1、煤礦綜合自動化系統(tǒng)講座（一）總綱要煤礦主要生產(chǎn)工藝 煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)、安全系統(tǒng)業(yè)務需求煤礦綜合自動化系統(tǒng)基本概念建設內(nèi)容關鍵技術自動化、信息化、數(shù)字化比較煤礦綜合自動化系統(tǒng)解決方案生產(chǎn)自動化安全監(jiān)控安全生產(chǎn)管理輔助系統(tǒng)第一部分煤礦主要生產(chǎn)工藝一、煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)、安全系統(tǒng)1.礦山基本知識礦山基本知識p礦床是由地質(zhì)作用形成于地殼中，在質(zhì)和量上都達到了工業(yè)要求，并在現(xiàn)有的社會經(jīng)濟和技術條件下能被開采和利用的地質(zhì)體。礦床包括礦體和圍巖。p礦體是礦石的堆積體，它占有一定空間，并具有一定形狀和大小；是構(gòu)成礦床的實質(zhì)性單位，也是礦床中可以被開采和利用的部分。p煤層頂?shù)装鍘r石分類：頂板：偽頂、直接頂、基本頂（老頂）

2、；底板：直接底、基本底（老底）。p礦井水源地表水、含水層水、老窯積水、斷層水和大氣降水。p主要事故頂板冒落（掘進）；主井施工的懸吊與提升事故；水災事故；火災事故；瓦斯煤塵（突出）事故。一、煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)、安全系統(tǒng)1.礦山基本知識礦山基本知識p采煤方法壁式采煤法：單一長壁采煤法、分層長壁采煤法； 柱式采煤法：房式、房柱式采煤法。 p回采工藝炮采；普采（高檔普采）；綜采；綜采放頂煤。p礦井供電 高壓，不超過10000 V； 低壓，不超過1140 V ； 照明、信號、電話和手持式電氣設備的供電額定電壓，不超過127 V； 遠距離控制線路的額定電壓，不超過36V； 采區(qū)電氣設備使用3300 V供電時，必

3、須制定專門的安全措施。一、煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)、安全系統(tǒng)2.礦井基本危害及安全礦井基本危害及安全p礦井通風p煤礦瓦斯p礦山粉塵 p礦山火災 p礦山水害p礦山安全檢測72.12.1礦井通風的目的、通風系統(tǒng)、通風方式、礦井漏風礦井通風的目的、通風系統(tǒng)、通風方式、礦井漏風p目的：供給足夠的新鮮空氣；稀釋有害物并排出井外；創(chuàng)造適宜的氣候條件。 p進風井口以下的溫度必須在2以上。生產(chǎn)礦井采掘面溫度不得超過26，機電設備硐室的溫度不得超過30。p采掘面的溫度超過30，機電設備硐室的空氣溫度超過34時，必須停止作業(yè)。 8p通風系統(tǒng)：通風網(wǎng)絡、通風動力和通風控制設施（通風構(gòu)筑物）。p通風類型：中央式、對角式、混合式。

4、p通風方式：壓入式、抽出式、壓抽混合式。 p礦井漏風 ：內(nèi)部漏風和外部漏風 。2.12.1礦井通風的目的、通風系統(tǒng)、通風方式、礦井漏風礦井通風的目的、通風系統(tǒng)、通風方式、礦井漏風9測定的通風參數(shù)壓力；風速；標高。通風建（構(gòu)）筑物風門：阻斷風流，必須成組（2道）設置；風窗：調(diào)節(jié)風量。2.12.1礦井通風的目的、通風系統(tǒng)、通風方式、礦井漏風礦井通風的目的、通風系統(tǒng)、通風方式、礦井漏風10主要通風機的附屬裝置防爆門。是防止井下發(fā)生煤塵、瓦斯爆炸時毀壞主要通風機的安全設施；風硐；擴散器。其作用是為了減少風機出口的能量損失，以提高風機的效率；反風裝置。作用是在井下火災時，改變火災煙流方向，限制火災范圍，

5、安全撤退受煙流威脅的人員。2.12.1礦井通風的目的、通風系統(tǒng)、通風方式、礦井漏風礦井通風的目的、通風系統(tǒng)、通風方式、礦井漏風11礦井瓦斯就是在采掘過程中從煤層、巖層、采空區(qū)釋放出的和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種有害氣體的總稱。煤礦井下的有害氣體有甲烷（沼氣）、乙烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫、二氧化硫、氮氧化物、氫、氨等，其中甲烷所占比重最大，在80%以上。所以，礦井瓦斯習慣上又單指甲烷。 2.22.2瓦斯瓦斯12采掘工作面及其他作業(yè)地點風流中瓦斯?jié)舛冗_到1.0%時，必須停止用電鉆打眼；爆破地點附近20m以內(nèi)風流中瓦斯?jié)舛冗_到1.0%時，嚴禁爆破。 采掘工作面及其他作業(yè)地點風流中、電動機或其開關安設

6、地點附近20m以內(nèi)風流中的瓦斯?jié)舛冗_到1.5%時，必須停止工作，切斷電源，撤出人員，進行處理。 2.22.2瓦斯瓦斯13采掘面及其他巷道內(nèi)，體積大于0.5m3的空間內(nèi)積聚的瓦斯?jié)舛冗_到2.0%時，附近20m內(nèi)必須停止工作，撤出人員，切斷電源。對因瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定被關閉的電氣設備，必須在瓦斯?jié)舛冉档?.0%以下，可通電開動。綜采掘面，應在采煤機和掘進機上安設機載式斷電儀，當其附近瓦斯?jié)舛冗_到1%時報警，達到1.5%時必須停止作業(yè)，切斷電源。2.22.2瓦斯瓦斯14煤礦粉塵是煤礦在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各類固體物質(zhì)細微顆粒的總稱。影響粉塵產(chǎn)生的因素：采掘機械化和開采強度、采煤方法和截割參數(shù)、作業(yè)地點的通

