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第三节 监测设备各类传感器布置
一、回采工作面传感器选型及配置
（一）采煤工作面
1、瓦斯传感器
本矿井为煤与瓦斯突出矿井，在回采工作面靠近上隅角回风顺槽内小于10m处布置1台高低浓度组合式瓦斯传感器Tl，在工作面上隅角设置便携式甲烷检测报警仪T3。
报警浓度： Tl为≥1.0％；
断电浓度： Tl为≥1.5％；
复电浓度： Tl为＜1.0％。
断电范围：
T1—工作面及回风巷道中全部非本质安全型电气设备
2、粉尘传感器
在回采工作面的上、下出口各安装粉尘传感器各1台（共两台）。
3、温度传感器
在采煤工作面安设1台温度传感器。
4、CO传感器
在回采工作面上出口安设1台瓦斯传感器。
（二）采面运输顺槽
1、瓦斯传感器
在运输顺槽内设置一台瓦斯传感器T；
报警浓度：T为≥0.5％；
断电浓度：T为≥0.5％；
复电浓度：T为＜0.5％。
断电范围：
T—进风巷内全部非本质安全型电气设备
2、风速传感器
在工作面运输顺槽断面无变化，能准确计算测风断面的地点各安装1台风速传感器。
3、馈电传感器
在采煤工作面运输顺槽安装1台馈电传感器。
（三）采面回风顺槽
1、瓦斯传感器
在回采工作面回风侧布置1台高低浓度组合式瓦斯传感器T2， T2距回风石门约10～15m。
报警浓度： T2为≥1.0％；
断电浓度： T2为≥1.0％；
复电浓度： T2为＜1.0%。
断电范围：T2—回风巷道中全部非本质安全型电气设备
2、CO传感器
在回风顺槽内距回风石门10～15m安设1台CO传感器。
3、风速传感器
风速传感器安设在回风顺槽内（1台）
4、风门开关传感器
在回风顺槽与1455联络巷连接附近的回风顺槽内安设2个风门开关传感器。
（四）胶带运输机机头
在运输顺槽内的胶带运输机机头1台烟雾传感器、1台粉尘传感器、1台开停传感器和1台CO传感器。
二、掘进工作面传感器类型及配置
该矿井属于煤与瓦斯突出矿井，掘进工作面传感器的类型、数量和位置均按煤与瓦斯突出矿井的要求进行安设和配置。
矿井达产时配备二个掘进头，每个掘进头传感器类型及配置如下：
（一）掘进工作面
1、瓦斯传感器
 在掘进工作面布置1台高低浓度组合式瓦斯传感器T1，Tl靠近掘进头，其间距不大于5m。
    报警浓度：Tl为≥1.0％；
    断电浓度：Tl为≥1.5％；
    复电浓度：Tl＜1％。
断电范围：Tl一掘进工作面中全部非本质安全型电气设备。
2、风尘传感器
在掘进工作面布置1台风尘传感器；
3、风速传感器
在掘进工作面距迎头不大于6米的位置布置1台风速传感器。
4、CO传感器
在掘进工作面布置1台CO传感器。
（二）掘进工作面回风流中
1、瓦斯传感器
在掘进工作面回风流中布置1台高低浓度组合式瓦斯传感器T2，1T2为掘进头回风流靠近回风石门（斜巷、平巷）约10～15m。
    报警浓度： T2为≥1.0％；
    断电浓度： T2为≥1.0％；
    复电浓度： T2＜1％。
断电范围：T2一掘进工作面中全部非本质安全型电气设备。
2、CO传感器
在掘进工作面回风流布置1台CO传感器。
3、局扇安设位置
（1）开停传感器
在局扇位置布置2台开停传感器；
（2）馈电传感器
在供掘进工作面馈电开关负荷侧安设1台馈电传感器，断电范围为掘进工作面中全部非本质安全型电气设备。
（3）风速传感器
    在局扇吸风口靠近进风侧的进风巷道内安设1台风速传感器。
掘进工作面瓦斯传感器设置要求见图8-3-2。
三、串联通风工作面传感器选型及配置
▲煤矿的采掘工作面均单独设置独立的进风和回风，不存在串联通风。
四、其它地点传感器类型及配置
（一）主斜井
主斜井胶带共设1台烟雾传感器和1台CO传感器。
（二）副斜井
副斜井井口位置安设绞车开停传感器1台。
（三）水泵房硐室
水泵硐室设一个水仓瓦斯传感器、二个水位传感器和三个设备开停传感器，一个温度传感器，一个馈电传感器，在水泵房硐室内。
水仓瓦斯传感器报警浓度：T为≥0.5％；
