煤礦掘進工作面煤與瓦斯突出報警系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種煤礦掘進工作面煤與瓦斯突出報警系統，本系統包括監控服務器、監控主機、網絡交換機、井下交換機、分站及各種傳感器等設備，并給出了甲烷傳感器、風速傳感器、風向傳感器、風壓傳感器、風筒傳感器、風門開關傳感器等傳感器的布置與設置方法，為煤礦安全生產管理人員提供實時準確的、與采煤工作面煤與瓦斯突出直接有關的數據與信息，保證報警的準確有效。本系統充分考慮了煤礦掘進工作面煤與瓦斯突出的各種特征特點，實施簡單，可較為準確地判定掘進工作面的煤與瓦斯突出，可有效避免煤與瓦斯突出引發瓦斯爆炸等事故，避免或減少由于瓦斯窒息和瓦斯爆炸造成人員傷亡。
【專利說明】煤礦掘進工作面煤與瓦斯突出報警系統
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種煤礦掘進工作面煤與瓦斯突出報警系統，該方法涉及傳感器 和通信等領域。
【背景技術】
[0002] 煤炭是我國主要能源，約占一次能源70%。煤炭行業是高危行業，瓦斯、水災、火 災、頂板、煤塵等事故困擾著煤礦安全生產。我國煤礦發生重特大事故中，多數為重特大瓦 斯事故，瓦斯事故所造成的傷亡人數也是所有煤礦事故中所占比例最大的。因此，瓦斯事故 防治十分重要。
[0003] 瓦斯事故包括瓦斯爆炸、煤與瓦斯突出、瓦斯窒息、瓦斯燃燒等事故。為避免或減 少煤與瓦斯突出事故發生，人們提出了多種煤或巖與瓦斯突出防治方法，在煤礦安全生產 工作中發揮著重要作用。但現有煤與瓦斯突出實時監測與預報方法（包括微震、聲發射、電 磁輻射、紅外輻射等）誤報率和漏報率還較高，難以滿足煤礦安全生產的需要。
[0004] 煤礦井下的掘進工作面易發生煤與瓦斯突出，如能準確地判定該區域的煤與瓦斯 突出，可有效避免煤與瓦斯突出引發瓦斯爆炸等事故，避免或減少由于瓦斯窒息和瓦斯爆 炸造成人員傷亡。 實用新型內容
[0005] 本實用新型所述系統主要包括：監控服務器、監控主機、監控備用機、網絡交換機、 井下交換機、分站、甲烷傳感器、風速傳感器、風向傳感器、風壓傳感器、風筒傳感器、風門開 關傳感器、饋電傳感器。在煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進工作面及其回風流中、 采區進風巷、采區回風巷，一翼進風巷、一翼回風巷、總進風巷、總回風巷放置全量程或高低 濃甲烷傳感器；在掘進巷道回風流、采區回風巷、一翼回風巷和總回風巷放置風速傳感器； 在掘進工作面進風的分風口處、采區進風巷、一翼進風巷、總進風巷放置風向傳感器；主要 通風機的風硐內放置風壓傳感器；主要通風機、局部通風機放置設備開停傳感器；礦井和 采區主要進回風巷道中的主要風門放置風門開關傳感器；掘進工作面局部通風機的風筒末 端放置風筒傳感器；甲烷電閉鎖和風電閉鎖的被控開關的負荷側放置饋電傳感器。
[0006] 該系統進一步包括：甲烷傳感器為全量程或高低濃甲烷傳感器，并具有自動報警 和斷電功能，當甲烷濃度達到報警濃度時，發出聲光報警信號；當甲烷濃度達到斷電濃度 時，切斷相關區域電源。
[0007] 該系統進一步包括：一翼回風巷和總回風巷的甲烷傳感器報警值設定為甲烷濃度 0? 7%〇
[0008] 該系統進一步包括：采區進風巷、一翼進風巷、總進風巷的甲烷傳感器報警值設定 為甲燒濃度0. 5%。
[0009] 該系統進一步包括：掘進工作面、掘進工作面回風流中、采區回風巷的甲烷傳感器 報警值設定為甲烷濃度1.0%。
[0010] 該系統進一步包括：風速傳感器具有自動報警功能，當風速異常時，發出聲光報警 信號。
[0011] 該系統進一步包括：風向傳感器具有自動報警功能，當發生風流逆轉時，發出聲光 報警信號。
[0012] 該系統進一步包括：風門開關傳感器具有自動報警功能，當兩道風門同時打開時， 發出聲光報警信號。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1井下監控系統示意圖。
[0014] 圖2掘進工作面傳感器安裝位置示意圖。
【具體實施方式】
[0015] 如圖1所示，煤礦掘進工作面煤與瓦斯突出報警系統包括：
[0016] 1.監控服務器（1);負責對各傳感器信號進行采集、存儲，并監測甲烷濃度、風向、 風速傳感器的數據變化與傳感器故障。
[0017] 2.監控主機（2);生產管理人員通過監控主機查看傳感器的數據變化與傳感器故 障，可手動發出報警和斷電閉鎖信號，切斷煤礦井下全部非本質安全電氣設備電源，下發調 度指令通知撤出煤礦井下作業人員。并可從監控服務器調取歷史監控數據。
[0018] 3.監控備用機（3);當監控主機發生故障，通過監控備用機進行工作。
