1、煤矿安全监测监控系统第一部分安全基本知识第二章 煤矿安全监测监控工的特殊性本章培训与考核要点：了解煤矿作业特点；了解煤矿作业场所常见的危险；了解煤矿安全监测监控工在防治煤矿灾害中的重要作用；掌握对煤矿安全监测监控工的职业道德要求和安全职责要求。第一节 煤矿作业特点 我国大多数煤矿地质条件复杂，绝大多数为井工开采。煤矿井下作业的特点主要表现在以下几个方面：（1）多为井下作业，条件相对艰苦。我国95以上的煤矿是井下作业，井深平均在400m以上，工作环境与地面相比要艰苦得多。（2）地质条件复杂，自然灾害严重。矿井瓦斯、煤与瓦斯突出、水、火、矿尘、破碎顶板及有毒有害气体威胁煤矿安全生产，甚至引发重大安2、全事故。（3）煤矿生产工艺复杂。煤矿井下生产具有多工种、多方位、多系统立体交叉连续作业的特点，采煤、掘进、通风、机电、排水、供电、运输等各系统中，任何一个工种、任何方位或任何一个细小的环节出现问题，都可能酿 成事故，甚至造成重大、特大事故。（4）工人井下作业时间长，劳动强度大。这种情况易使工作人员劳累疲乏、体能下降、反应迟钝，极易产生焦躁情绪；在煤炭生产过程中，还要随时随地与水、火、瓦斯、粉尘、顶板冒落、坠罐和跑车等多种灾害事故做斗争。（5）煤矿事故总量多，重大、特大事故时有发生，容易造成群死群伤。煤矿是工矿企业中事故死亡人数最多的行业。（6）煤矿机械化程度低，安全技术装备水平低。据统计，原国3、有重点煤矿的采煤机械化程度为75.43，综采机械化程度为59.42，综掘机械化程度为15.03。（7）煤矿从业人员结构复杂，综合素质不高。我国煤矿用人过多，整体文化水平低，缺乏自我保护意识和能力，违章作业现象严重。（8）职业危害特别是尘肺病危害严重。第二节 煤矿安全监测监控工在防治煤矿灾害中的重要作用 煤矿安全监测监控是矿井生产中的重要环节，是联系地面和井下的“咽喉”部位，决定着矿井的生产安全。在矿井生产中占有非常重要的地位。防治煤矿灾害，最重要的是事故预防和事故发生后的应急救援。安全监测监控的主要作用是灾害预警和救援协调。安全监测监控工在灾害防治中的作用主要体现在以下几个方面：（1）保障监测4、监控设备的正常运行，发现问题立即处理，自己不能处理的及时上报。（2）加强事故预防工作，严密监控井下作业场所的安全状况，发现事故隐患立即按规定处置。（3）灾害发生后，按照矿救灾指挥部的命令进行协调 处置，确保救灾命令及时下达。（4）发生重大灾害时，安全监测监控工必须保持清醒的头脑，根据指挥部的命令坚守岗位，保证救灾工作的顺利进行。第三节 煤矿安全监测监控工 的职业道德和安全职责 一、安全监测监控工的职业道德 职业道德，是指适应各种职业要求而必然产生的道德规范，是人们在履行本职工作过程中应遵循的与人们的职业活动紧密联系的符合职业特点所要求的道德准则、道德情操和道德品质的总和。它包括职业观念、职业情5、感、职业理想、职业态度、职业技能、职业纪律、职业良心和职业作风等多方面的内容。煤矿安全 监测监控工的职业道德主要体现在以下几个方面：（1）热爱矿山，热爱本职工作。（2）在本质工作中，发扬艰苦奋斗、吃苦耐劳的精神，为煤矿企业发展做出应有的贡献。（3）自觉服从组织和领导的指挥和一切工作的安排，遵守劳动纪律，认真履行岗位职责，勤奋工作，讲究工作效率，以求实、扎实、细致、认真的工作态度，努力完成工作任务和目标。（4）自觉遵守国家法律法规和煤矿企业的各种规章制度，佩戴好劳动防护用品，持证上岗，时刻保持安全生产的警惕性，保护好自身和他人的安全。（5）加强专业技术理论知识的学习，钻研技术，不断提高自己的业务6、能力和专业技术水平，对技术精益求精、勇于创新，争当一名技术精湛、业务熟练的技术骨干和行家里手。（6）在工作中与同事密切配合、和睦相处，建立相互信任、相互尊重、相互配合、相互支持、相互帮助的良好关系，相互交流工作经验，团结协作，集体奋斗，齐心协力，共同做好本职工作。（7）牢固树立“安全第一”的意识，保证安全生产条件，并在确保工程质量的前提下，尽量为煤矿企业节约资金，提高社会效益和经济效益。（8）在工作中，爱护所使用的设备，对设备正确、谨慎地操作，并进行精心细致的检查、维护和保养，及时处理设备故障，使设备处于良好的运转状态。（9）在工作中虚心向师傅、同事学习，学习他们的专业技术和道德品质，弥补自己7、的不足，积极进取，不断提高自身的综合素质。二、安全监测监控工安全生产责任制 （1）认真贯彻落实党的安全生产方针和上级安全指示、指令，严格遵守安全纪律、法规和有关规章制度，对本岗位的安全工作负直接责任。（2）能够熟练的进行监测监控设备各种运行方式的操作及应掌握的检查试验的操作，做到“三知四会”（知设备的结构、性能、安全设施的原理、会操作、会维修、会保养、会排除一般故障），积极参加有关的技术培训，不断学习提高自己的业务水平，持证上岗。（3）按规定及时认真填写各种记录，严禁使用非法定计量单位，字迹要清楚、工整，不得出格或漏填。（4）拒绝违章指挥，保证生产安全。（5）掌握设备的运行情况，对存在的问题及8、时汇报处理，当出现影响安全的情况时，要及时采取有效措施，避免事故发生和扩大，并汇报有关部门。