    断电浓度：T为≥0.5％；
    复电浓度：T＜0.5％。
断电范围：
T一泵房内全部非本质安全型电器设备。
（四）运输石门
＋1384m胶带运输石门内安设胶带开停传感器一台，粉尘传感器一台，CO感器一台。
（五）煤流中的各类装备、转载点和装煤点
在各转载点设置1台粉尘监测装置。
（六）煤仓
转载仓内设置1台瓦斯传感器，1台粉尘传感器。
（七）矿井主要进、回风巷道
在主斜井中和副斜井各设置风速传感器1台，在回风斜井中设置风速传感器1台、瓦斯传感器1台、负压传感器1台、温度传感器1台、一氧化碳传感器1台。负压传感器安装在通风机处。风速传感器应安装在巷道前后10m内无分支风流，无拐弯，断面无变化，能准确计算测风断面的地点。当风速低于或超过设计风速值的20%时发出声光报警信号。
（八）地面主通风机房
主通风机房设置有通风机开停传感器2台，通风机开停传感器安装在通风机电机上。
（九）地面压风机房及生产消防水池
在地面压风机房安装2台开停传感器，在压风管道上安设1台压力传感器。
在地面生产及消防水池安设1台水位传感器，在水池水位低于设置要求时发出报警信号。
（十）瓦斯抽放泵站及抽放管路
在瓦斯抽放泵房设抽放泵开停传感器4台，在瓦斯抽放泵吸入管路中设有高浓瓦斯传感器2台、流量传感器2台、轴温度传感器2台、CO传感器2台，电流传感器2台电压传感器2台、管道负压传感器2台、温度传感器1台。
瓦斯抽放泵房内设瓦斯传感器1台，瓦斯传感器设置在距房子顶部300mm处，当空气中瓦斯浓度超过0.5%时，发出声光报警。
在高位水池设水位传感器1台。
（十一）风门开闭传感器。
在回风井的安全出口、2号联络巷与回风上山之间、10501联络斜巷内、10501回风顺槽与1455m联络巷之间，每道风门上均设置1组风门开闭传感器。
（十二）安检员、放炮员、电工、班组长
安检员、放炮员、电工、班组长及以上管理人员必须配备便携式瓦斯报警仪，入井必须随身携带。
五、各类传感器的有关参数
（一）瓦斯传感器
    瓦斯传感器设置在井下采煤工作面，掘进工作面、回风巷道、井下硐室等地方，用于连续监测井下气体中甲烷含量，当甲烷含量超限时，应具有声光报警功能，同时由有关设备切断相应范围的电源。
    传感器的测量范围：0～4％CH4连续可测
    传感器的测量误差：对O～1％范围为±0.1％CH4
    对1～2％范围为±0.2％CH4
    对2～4％范围为±0.3％CH4
    报警值0.5～1.5％可调，光信号应能在20m内清晰可见。
    传感器的响应时间应不大于15s。
（二）风速传感器
    风速传感器安装在井下各主要测风站，测量其风速，以保证井下各巷道中的风流速度符合规程要求，同时还可依据所测的风速及所测点巷道断面计算出其风量及吨煤风量。
    测量范围：0.25～18m/s。
    测量精度：满量程的±2％。
    风速传感器参数要求详见表1—2—2。
    表1—2—2    各安装地点风速传感器参数
安装地点
允许风速m/s
测量范围m/s
显示精度m/s
主要进风巷
¢8
0～12
O.1
主要回风巷
¢8
O～12
O.1
工作面回风
0.25～6
O～8
O.1
（三）风门开闭传感器
安装在井下各风门设置处，用以监测各风门的开、关状态，保证井下风量分配合理。
（四）负压传感器
负压传感器安装通风机的进风口处，用以连续监测矿井风机的负压。
测量范围：O～-5kPa(表压)
测量精度：≤±1％
（五）机电设备开停传感器
安装在井下各机电设备设置处，用以监测各机电设备的开、停状态，保证机电设备的正常运行。
（六）管道瓦斯传感器（高浓度瓦斯传感器）
专门用来监测瓦斯抽放管道内高浓度瓦斯浓度。管道瓦斯传感器主要技术参数：
测量范围：0-100％CH4；
测量误差：≤±10％（相对值）；
输出信号：脉冲频率200-1000； 0-5000；模拟输出1-5mA；
元件寿命：≥5年；
响应时间：＜30s；
零点漂移：≤±1字；
显示方式：三位LED数码管；
工作电压：18V-24；
接线距离：＞2km；
