煤矿掘进工作面煤与瓦斯突出报警系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种煤矿掘进工作面煤与瓦斯突出报警系统，本系统包括监控服务器、监控主机、网络交换机、井下交换机、分站及各种传感器等设备，并给出了甲烷传感器、风速传感器、风向传感器、风压传感器、风筒传感器、风门开关传感器等传感器的布置与设置方法，为煤矿安全生产管理人员提供实时准确的、与采煤工作面煤与瓦斯突出直接有关的数据与信息，保证报警的准确有效。本系统充分考虑了煤矿掘进工作面煤与瓦斯突出的各种特征特点，实施简单，可较为准确地判定掘进工作面的煤与瓦斯突出，可有效避免煤与瓦斯突出引发瓦斯爆炸等事故，避免或减少由于瓦斯窒息和瓦斯爆炸造成人员伤亡。

【技术实现步骤摘要】
煤矿掘进工作面煤与瓦斯突出报警系统
本技术涉及一种煤矿掘进工作面煤与瓦斯突出报警系统，该方法涉及传感器 和通信等领域。
技术介绍
煤炭是我国主要能源，约占一次能源70%。煤炭行业是高危行业，瓦斯、水灾、火 灾、顶板、煤尘等事故困扰着煤矿安全生产。我国煤矿发生重特大事故中，多数为重特大瓦 斯事故，瓦斯事故所造成的伤亡人数也是所有煤矿事故中所占比例最大的。因此，瓦斯事故 防治十分重要。 瓦斯事故包括瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出、瓦斯窒息、瓦斯燃烧等事故。为避免或减 少煤与瓦斯突出事故发生，人们提出了多种煤或岩与瓦斯突出防治方法，在煤矿安全生产 工作中发挥着重要作用。但现有煤与瓦斯突出实时监测与预报方法（包括微震、声发射、电 磁辐射、红外辐射等）误报率和漏报率还较高，难以满足煤矿安全生产的需要。 煤矿井下的掘进工作面易发生煤与瓦斯突出，如能准确地判定该区域的煤与瓦斯 突出，可有效避免煤与瓦斯突出引发瓦斯爆炸等事故，避免或减少由于瓦斯窒息和瓦斯爆 炸造成人员伤亡。
技术实现思路
本技术所述系统主要包括：监控服务器、监控主机、监控备用机、网络交换机、 井下交换机、分站、甲烷传感器、风速传感器、风向传感器、风压传感器、风筒传感器、风门开 关传感器、馈电传感器。在煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面及其回风流中、 采区进风巷、采区回风巷，一翼进风巷、一翼回风巷、总进风巷、总回风巷放置全量程或高低 浓甲烷传感器；在掘进巷道回风流、采区回风巷、一翼回风巷和总回风巷放置风速传感器； 在掘进工作面进风的分风口处、采区进风巷、一翼进风巷、总进风巷放置风向传感器；主要 通风机的风硐内放置风压传感器；主要通风机、局部通风机放置设备开停传感器；矿井和 采区主要进回风巷道中的主要风门放置风门开关传感器；掘进工作面局部通风机的风筒末 端放置风筒传感器；甲烷电闭锁和风电闭锁的被控开关的负荷侧放置馈电传感器。 该系统进一步包括：甲烷传感器为全量程或高低浓甲烷传感器，并具有自动报警 和断电功能，当甲烷浓度达到报警浓度时，发出声光报警信号；当甲烷浓度达到断电浓度 时，切断相关区域电源。 该系统进一步包括：一翼回风巷和总回风巷的甲烷传感器报警值设定为甲烷浓度 0? 7%〇 该系统进一步包括：采区进风巷、一翼进风巷、总进风巷的甲烷传感器报警值设定 为甲烧浓度0. 5%。 该系统进一步包括：掘进工作面、掘进工作面回风流中、采区回风巷的甲烷传感器 报警值设定为甲烷浓度1.0%。 该系统进一步包括：风速传感器具有自动报警功能，当风速异常时，发出声光报警 信号。 该系统进一步包括：风向传感器具有自动报警功能，当发生风流逆转时，发出声光 报警信号。 该系统进一步包括：风门开关传感器具有自动报警功能，当两道风门同时打开时， 发出声光报警信号。 【附图说明】 图1井下监控系统示意图。 图2掘进工作面传感器安装位置示意图。 【具体实施方式】 如图1所示，煤矿掘进工作面煤与瓦斯突出报警系统包括： 1.监控服务器（1);负责对各传感器信号进行采集、存储，并监测甲烷浓度、风向、 风速传感器的数据变化与传感器故障。 2.监控主机（2);生产管理人员通过监控主机查看传感器的数据变化与传感器故 障，可手动发出报警和断电闭锁信号，切断煤矿井下全部非本质安全电气设备电源，下发调 度指令通知撤出煤矿井下作业人员。并可从监控服务器调取历史监控数据。 3.监控备用机（3);当监控主机发生故障，通过监控备用机进行工作。 4.