（6）配合维修人员搞好设备的日常检修和停产检修，做好检修后的试运转。（7）负责机房的各种设施、设备的管理及机房卫生，机房内严禁吸烟。（8）强化重要场所的安全管理，严禁闲杂人员出入。第二部分安全技术基础知识第六章 煤矿安全监控系统本章培训与考核要点了解煤矿安全监控系统；掌握煤矿安全监控系统的组成与特点；了解常用的煤矿安全监控系统。第一节 煤矿安全监控系统简介 煤矿安全监控系统是煤炭高产、高效、安全生产的重要保证。它是由单一瓦斯监测、就地断电控制的瓦斯遥测系统和简单的开关量监测模拟盘调度系统发展而来的。这些9、系统监测参数单一，监测容量小，电缆用量大，系统性价比低，难以满足煤矿安全生产的需要。随着传感器技术、电子技术、计算机技术和信息传输技术的发展及其在煤矿的应用，为适应机械化采煤的需要，煤矿安全监控系统已由早期的单一参数的监测系统发展为多参数单方面监控系统，例如环境安全、轨道安全、胶带运输、提升运输、供电、排水、矿山压力、火灾、水灾、煤与瓦斯突出、大型机电设备运行状况等监控系统。环境安全监控系统主要用来监测瓦斯浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、硫化氢浓度、风速、负 压、湿度、温度、风门状态、风窗状态、局部通风机开停、主要通风机开停、工作电压、工作电流等，并实现瓦斯超限声光报警、断电和瓦斯10、风电闭锁控制等。提升运输控制系统主要用来监测罐笼位置、速度、安全门状态、摇台状态、阻车器状态等，并实现推车、补车、提升闭锁控制等。供电监控系统主要用来监测电网电压、电流、馈电开关状态、电网绝缘状态等，并实现漏电保护、过流保护、馈电开关闭锁控制等。水监控系统主要用来监测水仓水位、水泵开停、水泵工作电压、电流、阀门状态、流量、压力等，并实现阀门开关、水泵开停控制等。火灾监控系统主要用来监测一氧化碳浓度二氧化碳浓度、氧气浓度、温度、压差等，并通过风门、风窗控制实现均压灭火控制等。矿山压力控制系统主要用来监测地音、顶板位移、位移速度、位移加速度等，并实现矿山压力预报。煤与瓦斯突出监控系统主要用来监测煤11、岩体声发射、瓦斯涌出量、工作面煤壁温度等，并实现煤与瓦斯突出预报。第二节 煤矿安全监控系统 的组成与特点 一、系统的组成 煤矿安全监控系统一般由传感器、执行机构、分站、电源箱（或电控箱）、主站（含显示器）、打印机、电视墙（或投影仪、模拟盘、多屏幕、大屏幕）、管理工作站、服务器、路由器、UPS电源、电缆和接线盒等组成，如下图所示。二、系统的特点 煤矿井下是一个特殊的工作环境，有易燃可燃性气体和腐蚀性气体，潮湿，有淋水，矿尘大，电网电压波动大，电缆干扰严重，空间狭小，监控距离远。因此，煤矿安全监控系统不同于一般工业监控系统，它具有如下特点：（1）电气防爆。煤矿安全监控系统工作在有瓦斯和煤尘爆炸性环12、境的煤矿井下，因此，煤矿安全监控系统的设备必须是防爆型电气设备。（2）传输距离远。煤矿安全监控系统的传输距离至少要达到10km。（3）网络结构宜采用树形结构。煤矿安全监控系统的传输电缆必须沿巷道敷设，挂在巷道壁上。由于巷道为分支结构，且分支长度可达数千米，因此，为便于系统安装维护，节约传输电缆，降低系统成本，宜采用树形结构。（4）监控对象变化缓慢。煤矿安全监控系统的监控对象主要为缓变量。因此，在同样监控容量下,对系统的传输率要求不高。（5）电网电压波动大，电磁干扰严重。由于空间小，采煤机、运输机等大型设备启停和架线电机车火花等造成电磁干扰严重。（6）工作环境恶劣。煤矿井下除有瓦斯、一氧化碳等易13、燃易爆气体外，还有硫化氢等腐蚀性气体，矿尘大、潮湿、有淋水、空间狭小。因此，煤矿安全监控设备要有防尘、防潮、防毒、抗机械冲击等措施。（7）传感器（或执行机构）宜采用远程供电。煤矿安全监控系统的电源供给，要受到电气防爆要求的限制。由于传感器及执行机构往往设置在工作面等恶劣环境中，因此不宜就地供电。现有煤矿安全监控系统多采用分站远距离供电。（8）不宜采用中间继电器。煤矿井下工作环境恶劣，监控距离远，维护困难，若采用中间继电器则会延长系统传输时间；中间继电器是有源设备，故障率较无中间继电器系统高；在煤矿井下，电源的供给受电气防爆的限制，在中间继电器处不一定好取电源；当采用远距离供电时，需要增加供电芯14、线。因此不宜采用中间继电器。第三节 煤矿常用安全监控系统 一、KJ90型煤矿综合监控系统 （一）主要功能及用途 1.功能及用途 KJ90型煤矿综合监控系统是以工业控制计算机为中心的，集环境安全、生产安全、信息管理、工业图像和多种子系统为一体的分布式全网络化新型煤矿综合监控系统，以其技术的先进性和实用性深受煤矿用户的欢迎，是我国目前推广应用较广、具有一定影响的煤矿监控系统之一。KJ90型煤矿综合监控系统能在地面中心站连续自动监测矿井各种环境参数，并实现网上实时信息共享和发布，每天输出监测报表，对异常情况实现声光报警和超强断电控制。2.主要特点：（1）系统地面中心站监控软件采用模块化面向对象设计技15、术，网络功能强，集成方式灵活，可适应不同规模的需要。