两种。

大分站（KJ90-F16）容量：16个输入端口，8个控制输出，最多安装16个传感器；

中分站（KJ90-F8）容量：8个输入端口，4个控制输出，最多安装8个传感器；

3、传输设备

传输设备由传输电缆和接线盒组成：

（1）主传输电缆：型号PUYVR1×4×7/0.43，用于分站至监控中心站的数据传输。

（2）传感器电缆：模拟量传感器选用PUYVR1×4×7/0.43型矿用

阻燃信号电缆；分站到开关量传感器电缆选择PUYVR1×2×7/0.28型矿用阻燃信号电缆。

监测、监控和传输设备布置详见图《安全监测监控系统布置图》。

三、监测设备各类传感器布置

根据《煤矿安全规程》、《煤炭工业小型矿井设计规范》的有关规定，以及《《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》AQ1029-2007的要求，并结合本矿井在安全生产过程中的实际需要设置了各类传感器。

1、传感器选型及配置

（1）传感器类型、数量、位置

①回采工作面传感器选型及配置

井下1个采区2个回采工作面生产：回采工作面配备5台传感器，其中甲烷传感器（KG9701）3台，工作面上隅角设置甲烷传感器1台，工作面设置甲烷传感器1台，布置在回风巷距工作面上端头出口≤10m的地方，工作面回风巷设置甲烷传感器1台，布置在回风巷距回风巷出口10m～15m的地方；馈电传感器1台，布置在回采工作面配电点；设备开停（KTC-90）传感器2台。

②掘进工作面传感器选型及配置

井下共设2个掘进工作面，每个掘进工作面设甲烷传感器（KG9701）2台，1台布置在掘进巷道距掘进工作面碛头＜5m，另一台布置在掘进巷道距掘进工作巷道入口10～15m；设备开停传感器（KTC-90）2台，分别布置在掘进工作面局部通风机输入线缆上；馈电传感器1个，布置在压入式局部通风机附近；断电传感器1个，布置在局部通风机风筒末端。

③测风站传感器选型及配置

井下设测风站1个，设在回风斜井内。测风站分别设风速传感器

（CW-1）1台，测量范围0.3～15m/s；设置甲烷传感器（KG9701）1台，温度传感器1台，一氧化碳传感器1台。

④主要通风机房、引风硐传感器选型及配置

主要通风机设置设备开停传感器（KTC-90）2个，监测2台主要通风机（1台工作，1台备用）；风速传感器（KGF15）1个，风压传感器（KG9501）1个，布置在回风井引风道内，测量范围0～5kPa。

⑤风门开关传感器的设置。

井下共设置风门开关传感器3台，设置在风门上，当两扇风门同时打开时发出声光报警。

⑥设置传感器的数量

矿井井下共设置甲烷传感器（KG9701）11个，风速传感器（KGF15）2个，风压传感器（KG9501）1个，馈电传感器（KGT-1）4个，风门开关传感器（KG92-1）3个，设备开停传感器（KTC-90）11个，温度传感器（KG9301）1个，一氧化碳传感器1个，断电传感器2个。

⑦分站设置

矿井共配置分站6个，其中使用5个，备用1个。

详见井下传感器布置图、安全监测系统图。

2、甲烷传感器的报警、断电、复位

布置在采掘工作面的甲烷传感器：瓦斯报警浓度：≥1.0%CH4；瓦斯断电浓度：≥1.5%CH4；复电浓度：＜1.0%CH4；断电范围：回采工作面及回风巷道内全部非本质安全型电气设备。

布置在采掘工作面回风巷的甲烷传感器：瓦斯报警浓度：≥1.0%CH4；瓦斯断电浓度：≥1.0%CH4；复电浓度：＜1.0%CH4。断电范围：回采工作面及回风巷道内全部非本质安全型电气设备。

