通风安全监测工实操教案教材文档格式.docx
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1、特点：
该传感器具有操作方便、读数直观、工作可靠、体积小、重量轻、功耗低等特点，能够自动、连续地将环境气体中的甲烷浓度转换为相应的电流输出
（或频率输出），并用红色数码管显示其数值。
当甲烷浓度超限后，能自动发出高强度声光报警。
2、主要技术指标
（1）测量范围：
０～４％ＣＨ４
（2）测量误差：
≦±
０.２０％ＣＨ４
（3）信号输出：
200～1000Ｈz
（4）报警范围：
0.5～20％CH4可调
（5）响应时间：
≦３０s
（6）工作电压：
９～２４Ｖ
（7）工作电流：
9v,<
100mA;
24v,<
60mA
3、工作原理
测量电桥电路
电路原理图
4、仪器的正常使用
（1）操作步骤
将传感器安装在现场需要测量甲烷浓度的地点，用四芯电缆与监测系统（分站等）连接。
使用前应用新鲜空气及标准瓦斯气体对传感器进行标校。
在使用过程中，每两周对传感器标校一次。
（2）使用注意事项
严格按说明书进行操作。
在使用中避免猛烈摔打、碰撞。
仪器在使用过程中应建立必要的登记和记录制度。
对仪器的零点、测试精度和报警点要定期调校，一般为半月一次。
此外，应及时擦拭、清扫气室内部及仪器外部的煤尘，保持清洁、美观。
（3）仪器的调试和校验
零点调节、ＬＥＤ显示与电流输出（或频率输出）对应调节、精度调节、设定报警点
第三节一氧化碳检测传感器
一、KG3021A型一氧化碳传感器
1、工作原理
频率输出（200～1000KHz）
图：
ＫＧ３０２１Ａ型一氧化碳传感器原理框图
2、主要技术性能
（1）测量范围
（2）测量误差
（3）输出信号
（4）工作电压
（5）工作电流
3、注意事项
（1）传感器应垂直吊挂，安装地点不应有淋水。
（2）运行前应在地面预先调整和试运行。
发现元件灵敏急剧变化或漏液时，应及时更换元件
。
氧气监测传感器本课时.4课时
第四节 氧气检测传感器
一、ＡＺＤ－１型智能多参数检测报警仪
１、功能和特点特点
该报警仪主要用于煤矿井下各类环境中氧气浓度的测定。
它具有检测参数和智能功能、非线性输出特性和温度补偿效果好、准确度高、轻巧等特点。
２、工作原理
外接打印机
３、主要技术指标
（１）测量范围：
０～２５％
（２）测量误差：
±
０.３％
（３）报警点：
可在测量范围内自行调节
（４）工作电压：
５±
０.６Ｖ·
ＤＣ
（５）使用寿命：
>
1.5年
第五章 温度传感器
一、ＫＧ３００７Ａ型温度传感器
１、功能
监测煤矿井下各区域的温度变换；
亦可测量井下任何地点的环境温度。
２、工作原理
D/A变换器
图：
KG3007A型温度传感器原理框图
３、主要技术指标
（１）测量范围：
－５～＋４５℃
（２）响应时间：
不大于２分钟
（３）输出信号：
ＲＳ485接口，通讯波特率1200b/s
（４）工作电压：
ＤＣ８Ｖ～１８Ｖ
（５）工作电流：
不大于８０毫安
（６）出线嘴允许电缆外径：
Φ６㎜～Φ１２㎜
４、注意事项
（１）供电电源必须采用本安型电源
（２）探头不能插错，否则将永远损坏探头。
（３）定期清洗探头表面的积尘。
风速传感器
一、KGF3型风速传感器
1、功能