[0019] 4.網絡交換機（4);負責所有接入礦用以太網的設備的管理和數據交換。
[0020] 5.井下交換機（5);負責分站的接入和數據交換。
[0021] 6.分站（6);負責傳感器的接入和數據交換。
[0022] 7.甲烷傳感器（7);當甲烷濃度達到報警濃度時，發出報警信號；當甲烷濃度達到 斷電濃度時，切斷相關區域電源。
[0023] 8.風速傳感器⑶當風速異常時，發出報警信號。
[0024] 9.風向傳感器（9);當發生風流逆轉時，發出報警信號。
[0025] 10.風壓傳感器（10);當風壓異常時，發出報警信號。
[0026] 11.風筒傳感器（11);當風速筒異常時，發出報警信號。
[0027] 12.風門開關傳感器（12);當兩道風門同時打開時，發出報警信號。
[0028] 13.饋電傳感器（13);當電壓異常時，發出報警信號。
[0029] 在掘進工作面Tl，掘進工作面回風流中T2、采區進風巷T5、采區回風巷T6, 一翼進 風巷17、一翼回風巷T8、總進風巷T9、總回風巷TlO這些區域位置，分別放置全量程或高低 濃甲烷傳感器TlJ、T2J、T5J、T6J、I7J、T8J、T9J、TlOJ ;其中T8J和TlOJ報警值設定為甲烷 濃度0. 7% ;T5J、T7J、T9J報警值設定為甲烷濃度0. 5% ;T1J、T2J、T6J報警值設定為甲烷 濃度1. 0%。
[0030] 在掘進巷道回風流T2、采區回風巷T6、一翼回風巷T8和總回風巷TlO這些區域位 置，分別放置風速傳感器T2S、T6S、T8S、TlOS ;
[0031] 在掘進工作面進風的分風口 T3、采區進風巷T5、一翼進風巷17、總進風巷T9這些 區域位置，分別放置風向傳感器T3F、T5F、I7F、T9F。
[0032] 掘進工作面傳感器設置位置如圖2所示，具體包括：
[0033] 1.掘進工作面位置，甲烷傳感器（201)TlJ。
[0034] 2.掘進巷道回風流位置，甲烷傳感器（202) T2J和風速傳感器（203) T2S。
[0035] 3.掘進工作面進風的分風口位置，風速傳感器（204)T3F。
[0036] 監控人員可通過監控主機實時傳感器數據，可根據以下故障判斷表判斷是否報 警。
[0037]
【權利要求】
1. 一種煤礦掘進工作面煤與瓦斯突出報警系統，主要包括：監控服務器、監控主機、監 控備用機、網絡交換機、井下交換機、分站、甲烷傳感器、風速傳感器、風向傳感器、風壓傳感 器、風筒傳感器、風門開關傳感器、饋電傳感器；其特征在于：在煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌 出的巖巷掘進工作面及其回風流中、采區進風巷、采區回風巷，一翼進風巷、一翼回風巷、總 進風巷、總回風巷放置全量程或高低濃甲烷傳感器；在掘進巷道回風流、采區回風巷、一翼 回風巷和總回風巷放置風速傳感器；在掘進工作面進風的分風口處、采區進風巷、一翼進風 巷、總進風巷放置風向傳感器；主要通風機的風硐內放置風壓傳感器；主要通風機、局部通 風機放置設備開停傳感器；礦井和采區主要進回風巷道中的主要風門放置風門開關傳感 器；掘進工作面局部通風機的風筒末端放置風筒傳感器；甲烷電閉鎖和風電閉鎖的被控開 關的負荷側放置饋電傳感器。
2. 如權利要求1所述的報警系統，其特征在于：甲烷傳感器為全量程或高低濃甲烷傳 感器，并具有自動報警和斷電功能，當甲烷濃度達到報警濃度時，發出聲光報警信號；當甲 烷濃度達到斷電濃度時，切斷相關區域電源。
3. 如權利要求1所述的報警系統，其特征在于：一翼回風巷和總回風巷的甲烷傳感器 報警值設定為甲烷濃度0.7%。
4. 如權利要求1所述的報警系統，其特征在于：采區進風巷、一翼進風巷、總進風巷的 甲烷傳感器報警值設定為甲烷濃度0. 5%。
5. 如權利要求1所述的報警系統，其特征在于：掘進工作面、掘進工作面回風流中、采 區回風巷的甲烷傳感器報警值設定為甲烷濃度1. 0%。
6. 如權利要求1所述的報警系統，其特征在于：風速傳感器具有自動報警功能，當風速 異常時，發出聲光報警信號。
7. 如權利要求1所述的報警系統，其特征在于：風向傳感器具有自動報警功能，當發生 風流逆轉時，發出聲光報警信號。
8. 如權利要求1所述的報警系統，其特征在于：風門開關傳感器具有自動報警功能，當 兩道風門同時打開時，發出聲光報警信號。
【文檔編號】E21F17/18GK204163771SQ201420597795
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月16日 優先權日:2014年10月16日
【發明者】孫繼平, 劉毅 申請人:中國礦業大學(北京)