检测速度：1次/2s；
红外遥控距离：＞6m；
工作方式：连续工作；
防爆型式：矿用隔爆兼本质安全型dibl（150℃）；
使用条件：环境温度0-40℃；相对湿度＜95%。
（七）烟雾传感器
CS10-KGN2型煤矿用烟雾传感器，用于监测煤矿井下因机械靡擦、电缆发热、煤层自燃等原因引起的火灾事故。本产品为矿用本质安全型，可安装在煤矿井下的皮带运输巷、机电峒室、采空区和工作面。本传感器可配接断电装置及声光报警装置，实现报警及断电控制；也可与各种生产、安全监控采统配套使用。主要技术参数：防爆型式：矿用本质安全型“Exibl”供电电源：本安电源DC12V-DC18V，工作电流：≤60mA；检测灵敏度：＜60s；输出信号：开关量电流信号0/5mA，无源触点开关量电流信号0/5mA或1/5mA防爆形式。
（八）温度传感器
KG3007A型矿用温度传感器为本质安全型产品，主要用于煤矿井下，测量环境温度，以便监视火灾的发生。也可用于其它场所测量温度。
该传感器采用了数字化温度探头，整个电路不需要作任何调节，性能好，可靠性高。且具有多种信号制式输出，能与各种煤矿安全及生产监控系统配套使用。
测量范围： -5℃～+45℃　
测量精度：±1.0℃
反应时间： 2min 
显示方式： 3位LED
显示分辨率： 0.1℃ 
工作环境：相对湿度95％
工作电压： DC 8～18V 
工作电流： 30mA
（九）粉尘浓度传感器
DSW501A型粉尘浓度传感器主要用于各种粉尘作业场所总粉尘的连续监测（公共场所等环境监测）。
主要性能指标：
（1）测定原理：光散射原理；
（2）测定对象：含有瓦斯或煤尘爆炸危险的煤矿井下
（3）测量误差：±15%；
（4）测量范围：0.1 mg/m³～1000 mg/m³；
（5）显示方式：四位LED数码管；
（6）信号输出：(200～1000)HZ频率信号；
（7）工作电压：9V～18V（本安）
工作电流：≤250mA
关联设备：KJ91A—D—220/380/660电源箱(Um:726V, Uo:18.5V, Io:360mA)
（8）使用环境：
温度：0～40℃；
相对湿度：≤95%；
大气压：86 kPa～110kPa；
（9）防爆形式：矿用本质安全型，
（10）防爆标志：ExibⅠ
（十）馈电状态传感器
KJT19型馈电状态感器专门用于井下供电线路馈电状态检测，通过检测电场来感知线路中有无电压，与KJF19.2型继电器箱配合可构成断电失效检测反馈环节。全封闭免维护结构，本质安全型电路，二线制，带有电子接点输出，适配各种监控系统。KJT19馈电状态传感器主要技术指标：
监测电压： 127-1140V
工作电压： 6-20V
工作电流： 无电1mA/有电6mA
传感器接线： 供电与信号回传二线制
检测灵敏度： >100mm
信号输出： NPN晶体管共地导通
响应速度： <2s
防爆型式： 本质安全型ibI(150℃)
使用环境： 环境温度0-50℃
相对湿度： <95%
仪器重量： 0.3公斤
传感器接线距离： 二线制2Km、三线制1.5Km
（十一）水位传感器
KGU9型矿用水位传感器是一种按煤炭行业标准MT/T 825-1999矿用水位传感器通用技术条件设计制造的投入式水位传感器，为矿用本质安全型产品。主要用于煤矿井下水仓、管道等地方的水位测量。该传感器采用高灵敏度传感元件，具有精度高、性能可靠、使用方便、维护简单等特点。该传感器具有多种标准信号制式输出，能与各种煤矿安全及生产监控系统配套使用。
技术参数：
量程：　　　0～5 m 或 0～10 m
基本误差：　2 %
输出信号：
KGU9-1型： 频率 200Hz～1000Hz, 负载电阻大于1.5KΩ时，输出高电平大于3V；
KGU9-2型： 电流 1mA～5mA，负载电阻0Ω～500Ω；
KGU9-3型： RS485接口,通讯波特率 1200 b/s或2400 b/s
工作电压：　直流12 V ～ 24 V
工作电流：
KGU9-1、2 型：不大于80mA；
KGU9-3 型：　 不大于100mA
防爆型式：　　Exib Ⅰ