KGF3型风速传感器是根据卡曼原理开发的用来测量风速的一种智能型传感器，可以用来检测，煤矿井下各种巷道、风口处的风速。
该传感器性能稳定、使用方便，并能通过遥控器进行现场调整，是测量矿井通风状态的重要仪表。
2、工作原理
根据卡曼原理，在流体中插入一个非流线阻力体，当雷诺系数Red在200～5×
10000范围内，在阻力体下游将产生两列交替出现的旋涡列，称为卡曼涡街，其旋涡频率与流体的流速成正比。
所以只要测到f，就可以测到V。
传感器的超声波震荡器产生等幅超声波震荡信号，该信号加到发射换能器上，并向空气中发射超声波。
此时，接收换能器接收到被旋涡调制的超声波。
该超声波信号经高频放大、检波、低频放大整形后，变成对应的脉冲信号，再输入单片机进行规一化、非线性补偿处理，然后由LED显示风速值并变成标准的电信号输出。
3、主要技术性能
（1）测量范围：
0.4～15ms
（2）工作电压：
10～18V
（3）工作电流：
45～60mA
（4）环境温度：
0～40℃
（5）输出信号：
RS485传输接口，通信波特率：
1200b/s
第七节开关量传感器
风门开关传感器是一种检测煤矿井下风门开、关状态的装置。
它以开关量的形式将风门开、关状态经分站传送至地面中心站，并能在终端屏幕上显示。
一、风门开闭传感器
1、结构
KG1012型风门开关传感器由干簧开关组件及磁性体组件两部分组成。
干簧管是干式舌开关管的简称，当干簧管所处位置的磁场强度足够强，使触点弹簧片磁化后产生的磁性吸引力能克服其预反力时，两弹簧片互相吸引住而使触点接通。
当磁场减弱到一定程度时，在触点弹簧片预反力的作用下触点断开。
将干簧开关组件安装在风门门框上，磁性体组件安装在风门上，当风门关闭时，磁性体通过干簧管开关组件构成闭合磁路，干簧开关组件中干簧管的磁感应强度达到动作值时，接点动作。
3、安装与维护
先在门框上安装干簧开关组件，再在门上安装磁性体组件，两者的间距应小于22㎜，且两组件上的红色定位标志应对齐。
二、电器设备开关量传感器
1、概述
该传感器是用来检测井下主要机电设备，如：
采煤机、输送机、泵机、局部通风机、提升机等设备的运转状态（开/停状态）。
利用测定磁场的方式，间接地测定设备的工作状态。
通电的导体周围必定产生磁场，测出电缆周围有无磁场存在，就检测出电缆内有无电流通过，即可鉴别设备的开/停状态。
3、主要技术指标
（1）工作电流：
I=30mA
V=15V
（3）传输距离：
不小于2㎞
（4）线圈最大感应电压：
1V
（5）工作条件：
环境温度：
-20～40℃
相对湿度：
95±
3％
小结：
本次课主要讲了井下各类传感器的基本原理和基本性能。
学员通过本次课必须掌握以下知识：
1、传感器的组成部分
2、煤矿安全监测传感器常用的类型
3、各种传感器的工作原理
作业：
1、传感器由哪几部分组成？
2、瓦斯传感器的工作原理？
3、简述温度传感器的工作原理
4、简述风速传感器的工作原理。
通风安全监测工总课时24
本次课课题：
矿用甲烷报警及闭锁系统仪器4学时
教学目的及要求：
通过本次课的学习要使学员掌握甲烷报警断电仪的基本理论及安全闭锁系统的基本理论
教学重点：
甲烷报警断电仪的工作原理及安全闭锁系统仪器的工作原理
教学难点：
甲烷报警断电仪的基本理论知识
实际操作
教学用具：
万用表、电工刀、钳子、扳手、螺丝刀
