采煤工作面煤與瓦斯突出報(bào)警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種采煤工作面煤與瓦斯突出報(bào)警系統(tǒng)，本系統(tǒng)包括監(jiān)控服務(wù)器、監(jiān)控主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、井下交換機(jī)、分站及各種傳感器等設(shè)備，并給出了甲烷傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、風(fēng)壓傳感器、風(fēng)筒傳感器、風(fēng)門開關(guān)傳感器等傳感器的布置與設(shè)置方法，為煤礦安全生產(chǎn)管理人員提供實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的、與采煤工作面煤與瓦斯突出直接有關(guān)的數(shù)據(jù)與信息，保證報(bào)警的準(zhǔn)確有效。本系統(tǒng)充分考慮了煤礦采煤工作面煤與瓦斯突出的各種特征特點(diǎn)，實(shí)施簡(jiǎn)單，可較為準(zhǔn)確地判定采煤工作面的煤與瓦斯突出，可有效避免煤與瓦斯突出引發(fā)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(shuō)明】采煤工作面煤與瓦斯突出報(bào)警系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種采煤工作面煤與瓦斯突出報(bào)警方法，該方法涉及傳感器和通 信等領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 煤炭是我國(guó)主要能源，約占一次能源70%。煤炭行業(yè)是高危行業(yè)，瓦斯、水災(zāi)、火 災(zāi)、頂板、煤塵等事故困擾著煤礦安全生產(chǎn)。我國(guó)煤礦發(fā)生重特大事故中，多數(shù)為重特大瓦 斯事故，瓦斯事故所造成的傷亡人數(shù)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(fā)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(chǎn) 工作中發(fā)揮著重要作用。但現(xiàn)有煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)方法（包括微震、聲發(fā)射、電 磁輻射、紅外輻射等）誤報(bào)率和漏報(bào)率還較高，難以滿足煤礦安全生產(chǎn)的需要。
[0004] 煤礦井下的采煤工作面易發(fā)生煤與瓦斯突出，如能準(zhǔn)確地判定該區(qū)域的煤與瓦斯 突出，可有效避免煤與瓦斯突出引發(fā)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(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 本實(shí)用新型提出了一種采煤工作面煤與瓦斯突出報(bào)警系統(tǒng)，所述系統(tǒng)主要包括： 監(jiān)控服務(wù)器、監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控備用機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、井下交換機(jī)、分站、甲烷傳感器、風(fēng)速傳感 器、風(fēng)向傳感器、風(fēng)壓傳感器、風(fēng)筒傳感器、風(fēng)門開關(guān)傳感器、饋電傳感器。監(jiān)控服務(wù)器、監(jiān)控 主機(jī)、監(jiān)控備用機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、井下交換機(jī)、分站、甲烷傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、 風(fēng)壓傳感器、風(fēng)筒傳感器、風(fēng)門開關(guān)傳感器、饋電傳感器；其特征在于：在采煤工作面、采煤 工作面上隅角、采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷靠近工作面處、采煤工作面回風(fēng)巷中、采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷 靠近分風(fēng)口處、采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷、采區(qū)回風(fēng)巷，一翼進(jìn)風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷、總進(jìn)風(fēng)巷、總回風(fēng)巷放 置全量程或高低濃甲烷傳感器；在采煤工作面回風(fēng)巷、采區(qū)回風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷和總回風(fēng)巷 放置風(fēng)速傳感器；在采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷、采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷、一翼進(jìn)風(fēng)巷、總進(jìn)風(fēng)巷放置風(fēng)向傳感 器；主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)硐內(nèi)放置風(fēng)壓傳感器；主要通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)放置設(shè)備開停傳感器； 礦井和采區(qū)主要進(jìn)回風(fēng)巷道中的主要風(fēng)門放置風(fēng)門開關(guān)傳感器；掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)的 風(fēng)筒末端放置風(fēng)筒傳感器；甲烷電閉鎖和風(fēng)電閉鎖的被控開關(guān)的負(fù)荷側(cè)放置饋電傳感器。
[0006] 該系統(tǒng)進(jìn)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(dòng)報(bào)警 和斷電功能，當(dāng)甲烷濃度達(dá)到報(bào)警濃度時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)；當(dāng)甲烷濃度達(dá)到斷電濃度 時(shí)，切斷相關(guān)區(qū)域電源。
[0007] 該系統(tǒng)進(jìn)一步包括：一翼回風(fēng)巷和總回風(fēng)巷的甲烷傳感器報(bào)警值設(shè)定為甲烷濃度 0· 7%。