布置在回风斜井的甲烷传感器：瓦斯报警浓度：≥0.70%CH4。

3、井下分站场地技术安全要求

（1）井下分站所在巷道应适当扩大巷道断面，并采用加强支护。

（2）井下分站支护采用不燃材料支护。

（3）分站应在新鲜风流中。

（4）分站应设置在直线巷道内，不得布置在运输巷拐弯处。

（5）分站应选择在顶板稳定、无淋水的干燥巷道内。

（6）设置分站的巷道壁面应抹光平整，刷白。

（7）分站的电缆应在巷道壁面上固定整齐。

（8）分站仪放置距地面应大于30cm。

（9）分站须安设防盗照明灯。

4、传感器悬挂高度和位置

风速传感器应设置在巷道前后10m内无分支风流、无拐弯、无障碍、断面无变化、能准确计算风量的地点。

风压传感器设置在主要通风机的风硐内。

井下所有的传感器都应垂直悬挂，距顶板不得大于300mm，距巷道侧壁不得小于200mm，并应安装方便，不影响行人和行车。

5、传感器检测、调校

（1）安全监控设备必须按照产品说明书的要求定期调校。

（2）安全监控设备使用前和大修后，必须按照产品说明书的要求测试、调校合格，并在地面试运行24h～48h方能下井。

（3）安全监控设备的调校包括零点、显示值、报警点、断电点、复电点、控制逻辑等。

（4）每隔10天必须对甲烷超限断电闭锁和甲烷风电闭锁功能进行测试。

（5）煤矿安全监控系统的分站、传感器等装置在井下连续运行6个月～12个月，必须升井检修。

各类传感器布置详见图《井下传感器布置图》。

第二节 井下人员定位系统

因煤矿生产主要工作集中在井下，井下巷道点多面广、错纵复杂、环境恶劣，安全隐患多。人员安全监测系统能为生产调度部门实时了解井下作业人员安全状况,能对遭遇各种井下事故，在最短的时间内获取事故现场的人员状况（包括人员数量和位置），能在最短时间内做出准确的判断、减少盲目性，为救援工作提供重要依据。

根据本矿的开采和建设条件，设计确定选择KJ237型矿用人员管理系统，该系统具有较快数据传输方式、较高性价比的，应用RFID技术于井下移动目标位置监测的系统，可实现煤矿井下作业人员和运输车辆位置的监测查询及多种实用的报警功能。该系统具有被测目标无负担、通行方式无限制、安装使用简便等特点。

人员安全监测系统地面设备与井下设备两部分组成。地面设备主要由检测主机、传输接口、集线器、打印机、避雷器等组成；井下设备主要由人员标识卡、动态目标识别器、读卡分站、矿用隔爆兼本安电源、分线盒及数据传输信道组成。

该系统可实时监测查询当前井下人员的数量及分布情况、人员所处的位置、人员的活动踪迹及在各区域停留时间，可实时监测当前各区域、各部门、各工程、各职务下井人数及人员区域分布情况，可对特定人员实时跟踪，对重要区域单独显示。

该系统通过设定下井时间闸，对下井超过一定时间的人员提示报

警，并给出相关人员的名单等信息，在井下一些重要峒室、危险场合(如盲巷等)配备语音站，可有效地阻止人员违章进入，并将违章人员记录在案，特定危险区域超过规定的安全人数时自动报警，特殊人员未按规定路线行走时可提示报警，在发生事故和出现紧急状况时，地面指挥中心能与应急预案联动，显示应急预案和避灾路线。

该系统还具备统计考勤功能，可查询任一班次及时间段各部门下井人数及下井时间。该系统可向局、矿信息管理系统提供有关人员的实时和统计信息，可通过互联网或局域网以浏览网页的方式实现信息共享。

读卡分站与动态目标识别器的距离不超过1km，人员标识卡发射信号在距动态目标识别器不大于80m范围，动态目标识别器能可靠接收。

KJ237型矿用人员管理系统配备了2台主机，1台工作，1台备用，主机为品牌工控机，分别安装了配套的主控软件，并配备了打印机、UPS电源、避雷器等设备，布置在矿井地面控制室。