甲烷报警器
复习：
上次课讲了煤矿安全监测传感器常用的几种类型
提问：
1、传感器的组成部分有哪些？
2、瓦斯传感器的工作原理是什么？
3、开关量传感器的工作原理是什么？
第六章矿用甲烷报警及闭锁系统仪器
第一节甲烷报警断电仪器
一、KDG15型瓦斯报警断电仪
1、概述
该断电仪又叫远程控制开关。
本仪器是一种用于远距离控制设备的开关，同时带有馈电状态检测功能，能反映被控设备的状态，可与KJ95型煤矿综合监控系统和有类似技术要求的设备配套使用。
2、主要技术参数
（1）电源输入：
电压12V～18V，电流不大于200mA
（2）控制输出：
接点工作电压600V，接点工作电流≦0.5A
3、工作原理
接点输入
图：
原理结构图
4、接线方式
馈电检测输入
断电仪接线图
5、使用注意事项
（1）非本安侧电缆接线时，控制接点输出线不可误作馈电状态输入线接到主回路上。
（2）馈电状态输入线不能接AC1140V以上等级以上的电压。
（3）非本安侧电缆接线时，应将与本产品有电气联系的被控设备断电。
（4）发现灌封胶有裂缝时，禁止使用。
第二节安全闭锁系统
一、风电闭锁
在局部通风机停止运转时，能立即切断局部通风机供风的巷道中的一切电源，这就是风电闭锁。
二、瓦斯电闭锁
瓦斯电闭锁是指掘进工作面中设置的瓦斯监测仪，当探测到瓦斯超过规定限度时，具有可自动停掉动力电源，并只有瓦斯降低到规定限度（甲烷为0.8％，二氧化碳浓度为1.5％）以下时方可恢复送电的闭锁装置。
三、风电瓦斯闭锁装置
它是由传感器、信号变换、信号隔离、逻辑控制、信号整理、显示、断电、报警、开关量接口、电源、延时及电源故障检测、联机输出等单元组成。
控制
输出
图：
风电、瓦斯闭锁装置基本结构框图
1、概述（FDZB-1A型风电瓦斯闭锁装置）
它用于高瓦斯和瓦斯突出掘进工作面，其主机采用单片微机控制，具有3路本质安全电源向瓦斯传感器和风量开关供电，接收3个瓦斯传感器的模拟信号和两个开关量信号。
主机输出四组继电器触电对磁力起动器进行控制，可以直接向安全监测系统输出反映瓦斯浓度的频率信号和反映局部通风机开停状态的开关量。
~380/660V
FDZB-1A型风电瓦斯闭锁装置方框图
3、井下安装与运行
（1）调试：
将主机送电后，逐个调整T1、T2、T3的零点，启动K4，随后启动K1、K2、K3，使装置投入巡回检测。
（2）试运行：
装置正常工作1～2天后，用新鲜空气和1.5％CH4气样通入T1、T2、T3，核准零点、灵敏度以及断电点。
T3控制的K3断电点为0.5％CH4。
（3）正常运行：
一般情况下，每周进行一次T1、T2、T3的零点与灵敏度的标定。
（4）维护：
应有专人维修，应有维修记录等。
不许带电打开主机盖板，处理故障时必须先停电并防止意外送电。
严禁乱拧电位器，不得擅自更改原电路电气参数与元器件编号、规格等。
主机应安放在安全、无滴水、地面干燥的地方，应放置在一定高度上，要经常清扫，保持显示窗口无粉尘。
本次课主要讲了甲烷报警断电仪和风电瓦斯闭锁的基本原理和基本性能。
1、甲烷报警断电仪的基本原理和基本性能
2、风电、瓦斯闭锁系统的功能
3、风电瓦斯闭锁的基本结构
1、甲烷报警断电仪的工作原理？
2、什么是风电瓦斯闭锁？
3、风电瓦斯闭锁装置的基本结构由哪些单元组成？
煤矿安全监控系统总学时：