（2）支持Windows 9X/NT/WEB环境，操作简单直观纠错能力强。（3）具有独特的三级断电功能，可进行传感器就地断电、分站程控断电、中心站手控断电和分站之间的交叉断电。（4）具有数据密采功能，允许多点同时密采，最小实时数据存储间隔可达1s。（5）可挂接火灾监测子系统、瓦斯抽采监测子系统、电网监测子系统、工业电视系统等，便于统一管理。（6）具有实时多屏多画面显示，最多可带16台显示器，屏幕显示方式可由用户设置组合成不同结构，并可配接大屏幕液晶投影系统。（7）地面中心站监控信息和工业监控图像可通过射频和视频驱动系统进入闭路电视系统。（8）16、网络终端可在异地实现监控系统的实时信息和文件共享、网上远程查询各种监测数据及报表、调阅显示各种实时监视画面等。（9）多种类型的分站可独立工作、自动报警和断电，可自动和手动初始化，具有风电瓦斯闭锁功能。（10）井下监控分站具有就地初始化功能（采用红外遥控方式），当分站掉点后初始化数据不丢失；当井下分站与地面中心失去联系时，分站可自动存储2h的数据。（11）监视屏幕显示生动，具有多窗口实时动态显示能力，画面可由用户编排，交互能力强。（12）具有强大的查询及报表输出功能，可以数据、曲线、柱图方式提供班报、日报、旬报，报表格式可由用户 自由编排。（13）可同时显示6个测点的曲线，并可通过游标获取相应的17、数值和时间，显示曲线可进行横向或纵向放大，同时提供对曲线的分析注释文字编辑框。查询时间段可任意设定。（14）断电控制具有回控指令比较，可确保可靠断电，当监测到馈电状态与系统发出的断电指令不符时，能够实现报警和记录。（15）完善的密码保护体系，只有授权人员才能对系统关键数据进行操作保护。3.数据传输装置 KJ9010型数据传输装置是系统的一个重要部分，用来实现地面中心站监控主机与井下分站之间的电气本安隔离及信号转移，它既支持时分制基带，也可以DPSK方式通讯，通讯速率达2400bit/s。4.监控分站及电源 监控分站及电源是KJ90型煤矿综合监控系统的核心设备之一，具有智能化程度高、功能强、结构18、简洁灵活和系列化等特点，主要完成实时信号采集、预分析处理、现实控制、数据通讯及传感器集中供电等功能，为矿用隔爆兼本质安全型产品，适用于有爆炸性危险的场所。（二）工作原理和主要结构 KJ90型煤矿综合监控系统主要由地面中心站、数据传输接口、网络设备、图形工作站、多媒体网络终端、井下系列化监控分站及电源、各种矿用传感器、控制器及监测子系统等组成。其系统原理框图如下图所示：(三)主要技术指标及系统设备 1.主要技术指标 系统容量 128MB 传输制式 时分基带、DPSK调制 传输速率 2400 bit/s 电缆芯数 4芯 传输距离 20km 模拟量输入 2/4/8 开关量输入 2/4/8 模拟量传感19、器信号制式 15mA 4 20mA 200 1000Hz 分站功能设置 手动 2.系统主要设备 （1）地面中心站：主机为586/166M以上工业机，终端机为P以上，监控软件运行平台为Windows 9X/NT/WEB。（2）数据传输接口：通讯速率为2400bit/s；传输方式为时分制基带或DPSK，电源电压为220VAC；隔离电压为1500V；与计算机接口为标准RS-232C。（3）监控分站与电源：KFD-2型大分站（8个模拟量、8个开关量、8个控制量）；KFD-3型中分站（4个模拟量、4个开关量、4个控制量）；KFD-3B型小分站（2个模拟量、2个开关量、2个控制量）；输入信号制（2001020、00Hz、1 5mA、4 20mA、1/5mA）；模拟量和开关量可任意互换。（4）远程断电器：KDD-，容量36V/5A；KDD-型，容量660V/0.3A；断电距离大于10km。（3）配置的主要传感器 低浓度瓦斯传感器 KG9701型 高浓度瓦斯传感器 KG9001B型 风速传感器 CW-1型 负压传感器 KG9501型 温度传感器 KG9301型 一氧化碳传感器 KG9201型 水位传感器 KJ92型 烟雾传感器 KG8005型 氧气传感器 KG8903型 设备开停传感器 KTC-90型 风门开关传感器 KG92-1型 顶板动态传感器 KG9302型 顶板压力传感器 KG9303型 馈电开21、关传感器 KG9401型 声光报警器 AGS型 二、KJ95型煤矿综合监控系统 1.监测监控系统功能 （1）可以监测瓦斯、风速、负压、一氧化碳、烟雾、温度、风门开关等环境参数，也可以监测煤仓煤位、水仓水位、压风机风压、箕斗计数、各种机电设备开停等生产参数和电压、电流、功率等电量参数，以及输送带跑偏、输送点速度、轴承温度、机头堆煤等各种机电设备的运行情况。（2）可以配接输送带集中控制、轨道运输信息、电子监测等子系统，以实现局部环节的自动化。（3）可以在全监测系统范围内通过便携式调试电话机与地面中心站或分站、传感器之间进行语音通信。（4）工作人员可以在中心站利用鼠标通过PC机CRT上的对话框进行各22、种操作，以便对矿井设备配置和测点进行生成操作。（5）可以方便地在屏幕上绘制各种图形。（6）可以方便地由用户自行生成各类表格。