网络交换机（4);负责所有接入矿用以太网的设备的管理和数据交换。 5.井下交换机（5);负责分站的接入和数据交换。 6.分站（6);负责传感器的接入和数据交换。 7.甲烷传感器（7);当甲烷浓度达到报警浓度时，发出报警信号；当甲烷浓度达到 断电浓度时，切断相关区域电源。 8.风速传感器⑶当风速异常时，发出报警信号。 9.风向传感器（9);当发生风流逆转时，发出报警信号。 10.风压传感器（10);当风压异常时，发出报警信号。 11.风筒传感器（11);当风速筒异常时，发出报警信号。 12.风门开关传感器（12);当两道风门同时打开时，发出报警信号。 13.馈电传感器（13);当电压异常时，发出报警信号。 在掘进工作面Tl，掘进工作面回风流中T2、采区进风巷T5、采区回风巷T6, 一翼进 风巷17、一翼回风巷T8、总进风巷T9、总回风巷TlO这些区域位置，分别放置全量程或高低 浓甲烷传感器TlJ、T2J、T5J、T6J、I7J、T8J、T9J、TlOJ ;其中T8J和TlOJ报警值设定为甲烷 浓度0. 7% ;T5J、T7J、T9J报警值设定为甲烷浓度0. 5% ;T1J、T2J、T6J报警值设定为甲烷 浓度1. 0%。 在掘进巷道回风流T2、采区回风巷T6、一翼回风巷T8和总回风巷TlO这些区域位 置，分别放置风速传感器T2S、T6S、T8S、TlOS ; 在掘进工作面进风的分风口 T3、采区进风巷T5、一翼进风巷17、总进风巷T9这些 区域位置，分别放置风向传感器T3F、T5F、I7F、T9F。 掘进工作面传感器设置位置如图2所示，具体包括： 1.掘进工作面位置，甲烷传感器（201)TlJ。 2.掘进巷道回风流位置，甲烷传感器（202) T2J和风速传感器（203) T2S。 3.掘进工作面进风的分风口位置，风速传感器（204)T3F。 监控人员可通过监控主机实时传感器数据，可根据以下故障判断表判断是否报 警。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤矿掘进工作面煤与瓦斯突出报警系统，主要包括：监控服务器、监控主机、监控备用机、网络交换机、井下交换机、分站、甲烷传感器、风速传感器、风向传感器、风压传感器、风筒传感器、风门开关传感器、馈电传感器；其特征在于：在煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面及其回风流中、采区进风巷、采区回风巷，一翼进风巷、一翼回风巷、总进风巷、总回风巷放置全量程或高低浓甲烷传感器；在掘进巷道回风流、采区回风巷、一翼回风巷和总回风巷放置风速传感器；在掘进工作面进风的分风口处、采区进风巷、一翼进风巷、总进风巷放置风向传感器；主要通风机的风硐内放置风压传感器；主要通风机、局部通风机放置设备开停传感器；矿井和采区主要进回风巷道中的主要风门放置风门开关传感器；掘进工作面局部通风机的风筒末端放置风筒传感器；甲烷电闭锁和风电闭锁的被控开关的负荷侧放置馈电传感器。

【技术特征摘要】
1. 一种煤矿掘进工作面煤与瓦斯突出报警系统，主要包括：监控服务器、监控主机、监 控备用机、网络交换机、井下交换机、分站、甲烷传感器、风速传感器、风向传感器、风压传感 器、风筒传感器、风门开关传感器、馈电传感器；其特征在于：在煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌 出的岩巷掘进工作面及其回风流中、采区进风巷、采区回风巷，一翼进风巷、一翼回风巷、总 进风巷、总回风巷放置全量程或高低浓甲烷传感器；在掘进巷道回风流、采区回风巷、一翼 回风巷和总回风巷放置风速传感器；在掘进工作面进风的分风口处、采区进风巷、一翼进风 巷、总进风巷放置风向传感器；主要通风机的风硐内放置风压传感器；主要通风机、局部通 风机放置设备开停传感器；矿井和采区主要进回风巷道中的主要风门放置风门开关传感 器；掘进工作面局部通风机的风筒末端放置风筒传感器；甲烷电闭锁和风电闭锁的被控开 关的负荷侧放置馈电传感器。2. 如权利要求1所述的报警系统，其特征在于：甲烷传感器为全量程或高低浓...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙继平，刘毅，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：新型
国别省市：北京;11