24
安全监控系统的了解学时数：
4
通过本次课的学习要使学员主要了解监控系统工作原理和及安装与管理。
监控系统的安装与管理
通风系统安装
监控系统
上次课讲了甲烷报警断电仪和风电瓦斯闭锁的基本原理和基本性能。
第七章煤矿安全监控系统
第一节监控系统组成与特点
一、系统的组成
监控系统一般由传感器、执行机构、分站、电源箱、传输借口、主机等构成，矿井监控系统要求：
电气防爆、传输距离远、网络结构宜采用树型结构、监控对象变化缓慢、电网电压波动大，电磁干扰严重、工作环境恶劣、传感器（或执行机构）宜采用远程供电、不宜采用中间继电器。
二、系统的选型
选型原则：
可靠性、实用性、可维修性、经济性。
三、系统的安装与使用
井上部分：
要进行48小时考机
井下传输电缆：
远离动力电缆至少应有300mm的距离，需选用屏蔽电缆时，屏蔽层必须与机房终端处良好接地。
井下设备：
1、电气闭锁和断电控制：
应尽量选用QC系列开关的低压操作回路，尽量避免与660V电压操作回路。
第三节煤矿常用安全监控系统
因为厂家都是按照国家同一监控标准设计的监测系统，内容格式几乎一样，不在赘述。
第四节安全监测系统的安装与管理
一、一般规定
1、机构设置
煤矿企业建立安全仪表计量检验制度，建立安全监控管理机构，该机构负责安全监测设备的安装、调试和维护工作。
安全监测机构应配备一定数量的安全监控和通风专业知识的工程技术人员和安全监测工。
2、装备要求
标准以保障安全生产为原则。
3、对安全监控设备的要求
煤矿安全监控设备应选用本安安全型，输出信号必须为本质安全型信号。
严禁信号电缆与电话电缆和动力电缆等共用。
安全监控设备必须有故障闭锁功能，当与闭锁控制有关的设备未投入运行或故障时，必须切断该设备所监控区域的全部非本质安全型设备的电源并闭锁。
电网停电后，必须保证正常工作时间不小于2小时。
为防止人为取消断电功能，系统必须具有断电状态和馈电状态监测功能。
二、安装时注意事项
按照《煤矿安全规程〉中159条：
菜区设计、采掘作业规程和安全技术措施，必须对安全监控设备的种类、数量和位置，信号电缆和电源电缆的敷设，控制区域等做出明确规定，并绘制布置图。
要有工作面布置图和供电系统图，标明传感器、分站、专用开关应安设的位置及电缆敷设线路，标明监测监控设备的供电电源开关在系统中的位置，并说明每台仪器的报警、断电设定值和断电范围。
供电电源应取自被控开关的电源侧，严禁接在负荷侧；
检修与监测设备关联的电气设备时，要与监控管理部门共同处理，需要监控设备停止运行时，必须制定安全措施。
模拟量传感器应设置在能正确反映被测物理量的位置。
声光报警器应设置在有人工作并便于观察的地点。
防爆电源箱应设置在采区变电所，严禁设在断电范围内。
三、安装前的检查与调试
主要讲解直观检查：
1、符合防爆性能要求，防爆标志明显，仪器内外螺钉齐全完整，密封圈与电缆配套，隔爆面的粗糙度、间隙符合隔爆要求，机械划痕不草果超过规定，外壳无变形或损坏现象，不用的进、出线嘴用2mm的钢板封堵。
2、传感器探头、分站等部件齐全，无损坏，各电位器转动灵活可靠。
3、仪器电源变压器的电压变换接头位置与使用地点的电源电压等级一致，保险管符合要求。
4、插入式连接的插件接触良好，焊点无虚焊、开焊、漏焊等现象。
第五节传感器的安装与设置
一、瓦斯传感器的安装与设置