根据《煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》AQ1084-2007的要求, 根据该矿井的井巷布置及回采、掘进工作面布置情况，在各个人员出入井口、重点区域出入口,在巷道的分支处设置分站和动态目标识别器,共布置3台读卡分站,15台动态目标识别器,每个下井职工配备1台人员标识卡。

传输装置采用树形网状结构，采用专用阻燃通信电缆连接，动态目标识别器至分站通信电缆选用MHYV 2×2×1通信电缆，主通信电

缆选用MHYBV-2×2×1通信电缆。传输通信电缆严禁与调度电话电缆或动力电缆等共用。防爆型人员安全监测系统设备之间的输入、输出信号必须为本质安全型信号。

为防信息系统的雷击电磁脉冲，在中心站传输接口及计算机房交流电源进线处配置了防雷击电磁脉冲的避雷器。

第三节 通信联络系统

设计按照相关规定设置了矿井井下通讯系统，并按照在灾变期间能够及时通知井下人员撤离和实现与避险人员通话的要求，布置了矿井通信联络系统。具体布置方式见第六章第四节矿井通信部分。

第四节 紧急避险系统

根据国家安监总局和国家煤矿安监局《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）的通知》（安监总煤装〔2010〕146号）的要求，煤矿应建立井下紧急避难硐室。

根据本矿井的具体情况，设计在本矿井建立井下紧急避难硐室，保证在井下发生灾害事故时，为无法及时撤离的遇险人员提供生命保障的密闭空间。该设施对外能够抵御高温烟气，隔绝有毒有害气体，对内提供氧气、食物、水，去除有毒有害气体，创造生存基本条件，为应急救援创造条件、赢得时间。

根据相关规定，井下有人工作的地点均应有避难所为其服务。避难所距工作地点的距离，以矿工在瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出或矿

井火灾等灾害事故应急避险情况下，佩戴随身携带的自救器能够安全到达为原则，一般不超过1000m。井下避难所的设置要与矿井避灾路线相结合。突出矿井的井底车场应设置固定式避难所，有突出煤层的采区应设置采区避难所，掘进距离超过500m的巷道应设置工作面避难所。设计在每个掘进工作面巷道或回采工作面进风巷与轨道上山相交部位附近各设一个临时避难硐室。

？？煤矿设计能力为40kt/a，为小型煤矿。该矿区面积较小，矿工在瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出或矿井火灾等灾害事故应急避险情况下，佩戴随身携带的ZY45型隔绝式压缩氧自救器（连续使用时间不少于45min）45min内能够安全到达地面，因此，该矿井暂不设计布置避难硐室。

第五节 压风自救系统

设计布置有完善的井下压风自救系统。在矿井采掘工作面安设有压风管路，并设置供气阀门。压风设备、井下压风管网、自救设施的设置符合国家的有关标准，保证在任何情况下，压风自救系统均具备施救功能。

根据《国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局》安监总煤行（2007）167号文件，所有矿井必须安装压风系统，空气压缩机必须设在地面。

该矿设井下压风管路系统一套，风动工具与压风自救系统共用一套管路，但不同时使用；正常安全生产时，压风系统管路仅供风动工具供风，一旦发生事故需要压风急救时，用风工具停止用风，压风管路为压风自救系统供风。

选用2台VF-6/7活塞式空压机型空气压缩机运行，一台工作，

一台备用。主管管径设计确定选用D102×4.5的无缝钢管；支管路管径设计确定选用D102×4.5无缝钢管。选用ZY-J型压风自救系统。

第六节 供水施救系统

设计布置有完善防尘供水系统，并与地面饮用水水源连接。防尘供水系统除按照要求设置三通及阀门外，在所有采掘工作面和其他人员较集中的地点设置有供水阀门，确保各采掘作业地点在灾变期间能够实现应急供水的需要。防尘洒水系统的布置详见第七章第三节井下消防、洒水(给水)系统。

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