煤矿瓦斯预警技术应用探析.pdf

20112（上）科技传播150 应用技术 Applied Technology 煤矿瓦斯预警技术应用探析 钟 华 煤炭科学研究总院重庆研究院 ， 重庆 400037 摘 要 煤矿安全在煤炭生产中占有特别重要的地位 ， 其中瓦斯爆炸、瓦斯突出及中毒窒息成为煤矿安全的最大隐患。 其形成主要原因是 地质条件变化使掘进面或工作面的瓦斯异常涌出并大量积聚 ； 全局和局部通风结构及管理不善 ， 导致 异常涌出的瓦斯得不到排除或稀释 ； 现场监控报警手段落后 ， 不能及时发现和排除事故隐患 ， 不能及时发出报警 ； 上级煤 管机关对各矿井下瓦斯变化 ， 缺少直接、定量、有效、客观的监控条件与手段。由此可见 ， 瓦斯灾害监控技术主要包括瓦 斯报警信号接收、传感器技术和监控网络三部分。 关 键 词 煤矿 ； 煤矿安全 ； 瓦斯预警技术 中图分类号 TD8 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2011）36-0150-02 煤矿安全在煤炭生产中占有特别重要的地位 ， 其中瓦斯爆炸、 瓦斯突出及中毒窒息成为煤矿安全的最大隐患。其形成主要原因 是 地质条件变化使掘进面或工作面的瓦斯异常涌出并大量积聚 ； 全局和局部通风结构及管理不善 ， 导致异常涌出的瓦斯得不到排 除或稀释 ； 现场监控报警手段落后 ， 不能及时发现和排除事故隐 患 ， 不能及时发出报警 ； 上级煤管机关对各矿井下瓦斯变化 ， 缺 少直接、定量、有效、客观的监控条件与手段。由此可见 ， 瓦斯 灾害监控技术主要包括瓦斯报警信号接收、传感器技术和监控网 络 3 部分。 1 瓦斯报警信号接收 传统的瓦斯监测监控系统利用电子科技、计算机及网络技术 ， 采集矿井中瓦斯浓度等信息 ， 经过分析过滤上传到地面监控机房 ， 并实现释种闭锁功能 ， 极大地提高了井下操作的安全性 ， 但在实 际运行过程中也暴露出一些问题 ， 当生产矿井出现瓦斯超限报警 时 ， 从系统到人 ， 需要一个反应的过程、假设监测到的危险信息 没有及时发布出去 ， 那么再精确、再灵敏的监测系统也无济于事。 煤矿瓦斯监测无线短信报警系统却集数据采集、监控、报警 于一体 ， 利用手机短信这一成熟的数据传输方式 ， 确保安全生产 监督管理部门的各级领导及相关负责人能在第一时间得到井下的 监控数据和预警信号 ， 并及时作出相应的处理。 短信报警模块是一种无线设备 ， 可根据用户需求利用 CDMA/ GPRS 无线网络实现对室内、室外的环境进行监测。采用无线通讯 网络完成智能数据远程传输及控制报警 ， 无线通讯网络信号覆盖 面积广 ， 真正实现了超远距离、方便、灵活的智能无线报警 ， 解 决了固定电话或有线宽带网络有线报警的局限性 ， 其具有网络接 入灵活、运营成本低的特点 ， 无需布线 ； 当传感器报警时 ， 用户 无论在何地 ， 都可以收取各监测点的发过来的报警信息。煤矿瓦 斯监测无线短信报警系统直接利用原有的瓦斯监控网络系统 ， 将 煤矿安全监控系统与移动通讯网络相结合 ， 把采集到的矿井通风 参数 ， 通过分析获取报警信息 ， 并转化为文字、图形、动画等显 示界面 ， 实现瓦斯监控数据的查询和报警 ， 使用各种有线或无线 网络传输的信息数据进行手机接收。 