1、通用要求：
应垂直悬挂，距顶板（顶梁）不得大于300mm，距巷道侧壁不得小于200mm。
回风巷瓦斯平均浓度一般不低于工作面瓦斯浓度，设置工作面断电浓度为0.8%CH4，回风为0.8%CH4。
2、采煤工作面瓦斯传感器的设置
要作为重点讲解报警浓度、断电浓度、复电浓度以及断电范围。
3、掘进工作面瓦斯传感器设置
4、机电硐室瓦斯传感器设置、装煤点与运输巷道瓦斯传感器的设置，断电范围为装煤点处上风流100米内积气下风流的架空线电源和全部非本质安全型设备。
5、机车内瓦斯传感器的设置和瓦斯抽防泵站瓦斯传感器设置。
二、其它传感器的设置
1、风速传感器和压力传感器的设置
每个采区、一翼回风巷及总回风巷的测风站应设置风速传感器，风速传感器应设置在巷道前后10米内无分支风流、无拐弯、无障碍、断面无变化、能准确计算测风断面的地点。
一氧化碳传感器悬挂与瓦斯传感器一样。
开停传感器即开关传感器，风门设置风门传感器，被控开关的负荷侧设置馈电传感器。
一、调试
瓦斯传感器按现行标准，每7天调校一次和做断电试验一次，要求有调校记录和断电试验记录。
二、使用和维护
井下安全检测员必须24小时值班，按照安全规程必须每天对监控设备和电缆进行检查，并与便携瓦检对照。
分站、传感器、声光报警器、断电器及电缆应由采掘班组长负责按规定移动并负责保管和使用。
本次课主要讲了安全监测监控系统组成和工作原理，并主要讲解监控系统安装、使用和维护等实际中遇到的问题。
1、矿井监控系统的组成？
2、监控系统电源设置要求？
3、瓦斯传感器采掘煤工作面的设置？
4、采掘工作面串联风瓦斯传感器的设置？
5、瓦斯传感器调校和断电试验的要求？
通风安全监测工总课时：
自救、互救与现场急救学时数：
通过本次课的学习要使学员掌握现场急救的行动规则及其急救方法
现场急救的各种急救方法
对各种急救方法的熟练掌握
讲授法
无
自救、互救
上次课讲了甲烷报警断电仪和安全闭锁系统两个方面
1、矿井监控系统的组成？
2、监控系统电源设置要求？
3、瓦斯传感器采掘煤工作面的设置？
4、采掘工作面串联风瓦斯传感器的设置？
5、瓦斯传感器调校和断电试验的要求？
第八章自救、互救与现场急救
自救和互救的成效如何，决定于自救和互救方法的正确性。
为了确保自救和互救的有效，最大程度地减小损失，每个入井人员都必须熟知以下内容：
（1）熟悉所在矿井的灾害预防和处理计划
（2）熟悉矿井的避灾路线和安全出口
（3）掌握避灾方法，会使用自救器
（4）掌握抢救伤员的基本方法及现场急救的操作技术
第一节矿工自救与互救
矿井发生灾害事故时，灾区人员正确开展救灾和避灾，能有效地保证灾区人员的自身安全和控制灾情的扩大。
一、发生事故时现场人员的行动原则
1、及时报告灾情2、积极抢救3、安全撤离
4、妥善避灾
二、自救器和避难硐室
1、自救器：
自救器是一种轻便、体积小、便于携带，作用时间短的个人呼吸保护装备。
当井下发生火灾、爆炸、煤和瓦斯突出事故时，供人员佩带和使用，可有效防止中毒和窒息。
自救器分为过滤式和隔离式两类。
种类
名称
防护的有害气体
防护特点
过滤式
CO过滤式自救器
CO
人员呼吸时所需的氧气仍是外界空气中的氧气
隔离式
化学氧自救器
不限
人员呼吸的氧气由自救器本身供给，与外界空气成分无关
压缩氧自救器