（7）通过主机的RS-232串行口实时地与分站设备进行广播式通信。（8）通过主机的RS-232串行口实时地与模拟盘进行广播式通信。（9）主机上插网卡，即可实现监测系统直接上网。（10）可以配接绘图仪，以便绘制各种图形和监测曲线。（11）可以配接大屏幕或投影机，以便在更大的面积上显示更多的工艺流程模拟图、监测曲线、表格和文字以及主机CRT上所能显示的全部内容。（12）可通过扫描仪输入图像图片资料，并进行图文编辑。（13）对各类报警信息进行处理，并实时地进行存储和报警。（1423、）对监测到的实时数据进行处理，模拟量每2min存储一个平均值，开/停信息按小时计时，累积量按小时计时并存储。（15）通过主机CRT可显示以下信息：系统生成及操作；测点生成及操作；时钟和日期显示；工艺流程模拟图形显示；各测点数据表格显示；模拟量参数的实时值表格，二维或三维柱状图、圆饼图、变化曲线显示；开关量的实时值、累计开/停时间显示；累计量的实时值及累计值显示；各类报警表格曲线；系统相关设备及软件操作说明显示。（16）在井下高智能分站上主要可完成以下功能：实现采煤工作面、掘进工作面以及串联通风情况下的风电瓦斯 闭锁；电网停电后，可继续工作2h；分站上有液晶显示窗口，一次可显示16个汉字和字符；24、可存储24h的瓦斯数据，并能以曲线形式显示出来；该分站可单独使用，也可以作为分站一级设备使用。2.调度通信系统功能 （1）可与地面交换机配接，实现一次等位拨号，或单独采用局间中继入网。（2）系统采用分散铃流，铃流故障时，只影响所在用户电话机。铃音有两种，即符合和单音，易识别来自地面交换机（复合音）和程控调度交换机（单音）的振铃。（3）调度台上有24位数字显示，每个键有红绿灯对位显示，运行状态清晰，操作方便。话机有16位键，其中4位是功能键。（4）有单呼、群呼、全呼及单扩、群扩、全扩等功能。（5）有会议调度功能，可召开小型、大型及全体会议。（6）除具有强入、强拆、通话监听业务外，还具有话机监听功25、能。（7）有禁止功能。（8）有语言信箱功能。（9）具有用户线路查询功能。（10）紧急状态下实现双向呼叫，并可录音、及时与调度室扩音监听。（11）具有无需用户按话机的免提键。（12）交换机的输出端子位本安型，无需通过外接耦合器等防爆安全装置。（二）主要技术参数 KJ95型煤矿综合监控系统的主要技术参数：系统容量 255MB 传输制式 时分基带光纤CMI半双工 传输速率 1200bit/s，光纤3002400bit/s 电缆芯数 2芯 传输距离 15km 模拟量输入 8/16 开关量输出 6 模拟量传感器信号制 200 1000Hz 分站功能设置 手动 （三）系统组成及工作原理 调度通信系统主要由26、程控交换机、操作台、传输电缆、和井下扩音自动交换机等设备组成。第七章 煤矿安全监测传感器本章培训与考核要点了解传感器的基本知识；掌握甲烷检测传感器、一氧化碳传感器、氧气传感器、风速传感器、压差传感器和开关传感器等传感器的特点、功能及工作原理等。第一节 传感器 一、传感器简介 传感器是一种借助于敏感元件，对被测物理量（一般为非电量）进行检测和信号变换，输出模拟量信号或开关量信号的装置。传感器主要由敏感元件、转换元件、测量及交换电路和电源等组成，如下图所示。在矿井监测领域又将敏感元件和转换原件统称为传感元件。二、基本概念 1.量程 量程是指传感器正常工作时的最小输入值与最大输入值之间的范围。2.精27、确度 精确度是精密度和准确度两者意义的总和。3.灵敏度 表明传感器在稳态工作时输出增量对输入增量的比值称为灵敏度。4.线性度 线性传感器测出的输入、输出曲线与某一规定直线不吻合的程度，称为非线性误差，或称为线性度。5.回滞 回滞是指输入量在进程和回程时，输入、输出关系特性曲线不一致的程度。6.稳定性 传感器的稳定性，一是指传感器测量输出值在一段时间内的变化，用所谓的稳定度表示；二是指在传感器外部环境和工作条件变化时而引起输出值的不变化，用影像量表示。7.重复性 重复性是指传感器沿同一方向变化时，在全量程范围内连续进行多次测试，所得到的各特性曲线重复程度。三、常用煤矿安全监测传感器类型 常用煤矿28、安全监测传感器有甲烷检测传感器、一氧化碳传感器、氧气传感器、烟雾传感器、风速传感器、压差传感器、温度传感器、开关量传感器等。第二节 甲烷检测传感器 煤矿常用的甲烷传感器，按检测原理可分为催化燃烧、热导、气敏半导体、红外探测技术等。一、催化燃烧式甲烷传感器 催化燃烧式甲烷传感器的检测原理为：传感元件（含敏感元件，以下同）表面的甲烷（或可燃性气体）在催化剂的催化作用下，发生无焰燃烧，放出热量，使传感元件温度上升，进而使传感元件电阻变大，通过测量传感元件的电阻变化就可测出甲烷气体的浓度。催化燃烧式甲烷传感元件有铂丝催化元件和载体催化元件两种。二、热导式甲烷传感器 热导式甲烷传感器的工作原理是利用甲烷29、的热导率高于新鲜空气的热导率，通过热敏元件测量甲烷空气混合物 热导率的变化，进而测得甲烷空气混合物浓度的变化。由于气体的热导率随温度的增大而增大，因此，环境温度的变化也将影响热导式甲烷传感器的测量精度，热导式甲烷传感器必须对环境温度进行补偿，并保持气室温度恒定。