[0008] 該系統(tǒng)進(jìn)一步包括：采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷靠近工作面處、采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷靠近分 風(fēng)口處、采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷、一翼進(jìn)風(fēng)巷、總進(jìn)風(fēng)巷的甲烷傳感器報(bào)警值設(shè)定為甲烷濃度0.5%。
[0009] 該系統(tǒng)進(jìn)一步包括：采煤工作面上隅角、采煤工作面、采煤工作面回風(fēng)巷中、采區(qū) 回風(fēng)巷的甲烷傳感器報(bào)警值設(shè)定為甲烷濃度1.0%。
[0010] 該系統(tǒng)進(jìn)一步包括：風(fēng)速傳感器具有自動(dòng)報(bào)警功能，當(dāng)風(fēng)速異常時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警 信號(hào)。
[0011] 該系統(tǒng)進(jìn)一步包括：風(fēng)向傳感器具有自動(dòng)報(bào)警功能，當(dāng)發(fā)生風(fēng)流逆轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)出聲光 報(bào)警信號(hào)。
[0012] 該系統(tǒng)進(jìn)一步包括：風(fēng)門開關(guān)傳感器具有自動(dòng)報(bào)警功能，當(dāng)兩道風(fēng)門同時(shí)打開時(shí)， 發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1井下監(jiān)控系統(tǒng)示意圖。
[0014] 圖2采煤工作面?zhèn)鞲衅靼惭b位置示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 如圖1所示，采煤工作面煤與瓦斯突出報(bào)警系統(tǒng)包括：
[0016] 1.監(jiān)控服務(wù)器（1);負(fù)責(zé)對(duì)各傳感器信號(hào)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)，并監(jiān)測(cè)甲烷濃度、風(fēng)向、 風(fēng)速傳感器的數(shù)據(jù)變化與傳感器故障。
[0017] 2.監(jiān)控主機(jī)（2);生產(chǎn)管理人員通過(guò)監(jiān)控主機(jī)查看傳感器的數(shù)據(jù)變化與傳感器故 障，可手動(dòng)發(fā)出報(bào)警和斷電閉鎖信號(hào)，切斷煤礦井下全部非本質(zhì)安全電氣設(shè)備電源，下發(fā)調(diào) 度指令通知撤出煤礦井下作業(yè)人員。并可從監(jiān)控服務(wù)器調(diào)取歷史監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。
[0018] 3.監(jiān)控備用機(jī)（3);當(dāng)監(jiān)控主機(jī)發(fā)生故障，通過(guò)監(jiān)控備用機(jī)進(jìn)行工作。
[0019] 4.網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)（4);負(fù)責(zé)所有接入礦用以太網(wǎng)的設(shè)備的管理和數(shù)據(jù)交換。
[0020] 5.井下交換機(jī)（5);負(fù)責(zé)分站的接入和數(shù)據(jù)交換。
[0021] 6.分站（6);負(fù)責(zé)傳感器的接入和數(shù)據(jù)交換。
[0022] 7.甲烷傳感器（7);當(dāng)甲烷濃度達(dá)到報(bào)警濃度時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)；當(dāng)甲烷濃度達(dá)到 斷電濃度時(shí)，切斷相關(guān)區(qū)域電源。
[0023] 8.風(fēng)速傳感器（8)當(dāng)風(fēng)速異常時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0024] 9.風(fēng)向傳感器（9);當(dāng)發(fā)生風(fēng)流逆轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0025] 10.風(fēng)壓傳感器（10);當(dāng)風(fēng)壓異常時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0026] 11.風(fēng)筒傳感器（11);當(dāng)風(fēng)速筒異常時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0027] 12.風(fēng)門開關(guān)傳感器（12);當(dāng)兩道風(fēng)門同時(shí)打開時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0028] 13.饋電傳感器（13);當(dāng)電壓異常時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0029] 在采煤工作面T1、采煤工作面上隅角T0、采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷靠近工作面處T3、采 煤工作面回風(fēng)巷中T2、采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷靠近分風(fēng)口處T4、采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷T5、采區(qū)回風(fēng)巷T6， 一翼進(jìn)風(fēng)巷17、一翼回風(fēng)巷T8、總進(jìn)風(fēng)巷T9、總回風(fēng)巷TlO這些區(qū)域位置，分別放置全量程 或高低濃甲烷傳感器T1J、TOJ、T3J、T2J、T4J、T5J、T6J、T7J、T8J、T9J、TlOJ;其中T8J和 TlOJ報(bào)警值設(shè)定為甲烷濃度0. 7% ;T3J、T4J、T5J、T7J、T9J報(bào)警值設(shè)定為甲烷濃度0. 5% ; TOJ、T1J、T2J、T6J報(bào)警值設(shè)定為甲烷濃度1. 0%。
[0030] 在采煤工作面回風(fēng)巷T2、采區(qū)回風(fēng)巷T6、一翼回風(fēng)巷T8和總回風(fēng)巷TlO這些區(qū)域 位置，分別放置風(fēng)速傳感器T2S、T6S、T8S、TlOS;
[0031] 在采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷Τ3、采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷Τ5、一翼進(jìn)風(fēng)巷Τ7、總進(jìn)風(fēng)巷T9這些區(qū)域位 置，分別放置風(fēng)向傳感器T3F、T5F、T7F、T9F。