外形尺寸（长×宽×高）:282mm×135mm×70mm
重量： 2.5kg
（十二）压力传感器
量    程: 0.2,0.5,1,2,5,10,20,50,100 kPa
满程输出: 10mV, 100 mV或0~5V,1~5V,0~10mA,4~20mA
零位输出: ≤5 % F·S
激励电压: 5V 或 12V,15V,24V (DC)  
工作温度: -20~80 ℃BnX中华矿业人-采矿工程专业,矿山设计,煤矿六大系统,矿山机械,安标国家矿用产品安全标志中心,采矿工程专业排名
   工作方式: 绝压、表压、负压、差压BnX中华矿业人-采矿工程专业,矿山设计,煤矿六大系统,矿山机械,安标国家矿用产品安全标志中心,采矿工程专业排名
   测量介质：对不锈钢不腐蚀的气、浆状介质使用平膜无腔型接嘴BnX中华矿业人-采矿工程专业,矿山设计,煤矿六大系统,矿山机械,安标国家矿用产品安全标志中心,采矿工程专业排名
   过载能力: 150 % F·S
测量范围      0.1MPa～0～20KPa～100MPa   
输    出      ≥70mVDC    （0～20KPa，≥50mVDC）
供    电       1.5mADC
精    度       ±0.1﹪FS（最小值） ；±0.25﹪FS （典型值）；±0.5﹪FS （最大值）
过    压       1.5倍满量程压力戓110MPa取最小值）
长期稳定性     ±0.5﹪FS/年
工作温度      －10～80℃
贮存温度      －40～100℃
温度性能    零点温度系数  ±0.02﹪FS℃（典型）   ±0.04﹪FS℃（最大）
满度温度系数  ±0.02﹪FS℃（典型）   ±0.04﹪FS℃（最大）
材质         外壳： 不锈钢1Cr18Ni9Ti    膜片：不锈钢316L
其它 　      响应时间（10～90）：≤1  　
绝缘电阻       100MΩ，50VDC　　　　　
防护等级:      IP65（电缆型）
防爆标志       ExiaⅡCT6（本质安全防爆型）
引线电缆       RVVP屏蔽电缆和防爆接插座
供电电源       2.0≤mAD
（十三）流量传感器
工作电压：+12VDC或+24VDC两种
信号传输距离：小于250米。
输出信号：方波信号
幅值：+12VDC供电幅值大约为10VBnX中华矿业人-采矿工程专业,矿山设计,煤矿六大系统,矿山机械,安标国家矿用产品安全标志中心,采矿工程专业排名
    +24VDC供电幅值大约为20V。
安装：放大器和涡轮流量传感器连接为M10×1.5螺纹，涡轮流量传感器安装完后，把放大器拧到涡轮流量传感器上，用手拧到感觉放大器到底后再把锁紧螺母带紧。
接线：脉冲输出型放大器对外引线为三根，红线、白线和屏蔽。红线接正电源，白线为脉冲输出和其它显示仪或设备连接，屏蔽接地。
（十四）MJY-1型煤与瓦斯突出监测预报系统
MJY-1型煤与瓦斯突出监测预报系统是一套独立的主从式实时监测预报系统。利用声发射技术对矿井煤与瓦斯突出进行监测和预报，带有数据自动采集，光纤数字通讯、处理、分析、判断和报警等多种功能。适用于煤矿井下做监测、预报煤与瓦斯突出。
技术指标：防爆形式为本质安全型。
（1）系统硬件由地面主站、主、分站光端机、井下分站、光缆、传感器和业务电话构成。传输距离：≥20 km
工作方式：随机监测，定时监测通讯接口：RS422 传输速率：19 200 b/s 采样速率：≥14万次/s 触发方式：外触
（2）系统软件系统软件由信号实时采集、传送、判断分析、处理作图、定位显示、打印、回放、实时建模预测和报警等多项多模块组成。
定位误差：震源定位误差：＜8% 预报时间：可提前5 h做出预报监测范围：掘进工作面前方50 m范围内的有效监测。
技术特点：
煤与瓦斯突出非接触式预测技术具有工程量小、对生产影响小、实时监测等特点，是目前突出预测的发展方向。声发射实时跟踪预测突出危险性预测技术是目前非接触式预测中的一个主要研究方向。