热传导、热对流和热辐射决定了气室内的热交换，当温度不高时，热交换主要取决于热传导和热对流。并且气室尺寸和气体流速对对流的影响，会进一步造成对热导式甲烷传感器测量值的影响。空气中甲烷浓度的微量变化很难通过甲烷空气混合物热导率的变化测得，因此，热导式甲烷传感器目前主要用于高浓度甲烷检测。三、KG9701型智能低浓度甲烷传感器 1.功能及特点30、 主要用于监测煤矿井下环境气体中的甲烷浓度，是煤矿预防瓦斯突出和瓦斯爆炸必不可少的测量仪表。它可以连续自动地将井下甲烷浓度转换成标准电信号输送给关联 设备，并具有就地显示甲烷浓度值、超限声光报警等功能。具有性能稳定、测量精确、响应速度快、结构坚固、易使用和易维护等特点，并且增加了遥控调校、断电控制、故障自校自检等新功能。2.主要技术指标 测量范围：04.00CH4（010.00CH4）测量精度：01.00CH4，0.10CH4 1.00 2.00 CH4，0.20CH4 2.00 4.00 CH4，0.30CH4 4.00 10.00 CH4，8.00真值（相对误差）元件检测反应速度：20s 31、调校周期：1个月 使用寿命：1.5a 信号带负载能力：0 400欧姆 报警方式：二级间歇式声光报警，85dB（A），能见度20m 报警点范围：0.5 2.5 连续可调 采样方式：限制扩散式 整机工作电压：9 24V DC 传输距离：3km（供电18V DC，使用1.5m截面铜芯电缆）输出信号:200 1000Hz、1 5mA DC 防爆型式：Exibd I矿用本质安全兼隔爆型 四、KG9001B型智能高浓度甲烷传感器 1.功能及特点 主要用于监测高瓦斯煤矿井下环境气体中的甲烷浓度，可以连续自动地将井下甲烷浓度转换成标准电信号输送给关联设备，并具有就地显示甲烷浓度值和超限声光报警等功能。具有性能32、稳定、测量精确、响应速度快，结构坚固、易使用和易维护等特点。增加了遥控调校、断电控制、故障自校自检等新功能，大大节约了使用与维护费用。2.主要技术指标 测量范围：0 100.00 CH4 测量精度：01.00CH4，0.10CH4 1.00 2.00 CH4，0.20CH4 2.00 4.00 CH4，0.30CH4 4.00 40.00 CH4，8.00 40.00 100.00 CH4，10.00真值（相对误差）元件检测反应速度：30s 调校周期：1个月 使用寿命：1.5a 信号带负载能力：0 400欧姆 报警方式：二级间歇式声光报警，80dB（A），能见度20m 报警点范围：0.5 2.33、5 连续可调 采样方式：扩散式 整机工作电压：9 24V DC 整机工作电流：70 mA DC 传输距离：2km（供电18V DC，使用1.5m截面铜芯电缆）输出信号:200 1000Hz、1 5mA DC 防爆型式：Exibd I矿用本质安全兼隔爆型 3.使用方法 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甲烷气体对传感器进行标校。在使用过程中，每3周对传感器标校一次。五、GJG10H型智能红外甲烷传感器 1.功能及特点 主要由于监测煤矿井下环境气体中的甲烷浓度，采用国际最新非色散红外探测（NDIR）技术研制而成的新一代测量仪表，是34、煤矿预防瓦斯突出和瓦斯爆炸的更新换代产品。可以实现井下甲烷浓度的实时测量，具有就地显示甲烷浓度值和超限声光报警等功能，并且能够连续自动地将井下甲烷浓度转换成标准电信号输送给关联设备。具有测量准确、反应速度快、标定周期长、不受其它气体影响、测量范围宽、功耗低、使用寿命长等特点。仪器软件上采用智能化设计，易于维护和调校，大大节约仪器的使用与 维护费用。2.主要技术指标 测量范围：0 10.00 CH4 分辨率：0.01 CH4 测量精度：01.00CH4，0.10CH4 1.00 2.00 CH4，0.20CH4 2.00 4.00 CH4，0.30CH4 4.00 10.00 CH4，8.00真35、值（相对误差）元件检测反应速度：20s 调校周期：1个月 使用寿命：5a 信号带负载能力：0 400欧姆 报警方式：间歇式声光报警，85dB（A），能见度20m 报警点范围：0.5 2.50 连续可调 断电点范围：0.5 2.00 连续可调 采样方式：限制扩散式 整机工作电压：9 24V DC，18V DC/51mA 传输距离：3km（供电18V DC，使用1.5m截面铜芯电缆）输出信号:200 1000Hz、1 5mA DC（均线性对应0.00 1.00 CH4）防爆型式：Exibd I矿用本质安全型 第三节 一氧化碳传感器 井下空气中一氧化碳较高时，会使人中毒，同时，一氧化碳浓度又是预测和36、监测煤炭自然发火、胶带输送机火灾等的主要技术指标。因此，一氧化碳监测是矿井安全监测的主要内容之一。一氧化碳传感器按其工作原理可分为电化学式和红外吸收式等。一、电化学式一氧化碳传感器 电解质溶液与电极间发生化学能与电能之间的转换称为电化学反应。