化学氧自救器是煤矿井下应用最普遍的自救器，它是利用化学氧物质产生氧气，供矿工从灾区撤退脱险用的呼吸保护器。
使用时按以下步骤进行：
（1）佩带时，将腰带穿入自救器腰带内环，并固定在背部后侧腰间。
（2）使用时，先将自救器沿腰带转到右侧腹前，左手托底，右手下拉护罩胶片，使护罩挂钩脱离壳体丢掉。
再用右手扳锁口带扳手至封条断开后丢开锁口带。
（3）左手抓住下外壳，右手将上外客用力拔下丢掉。
（4）将挎带套在脖子上。
（5）用力提起口具，立即拔掉口具塞并同时将口具放入口中，口具片置于唇齿之间，牙齿紧紧咬住牙垫，紧闭嘴唇。
（6）两手同时抓住两个鼻夹垫的圆柱形把柄，将弹簧拉开，憋住一口气，使鼻夹垫准确地夹住鼻子。
（7）戴好头带。
将头带分开，一根戴在头顶，一根戴在后脑勺上。
（8）戴好安全帽，迅速撤离灾区。
（9）撤离灾区时若感到吸气不足，应放慢脚步，做长呼吸，待气量充足时再快步行走。
2、避难硐室
避难硐室是供矿工在遇到事故无法撤退而躲避待救的设施。
避难硐室内避难时应注意以下事项：
（1）进入避难硐室前，应在硐室外留有衣物、矿灯等明显标志，以便救护队发现。
（2）待救时应保持安静，不急噪，尽量俯卧于巷道底部，以保持精力、减少氧气消耗，并避免吸入更多的有毒气体。
（3）硐室内只留一盏矿灯照明，其余矿灯全部关闭，以备再次撤退时使用。
（4）间断敲打铁器或岩石等发出呼救信号。
（5）全体避灾人员要团结互助、坚定决心。
（6）被水堵在山上时，不要向下跑出探望。
水被排走露出棚顶时，也不要急于出来，以防二氧化硫、硫化氢等气体中毒。
（7）看到救护人员后，不要过分激动，以防血管破裂。
二、各类灾害事故时闭灾自救与互救措施
1、瓦斯与煤尘爆炸事故时的自救与互救
井下人员一旦遇到或发现瓦斯、煤尘爆炸或爆炸预兆时，要沉着、冷静，采取措施进行自救。
具体方法是：
背向空气颤动的方向，俯卧倒地，面部贴于地面，以降低身体高度，闭开冲击波的强力冲击，并闭气暂停呼吸，用毛巾捂住口鼻，防止把火焰吸入肺部。
最好用衣物盖住身体，尽量减少肉体暴露面积，以减少烧伤。
爆炸后要迅速按规定佩戴好自救器，弄清方向，沿着闭灾路线赶快撤退到新鲜风流中。
若巷道破坏严重，不知撤退是否安全时，可以到棚子较完整的地点躲避等待救护。
2、煤与瓦斯突出时的自救与互救
在有煤与瓦斯突出时，矿工要立即把自己的自救器打开并佩戴好，迅速外撤。
在撤退途中，如果退路被堵或自救器有效时间不够，可到矿井专门设置的井下避难所或压风自救装置处暂避，也可寻找有压缩空气管路的巷道、硐室躲避。
这时要把管子的螺丝卸开，形成正压通风，延长避难时间，并设法与外界保持联系。
3、矿井火灾事故时的自救与互救
首先要尽最大可能迅速了解或判明事故的性质、地点、范围和事故区域的巷道情况、通风系统、风流及火灾烟气蔓延的速度、方向以及与自己所处巷道位置之间的关系，确定撤退路线和避灾自救的方法。
撤退行动既要迅速果断，又要快而不乱。
撤退中应靠巷道有连通出口的一侧进行，避免错过脱离危险区域的机会，同时还要随时注意观察巷道和风流的变化情况，谨防火风压可能造成的风流逆转，当烟雾在巷道里流动时，一般巷道空间的上部烟雾浓度大、温度高、能见度低。
为此，在烟雾巷道撤退时，即使为了加快速度也不应
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