表1-3-3     甲烷传感器的报警浓度、断电浓度、复电浓度和断电范围
甲烷传感器设置地点
报警浓度
断电浓度
复电浓度
断电范围
采煤工作面回风顺槽（距上出口小于10m）
≥1.0%
≥1.5%
＜1.0%
工作面及回风巷内全部非本质安全型电气设备
采煤工作面回风顺槽（距回风口10～15m）
≥1.0%
≥1.0%
＜1.0%
回风巷内全部非本质安全型电气设备
距掘进工作面迎头小于5m
≥1.0%
≥1.5%
＜1.0%
掘进工作面中全部非本质安全型电气设备
距掘进工作面回风口10～15m
≥1.0%
≥1.0%
＜1.0%
掘进工作面中全部非本质安全型电气设备
瓦斯抽放泵站室内
≥0.5%

采面上隅角

≥1.0%
≥1.5%
＜1.0%
工作面及回风巷内全部非本质安全型电气设备
总回风巷
≥0.7%
≥0.75%
＜0.7%
工作面及回风巷内全部非本质安全型电气设备
水仓
≥1.0%
≥1.0%
＜1.0%
泵房内全部非本质安全型电气设备
煤仓
≥1.5%
≥1.5%
＜1.5%
煤仓上口附近20m内的所有非本质安全型电气设备

 BnX中华矿业人-采矿工程专业,矿山设计,煤矿六大系统,矿山机械,安标国家矿用产品安全标志中心,采矿工程专业排名
表8—2—1 各地面传感器配备表
分站号
分站设置地点
监测
模拟量
开关量
点数
低浓瓦斯
高浓瓦斯
粉尘
风速
温度
流量
负压
压力
水位
压差
一氧化碳
电压
电流
功率
突出
烟雾
小计
馈电
断电器
开停
开关
小计

1号分站
瓦斯抽放泵房
12

1

2

2
1
2
1

1
10

2

2
2号分站
地面空压 机房
5

1
1

1
3

2

2
3号分站
地面主要通风机房
13
1

3

1

1

1
7

4
2
6
4号分站
10501运输顺槽
13
1

2
1

1

1
6
1

2
4
7
5号分站
10501回风顺槽
12
2

1
1
1

2

1
8

2
2
4
6号分站
3号联络巷
12
2

1
2
1

2

1

9
1

2

3
7号分站
10502联络平巷
12
2

1
2
1

2

1
1
10
1

1

2
8号分站
水仓
12
1

1

1

2

1

1
7
1

4

5
合计

107
9
1
6
9
5
2
1
3
4
2
10
6
6
2
2
8
76
4
0
19
8
31