电化学反应是氧化还原反应。不同物质的氧化还原反应必须在一定的电极电位下进行。如果阳极电 位高于氧化还原的可逆电极电位，则这个电对中的还原物质被氧化，反之，这个电对中的氧化物质被还原。二、红外线吸收式一氧化碳传感器 不同原子结合成的气体分子对特定波长的红外线具有吸收能力，其吸收波长取决于原子种类、原子核质量、结合强弱、光谱位置等。当气体压力、气室长度、入射光37、强一定时，气体对特定光的吸收强度取决于气体分子浓度。三、KGA3型煤矿用电化学式一氧化碳传感器 1.功能及特点 KGA3型煤矿用电化学式一氧化碳传感器是矿用连续检测矿井下一氧化碳浓度的高精度仪表。该传感器能够实时地测量并且显示矿井下的一氧化碳浓度，而且根据浓度值的大小产生声光报警信号，输出与一氧化碳浓度相对应的模拟信号；能在具有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井内，对煤层自然发火、机电设备、运输机胶带事故等多种因素可能引发火灾和爆炸事故进行早期的预测和预报。该传感器 可以与煤矿监测系统相兼容，也可以独立使用于多种矿用火灾检测系统。主要特点为：（1）传感器使用国外的进口检测元件，采用新型的单片微机和高集成38、度数字化电路，电路结构简单，调试和维护方便。（2）具有红外遥控调校零点、灵敏度、报警点等功能，使得传感器的调校特别方便。（3）传感器具有自检测功能，使得仪表的使用和维护更加简单。2.传感器使用条件 （1）环境温度：040；（2）相对湿度：98（25）；（3）大气压力：80110kPa；（4）风速：08m/s；（5）无显著振动和冲击的场合；（6）煤矿井下有爆炸性混合物，但无破坏绝缘的腐蚀性气体的场合。3.主要技术参数 防爆型式：矿用本质安全型 防爆标志：Exib I 量程：（0 200）106或（0 500）106或（0 1000）106 基本误差：（0 50）106，4 106 （50 20039、）106，（4 3测量值）106 （200 1000）106，（4 5测量值）106 传感器电源：直流12 18V 遥控器电源：普通干电池2节 工作电流：50mA DC 过载范围：150%响应时间：40s 报警方式：间歇式声光交替 输出信号：2001000Hz频率，加1k欧姆电阻输出幅度大于5V 通气流量：200mL/min 结构参数：外形尺寸280mm 180mm 68mm 4.安装和使用方法 一氧化碳传感器应布置在巷道的上方，不影响行人和行车，垂直悬挂，距离不得大于3000mm，距巷壁不得小于200mm。将传感器按正确的接线方法接线后方可通电，通电30min，使传感器进入稳定状态后，传感器40、显示值为一氧化碳的浓度值。注意：固定支架应牢固可靠，传感器应垂直固定，安装地点应无淋水，安装时应防止剧烈冲击和震动。第四节 氧气传感器 煤矿中检测氧气常用的方法主要有气相色谱法、电化学法和顺磁法。现在常用的是电化学法。由于透过薄膜的氧气量与氧气压力有关，故大气压力对输出电流的大小有影响，当使用地点与标准地点大气压力有较大差异时，特别是在开采深度较大的矿井中测定时，其值应进行修正。另外，温度对仪器的指示也有一定的影响，需用热敏电阻或者其它方法进行补偿。仪器的使用环境温度为040。一、AY-1型氧气检测仪 1.概述 AY-1型氧气检测仪主要用于煤矿井下各类环境中 氧气浓度的测定。该氧气检测仪为本质41、安全型。2.主要技术指标 测量范围：0 25 O2 基本误差（不含温度变化影响）：1%O2 温度变化影响：10 40时，1.5%O2 0 10时，3.5%O2 响应时间：20s 测氧燃料电池电动势：750mV 测氧元件端电压：120mV 测量元件工作寿命：6个月 环境温度：0 40 相对湿度：98%外形尺寸：125mm62mm 40mm 质量：300g 3.使用、检测 （1）使用前的准备 该仪器出厂时氧气扩散孔处于被密封状态，检测仪指示值在21%O2以内。因此，使用前应先旋下密封盖，此时电表指示值如迅速回升到接近21%O2，证明仪器工作正常。电表机械零位的调整。为了消除仪器在运输过程中因振动而42、引起的电表机械零位的变化，在第一次使用前应对机械零位进行检验。（2）标准值（21%O2）的调整。为了保证仪器的测量精度，使用前应进行标准值的调整，即以新鲜空气为标准，通过调节仪器指示值的调准电位器旋钮可将指示值调准在21%O2。由于该仪器的使用受气压的影响，因此，标准值最好在井下接近使用深度、温度的条件下的新鲜空气中调准。（3）检测方法。仪器经零位和标准值调准后即可用于检测。仪器的采样方式有两种，即自然扩散和气球吸入两 种方法。自然扩散测量。只要将仪器置于被测气体环境，就能迅速指示出氧气浓度值。气球吸入测量。当测量管道密闭区或高顶部分的氧气浓度，仪器的探头不能直接接触被测气体时，可利用附件采样43、器，用气球将被测气体连续输入仪器的扩散孔内，约1min后即可读出氧气浓度值。（4）注意事项 仪器出厂后，由于测氧元件一直与大气中的氧气接触，并开始起化学反应，其使用寿命，工厂一般保证为出厂后8个月内有效，因此，用户收到仪器后应立即开箱使用，不要闲置。