[0032] 采煤工作面?zhèn)鞲衅髟O(shè)置位置如圖2所示，具體包括：
[0033] 1.采煤工作面上隅角位置，放置甲烷傳感器（201)T0J。
[0034] 2.采煤工作面位置，放置甲烷傳感器（202)TlJ。
[0035] 3.采煤工作面回風(fēng)巷中位置，放置甲烷傳感器（203)T2J和風(fēng)速傳感器（204)T2S。
[0036] 4.采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷靠近工作面處位置，放置甲烷傳感器（205)T3J和風(fēng)向傳感 器（206)T3F。
[0037] 5.采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷靠近分風(fēng)口處位置，放置甲烷傳感器（207)T4J。
[0038] 監(jiān)控人員可通過(guò)監(jiān)控主機(jī)實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)，可根據(jù)以下故障判斷表判斷是否報(bào) 警。
[0039]

【權(quán)利要求】
1. 一種采煤工作面煤與瓦斯突出報(bào)警系統(tǒng)，主要包括：監(jiān)控服務(wù)器、監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控備 用機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、井下交換機(jī)、分站、甲烷傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、風(fēng)壓傳感器、 風(fēng)筒傳感器、風(fēng)門開關(guān)傳感器、饋電傳感器；其特征在于：在采煤工作面、采煤工作面上隅 角、采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷靠近工作面處、采煤工作面回風(fēng)巷中、采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷靠近分風(fēng)口 處、采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷、采區(qū)回風(fēng)巷，一翼進(jìn)風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷、總進(jìn)風(fēng)巷、總回風(fēng)巷放置全量程或 高低濃甲烷傳感器；在采煤工作面回風(fēng)巷、采區(qū)回風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷和總回風(fēng)巷放置風(fēng)速傳 感器；在采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷、采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷、一翼進(jìn)風(fēng)巷、總進(jìn)風(fēng)巷放置風(fēng)向傳感器；主要通 風(fēng)機(jī)的風(fēng)硐內(nèi)放置風(fēng)壓傳感器；主要通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)放置設(shè)備開停傳感器；礦井和采 區(qū)主要進(jìn)回風(fēng)巷道中的主要風(fēng)門放置風(fēng)門開關(guān)傳感器；掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)的風(fēng)筒末端 放置風(fēng)筒傳感器；甲烷電閉鎖和風(fēng)電閉鎖的被控開關(guān)的負(fù)荷側(cè)放置饋電傳感器。
2. 如權(quán)利要求1所述的報(bào)警系統(tǒng)，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(dòng)報(bào)警和斷電功能，當(dāng)甲烷濃度達(dá)到報(bào)警濃度時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)；當(dāng)甲 烷濃度達(dá)到斷電濃度時(shí)，切斷相關(guān)區(qū)域電源。
3. 如權(quán)利要求1所述的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：一翼回風(fēng)巷和總回風(fēng)巷的甲烷傳感器 報(bào)警值設(shè)定為甲烷濃度〇. 7 %。
4. 如權(quán)利要求1所述的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷靠近工作面處、采煤 工作面進(jìn)風(fēng)巷靠近分風(fēng)口處、采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷、一翼進(jìn)風(fēng)巷、總進(jìn)風(fēng)巷的甲烷傳感器報(bào)警值設(shè)定 為甲烷濃度0.5%。
5. 如權(quán)利要求1所述的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：采煤工作面上隅角、采煤工作面、采煤 工作面回風(fēng)巷中、采區(qū)回風(fēng)巷的甲烷傳感器報(bào)警值設(shè)定為甲烷濃度1.0%。
6. 如權(quán)利要求1所述的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：風(fēng)速傳感器具有自動(dòng)報(bào)警功能，當(dāng)風(fēng)速 異常時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。
7. 如權(quán)利要求1所述的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：風(fēng)向傳感器具有自動(dòng)報(bào)警功能，當(dāng)發(fā)生 風(fēng)流逆轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。
8. 如權(quán)利要求1所述的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：風(fēng)門開關(guān)傳感器具有自動(dòng)報(bào)警功能，當(dāng) 兩道風(fēng)門同時(shí)打開時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。
【文檔編號(hào)】E21F17/18GK204082221SQ201420597793
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】孫繼平, 劉毅 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)