图 1 瓦斯超限手机报警系统示意图 当瓦斯超限报警后 ， 该系统可按不同浓度将信息以短信方式 分级发送到各级领导手机中 ， 以便各级领导及时掌握各矿井瓦斯 超限情况。通过可视化界面 ， 用户能直观地了解报警信息。显示 详细的报警信息。提供瓦斯监测数据的实时数据保存。灵活的报 警级别设置管理。 按时间段的超限统计信息。 远程不间断数据传输。 永远在线 ； 基于 TCP/IP 网络 ； 高速数据传输 ， 较强的保密性和可 靠性 ， 可附加数据、 语音、 传真功能 ， 数码通讯性能 ； 覆盖区域广、 可移动 ， 投资少、效率高。 煤炭安全管理员可以通过 PDA 设备（掌上电脑）对现有瓦 斯监测联网系统中的实时、历史数据进行浏览、查看（实时数据、 历史数据、历史曲线等） 、查询、报警处理等操作 ， 并能够将数据 下载到 PDA 设备中 ， 以实现离线浏览 ， 管理者可以不受区域限制 全天候随时随地对煤矿安全生产情况进行查询、当煤矿出现安个 隐患时 ， 系统能将信息传送给身处异地的管理者的移动通信设备 上 ， 便于其在世界任何一个中国移动 GPRS 信号覆盖的地方于第 一时间做出指令。 2 瓦斯红外传感技术运用 目前国内外煤矿井下使用最普遍的瓦斯检测传感器主要有载 体催化燃烧式、光干涉式、热传导式传感器 3 种。其中 ， 载体催 化燃烧式传感器受催化物质固有的“中毒” 、 “激活”等固有缺陷 影响 ， 使得这类传感器存在着测量范围窄（04CH4） 、寿命短 （1 年左右） 、 调校频繁（每 7d10d 需调校一次） 、 有二值性等缺点 ； 光学干涉型瓦斯传感器易受 CO2的干扰和环境因素的影响 ， 并且 检测时间长 ， 需要水汽吸收剂、二氧化碳吸收剂等 ； 热导式瓦斯 传感器受检测原理的限制存在着检测精度差、温度漂移大、灵敏 度低等缺点。 矿用红外瓦斯传感器的测量机理与常规方法不同 ， 属于全新 概念的瓦斯测量仪器。它基于红外吸收光谱原理 ， 采用了单光源 双波长电调制技术 ， 选择了开腔式测量结构 ， 运用了参比测量校 正技术。具有测量范围宽（0.0010.0） 、检测精度高（浓度为 01 时 ， 误差为≤ 0.06 ； 浓度为 110 时 ， 误差为真值 的 6） 、响应时间快（≤ 25s） 、校正周期长（2 次 / 年） 、全量 程内不换档、不停测、不怕高浓度瓦斯冲击等优点 ， 其工作电压 为 9V24.5V， 可以连续监测甲烷气体浓度并就地显示 ， 同时甲烷 浓度值转换成标准电信号传输给相关设备。本传感器具有报警功 能 ， 断电点任意设置 ， 超限声光报警、断电信号输出 ， 故障自检 等功能。 3 宽带监控预警网络系统 现在 ， 煤矿通常采用是 KJ90 全矿综合自动化系统主干传输平 台即采用了基于 IP 的工业以太网通信技术 ， 将地面以太网技术直 接延伸至煤矿井下环境 ， 为矿井构筑了先进、可靠、标准、高速、 宽带、双向的综合信息传输平台 ， 使得矿山安全和综合自动化系 （下转第158页） 2月上.indd 1502011-2-25 164340 20112（上）科技传播158 应用技术 Applied Technology （3）水泥灌浆法 按上述方法钻孔 ， 并清理干净 ， 用压力灌浆机或压浆泵将水 泥浆灌人孑 L 中。应先从沉陷量大的地方开始 ， 逐步由大到小 ， 由近到远 ， 直至路面板达到预定的高度。灌浆完后 ， 用木楔堵孑 L， 养生 3d 后开放交通。 