7、風狀況、地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存條件。粉塵分散度：直徑小于7.1 m（5 m稱為呼吸性粉塵）的塵粒，尤其是小于2 m的塵粒是引起塵肺病的主要有害粉塵。規(guī)程規(guī)定粉塵分散度，每半年測定1次。 2.32.3礦山粉塵礦山粉塵15污染工作場所，危害人體健康，引起職業(yè)病；某些礦塵（如煤塵、硫化塵）在一定條件下可以爆炸；加速機械磨損，縮短精密儀器使用壽命；降低工作場所能見度，增加工傷事故的發(fā)生。2.32.3礦山粉塵礦山粉塵16煤塵本身具有爆炸性，煤塵必須懸浮于空氣中，并達到一定的濃度（首要條件）；存在能引燃煤塵爆炸的高溫熱源，大于650； 氧濃度，含氧量低于17%時，煤塵就不會爆炸。 2.32.3礦山粉塵礦山粉塵

8、17分類：內(nèi)因火災（煤炭自燃）、外因火災。煤炭自燃的必要充分條件 有自燃傾向性的煤被開采后呈破碎狀態(tài)，堆積厚度一般要大于0.4 m； 有較好的蓄熱條件； 有適量的通風供氧； 上述三個條件共存的時間大于煤的自燃發(fā)火期。自然發(fā)火的過程 ：潛伏期、自熱期和燃燒期。 2.42.4礦山火災礦山火災18目前預測自然發(fā)火期的方法有在實驗室確定自燃傾向性等級；根據(jù)本礦或條件相似礦井或采區(qū)的已有自然發(fā)火統(tǒng)計資料，確定待采（或本）煤層的自然發(fā)火期。 自然發(fā)火標志化性氣體及其指標一氧化碳（CO）指標，CO的派生指標，烯烴（乙烯C2H4）及烯烷比，炔烴（乙炔C2H2）。 預測預報方法 ：氣體分析法，測溫法和氣味檢測法

9、。 2.42.4礦山火災礦山火災19灌漿滅火 阻化劑防滅火 均壓滅火 惰氣壓注滅火 新型凝膠滅火泡沫、干粉等 2.42.4礦山火災礦山火災20防止失控的高溫熱源產(chǎn)生和存在 盡量不用或少用可燃材料 防止產(chǎn)生機電火災 防止摩擦引燃 防止高溫熱源和火花與可燃物相互作用2.42.4礦山火災礦山火災21水害的主要類型 透水； 突水； 涌水。礦井水來源 大氣降水； 地表水； 地下水（含水層水、斷層水等）； 老空區(qū)積水。 2.52.5礦山水害礦山水害22礦井涌水特征 大氣降水為主要充水水源的涌水特征； 以地表水為主要充水水源的涌水特征； 以地下水為主要充水水源的礦床； 以老采空區(qū)為主要充水水源的礦床。涌水通

10、道 自然涌水通道：地層的空隙、斷裂帶等屬于自然形成的通道； 人為涌水通道：由于采掘活動等引起的人為涌水通道。2.52.5礦山水害礦山水害23甲烷檢測 光學式； 催化燃燒式；熱導式；氣敏半導體式 。CO檢測 規(guī)程規(guī)定濃度小于2410-6；儀器有：氣相色譜法（地面）、電化學式、紅外線吸收式、催化氧化式。 2.62.6礦山安全檢測礦山安全檢測24氧氣檢測 規(guī)程規(guī)定采掘工作面的進風流中，氧氣濃度不低于20%； 儀器有：氣相色譜法（地面）、電化學法和順磁法。礦山安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的組成：地面中心站（軟、硬件）、井下分站、傳感器和傳輸系統(tǒng)組成。 2.62.6礦山安全檢測礦山安全檢測一、煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)、安全系統(tǒng)

11、3.煤礦主要生產(chǎn)工藝煤礦主要生產(chǎn)工藝通風通風排水排水供電供電供壓供壓安監(jiān)安監(jiān)壓力壓力防火防火降塵降塵 = provided by end-user 用戶提供is = intrinsically safe 本安215 mMotor-cooling電動機冷卻裝置Plow track spraying system 刨頭軌道噴霧系統(tǒng)Synchronization同步器Limit switch限位開關Plow track measuring device刨頭行程測量裝置Synchronization同步器Limit switch限位開關42PM4PM4PM4PM4PM4Tail機尾機尾PRT 刨頭運行

12、軌道PLOW 刨頭刨頭Quad adapter四芯電纜適配器 12345610Main機頭機頭HG 6020Water valveHG 6020型水閥型水閥 HG 6020Water valveHG 6020型水閥型水閥 Crusher破碎機Stage loader 轉(zhuǎn)載機Amplifier + pull sw.擴音器 +拉線開關Amplifier + pull sw.擴音器 +拉線開關Amplifier + pull sw.擴音器 +拉線開關Motor-cooling電動機冷卻裝置Control cabin控制室控制室Server PM4PM4服務器KE1004“is” control un

13、it“本安”控制裝置“is” control unit“本安”控制裝置 127 V50 Hz Supplied by end-user 用戶提供Section switch 采區(qū)開關Crusher破碎機Stage loader轉(zhuǎn)載機127 V50 Hz Gate end box 順槽終端開關KE1004Gate end box 順槽終端開關KE1004Control panel主控臺主控臺PRT刨頭運行軌道1122141412359Chain tensioning devicePlow track measuring device刨頭行程測量裝置HG 6020Water valveHG 6020型水閥型水閥 HG 6020Water valveHG 6020型水閥型水閥 KE1004Spare unit