仪器读数时应尽量处于水平位置，否则将会引起较大的误差。当仪器由较低温度处拿到较高温度处时，空气中的水蒸气将在测氧元件表面产生一层水珠而影响氧气的渗透,使仪器产生较大的测量误差。测氧元件是该仪器的关键器件，用704胶封在元件密封盒内，一般情况下不得随意开封，更不得用坚硬锐器碰触，以免损伤测氧元件。二氧化碳能引起测氧元件内的电解液碳酸化，以致降低测氧元44、件的使用寿命。因此，仪器在使用、保管中应避免长期接触CO2气体。当仪器在新鲜空气中调准电位器，并且电路正常的情况下如果出现指示值大于25%O2或标准值调不到21%O2时，则说明测氧元件使用寿命已到或失效，应重新更换测氧元件。当测氧元件失效时，应打开仪器后盖取下连线，换上新元件后接好连线，并将扩散孔处的密封盖旋下，电表指针即迅速指示接近21%O2。此时证明元件工作正常，仪器可以投入使用。二、GY25型矿用氧气传感器 1.功能 GY25型矿用氧气传感器是煤矿智能式本质安全型传感器，可广泛用于矿井中需要测量氧含量的场所。具有连续检测、数字显示、电信号输出等功能。与矿井监测系统配套使用，可实现遥测与检45、测自动化。2.主要技术指标 测量范围：0 25%O2 测量误差：25%O2FS 输出信号：200 1000Hz 工作电源：18V DC（矿用隔爆兼本质安全电源）工作电流：100mA 工作方式：扩散式连续工作 响应时间：60s 环境条件：环境温度0 40，相对湿度95%，大 气压力86 106kPa 防爆型式：Exib I矿用本质安全型 输出信号可根据用户要求另行设置。第五节 火灾探测器 早期发现火灾隐患及判断火灾位置对火灾扑救工作有十分重要的意义，特别是外因火灾，及时进行扑救不仅能够避免矿井更大的经济损失，而且能有效防止风流紊乱，避免事故扩大造成人员伤亡。对火灾的探测，是以物质燃烧过程中产生的46、各种现象为依据，以实现早期发现火灾为前提。因此，根据物质燃烧过程中发生的能量转换和物质转换所产生的不同火灾现象与特征，产生了不同的火灾探测方法。一、火灾探测方法 1.空气离化探测法 空气离化探测法是利用放射性同位素释放的射线将空气电离，使腔室（一般称为电离室）内空气具有一定的导电性；当烟雾气溶胶进入电离室内，烟粒子将吸附其中的带电离子，产生离子电流变化。此电流变化与烟浓度有直接关系，并可用电子探测器加以检测，从而获得与烟浓度有直接关系的电信号，用于确认火灾和报警。2.光电感烟探测法 光电感烟探测是根据光散射定律（轻度着色的粒子，当粒径大于光波长时将对照射光产生散射作用）工作的；它是在通气暗箱内47、用发光元件产生一定波长的探测光，当烟雾气溶胶进入暗箱时，其中粒径大于探测光波长的着色烟粒子将产生散射光，通过置于暗箱内并与发光元件成一夹角（90 135）的光电接受元件收到的散射光强度，可以得到与烟浓度成正比的信号电流或电压，用以判 段火灾和报警。3.热（温度）检测法 热（温度）检测法是根据物质燃烧释放出的热量所引起的环境温度升高或其变化率（升温速率）大小，通过相应的热敏元件（如双金属片、膜盒、热电偶、热电阻等）和相关的电子器件来探测火灾现象。4.火焰（光）探测法 火焰（光）探测法是根据物质燃烧所产生的火焰光辐射，其中主要是红外光辐射或紫外光辐射，通过相应的红外光敏元件或紫外光敏元件和电子系统48、来探测火灾现象。5.可燃气体探测法 可燃气体探测法主要用于对物质燃烧产生的烟气体或易燃易爆环境泄漏的易燃气体进行探测。这类探测方法是利用各种气敏元件及其导电机理或利用电化学元件的特性 变化来探测火灾与爆炸危险性，根据使用的气敏元件不同分为热催化型、热导型、气敏型和三端电化学型四种。其中，热催化型是利用可燃气体在有足够氧气和一定高温条件下，发生在铂丝催化元件表面的无焰燃烧，放出热量并引起铂丝元件电阻变化，从而达到探测的目的。热导型是利用被测可燃气与纯净空气导热性的差异和在金属氧化物表面燃烧的特性，将被测气体浓度转换成相应热丝温度或电阻的变化，达到探测的目的。气敏型是利用灵敏度较高的气敏半导体元件49、吸附可燃气体后电阻变化的特性来达到探测的目的。三端电化学型是利用恒电位点电解法，在电解池内设置三个电极并施加一定的极化电压，以透气薄膜将电极和电解液与外部隔开，当被测气体透过薄膜达到工作电极时，发生氧化还原反应，从而产生与气体浓度成比例的输出电流，用于探测的目的。通常，热催化型和热导型不具有气体选择性，常以体积百分浓度表示气体浓度；而气敏型和电化学型具有气体选择性，并以摩尔浓度表示气体浓度，适于气体成分检测或低浓度测量。二、火灾探测器形式 根据不同的火灾探测方法和各类物质燃烧时的火灾探测要求，可以构成各种形式的火灾探测器，并可按待测的火灾参数分为感烟式、感温式、感光式（或光辐射式）火灾探测器和50、可燃气体探测器，以及烟温、烟光、烟温光等复合式火灾探测器。煤矿常用的是烟雾传感器。三、BYT3270型烟雾传感器 1.功能及特点 BYT3270型烟雾传感器为矿用本质安全型监测仪器。该仪器主要用于井下易发生火灾的区域，如泵站、变电所、运输巷道、辅助通风机房等，对这些区域的火情进行烟雾监测。