4）错台 根据不同位置和错台的程度可采用 （1）轻微错台可使用机械磨平法。 （2） 如果是水泥混凝土或者是沥青混凝土之间的裂缝或接缝 部分可采用沥青砂或密级配沥青混凝土罩面法。 （3）基础过软引起的错台板底砂浆抬高法。 5）拱起 如果路面板完好但是板端拱起 ， 可以将拱起两端的各 23 条 横缝切深切宽 ， 用切割机切开的两端 ， 使板块恢复的原位 ， 采用 封填接缝的方法就可以。 6）如果路面有局部性的磨光、剖落或者龟裂的时候 ， 需要先 把面板的表面凿除到一定的深度和宽度 ， 然后用薄层表面的处治 方法处理即可。 7）抗滑能力稍为差的地段 ， 可用机械进行刻痕或者罩面 ， 常 用的机械比如 金刚石锯切机、旋转铣刀盘锯机。 9 结论 综上所述 ，对于各种破损的路面结构类型 , 要根据其原因、 养护时机等实际情况采取不同的处理方法 ， 保证公路的耐久性和 行驶的安全性和舒适性。 参考文献 [1]张岩.长平高速沥青路面病害成因分析及AC-16C用于上面 层修补的应用研究[D].吉林大学，2008. 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[5]万兆龙.水利水电工程基础施工灌浆技术分析[J].科技资 讯，200912. （上接第151页） 出相应的防范措施。大型操作前必须有“三措计划” ， 即 组织措 施、安全措施、技术措施 ； 大型操作及较复杂操作必须设立第二 监护人 ； 操作人员操作前必须注意休息 ， 值班长注意调整操作和 监护人的心理及精神状态 ， 对重要操作 ， 也应设立第二监护人 ； 2）选择合适的站位。操作任何隔离开关严禁隔离开关底下站 人（尤其是监护人及现场其他人员） ， 随时提醒注意安全针对每一 次不同操作地点 ， 结合可能出现的事故正确站位 ， 操作时戴好安 全帽 ； 3）掌握得当的操作方法 ， 进行技术培训 ， 提高操作水平。针 对刀闸的分合方向 ， 应摸索实用的操作方法 ， 掌握一套行之有效 的正确的操作方法 ； 4）对雨、雪、风等特殊天气 ， 要科学应对 ， 克服侥幸心理 ； 5）在实际操作中 ， 监护人与操作人既要有分工 ， 又需要相互 协调。操作人要消除依赖心理 ， 增强安全和责任意识 ； 。监护人 要履行自己的安全职责 ， 只监护 ， 不操作 ； 6）加强防误闭琐装置的管理。防误装置应满足“五防”功能 要求 ， 加强万能钥匙保管和使用 ， 不得随意退出闭锁装置。要把 防误闭锁装置的日常维护和定期检修工作落到实处 ， 保证完好率、 投入率100。 运行人员应熟悉防误操作装置的闭锁功能， 做到 “四 懂三会” （懂防误装置的原理、性能、结构和操作程序 ； 会操作、 处缺、维护） ， 防止误判闭锁装置失灵 ， 强行解锁发生误操作 ； 7）严格操作规范 ， 杜绝习惯性违章行为的发生。监护人不能 代替操作人操作。操作时认真唱票、核对设备 ， 复诵 ， 只有监护 人发出“正确、 执行”的操作命令后 ， 操作人方可操作 ， 不得跳项、 漏项或擅自更改操作顺序。 在操作中如发生疑问， 应立即停止操作， 弄清问题后再进行操作。要彻底杜绝操作人员侥幸、冒险、心理。 倒闸操作时不准进行交接班 ， 交接班时要避免相互推委 ； 8）加强安全工器具检查维护 ， 定期试验 ， 确保其处于良好状 态。 （上接第149页） 2月上.indd 1582011-2-25 164345