该烟雾传感器为离子感烟式传感器。当有烟雾通过通风孔进入探头时，放射源的离子流因烟雾的影响而发生变化，致使电路平衡受到破坏，因而探头有信号输出。传 感器控制电路接收到信号后，通过复位延迟滤波器约2s后使发光二极管导通，并通过复位计时器使发光二极管间断地闪亮，发出声光报警。与此同时，输出继电器RL1也间断地吸合与51、释放，使其常开与常闭触电输出信号。2.主要技术参数 额定工作电压：12（1 10%）V DC 额定工作电流：10mA（正常状态），25mA（报警状态）工作方式：连续监测 使用环境气流速度：03m/s,0 8m/s（加风罩）环境温度：-5 40 相对湿度：95%（最大不凝结）外形尺寸：190mm190mm350mm 质量：5kg 3.安装、使用与维护 （1）如下图所示，将传感器输入端与电源接通。传感器与供电电源之间的连续电缆的电感量与其电阻比值不得超过30H/，或电感量不得超过40H。电缆应选用外径为7.8mm、截面积为0.3m3以上、具有屏蔽层的橡套软电缆。（2）如下图所示，将输出控制电缆接入52、。输出控制线应选用外径为7.8mm、截面积为0.75 m2以上的屏蔽橡套软电缆。（3）连接无误后，检查仪器控制电路是否正常，检查方法是：将磁检验器贴紧辐射警告标志牌，约2s后，发光二极管闪烁，说明传感器控制电路工作正常。4.使用要求 （1）传感器应设在被监控区危险点烟雾经过的通道中。（2）传感器应垂直悬挂，其底部至顶板距离为0.75m。（3）一般情况下，传感器应置于高危险点顺风向3050m处，如考虑到烟雾的可能流向或改变方向，可在距第一台传感器下风向30m处放置第二台传感器。特殊情况下可按技术人员的指导进行设置。（4）对于风速在0 3m/s之间的情形，本仪器可作常规使用；对于风速在38m/s之53、间的情形，本仪器必须使用风罩。（5）任意台数的传感器可并联在网络上。在任何情况下，实际连接的传感器台数仅受所用电源的限制，但总电缆网络的电容值不得超过5F。5.注意事项：（1）传感器输出触电仅能控制鉴定合格的本质安全型电路。（2）接通电源时必须注意极性，否则熔断器将会烧毁。在更换熔断器时，只能用厂方提供的熔断器，或图样上所规定的相同型号的熔断器。（3）当需使用风罩时，箭头方向应为风流方向，否则会影响仪器使用性能。（4）化学烟雾不能用来检查传感器。（5）传感器不得在井下打开。（6）传感器探头不允许用户拆开，如其内部由于灰尘过多而不能使用时，可送回厂方处理。6.维修与保管 （1）传感器在使用过程中54、应定期检查，看其工作是否正常。（2）保持仪器清洁，如防护外壳灰尘过多，有碍烟雾进入，使仪器灵敏度降低，一般可用真空吸尘器或其他方 法将灰尘清除，但防止在清除过程中误将灰尘吹入探头内。（3）不使用的仪器应放于-540、相对湿度小于85%的室内，室内空气中不应有腐蚀性气体。第六节 温度传感器 煤矿井下环境温度除了影响矿工的工作效率和身心健康外，还是煤炭自燃发火的重要指标之一。因此，矿井环境温度是矿井安全监测监控的重要内容之一。一、热电偶式、热电阻式与热敏电阻式温度传感器 热电偶式温度传感器是将两种不同材料的导体连接在一起，形成一个闭合回路。当这种不同材料导体的两个结点（冷端和热端）之间存在温差时，55、就在两者之间产生电动势，在回路中形成相应大小的电流。热电阻式温度传感器是利用导体电阻随温度的变化而变化的原理来测量温度的。热敏电阻式温度传感器是利用半导体热敏电阻随温度变化而变化的原理来测量温度的。热敏电阻可分为正温度 系数（PTC）和负温度系数（NTC）两种。二、半导体温度传感器 半导体温度传感器是利用半导体PN结正向电压随温度变化而变化的特性来测量温度的。半导体二极管正向电压温度特性，如下图所示：利用半导体三极管基极发射极电压Ube温度特性及外接电路，就可测得环境温度的变化。集成电路传感器AN6701、AD590等就是将晶体管电路与恒源流电路、放大电路等集成在一个芯片上。因此，半导体温度传56、感器具有体积小、功耗低、响应快、线性度好、抗干扰能力强等优点，在矿井安全监控系统中获得了广泛的应用。三、红外温度传感器 任何物体只要温度高于绝对零度（-273），就会产生红外辐射，其辐射功率P随物体温度增高而增大。P=T4 式中 常数，=5.669710-12，W/(cK4)T 物体的热力学温度，K；比辐射率，绝对黑体=1.0，非绝对黑体0 1.0。因此，可通过热敏电阻或光敏电阻测量红外辐热功率计算出物体的温度。红外测温具有测量灵敏度高、反应速度快、测温范围广、非接触测温、不影响被测温度场分布等优点。四、光纤温度传感器光纤温度传感器的工作原理较多，利用半导体才料吸收光谱特性随温度变化的原理研制57、出的装有GeAs(砷化锗)CdTe(碲化镉）等晶片的光纤温度传感器是其中的一种 半导体GeAs、CdTe对于波长小于g（g由半导体本身性质决定）的光几乎部吸收，并且随着温度的升高，g增大。因此，在发送光纤和接收光纤之间放入上述半导体晶片，在入射光强一定的情况下，通过测量接收光纤输出光信号的强弱，就可间接测得温度。五、KG9301型温度组合式传感器 1.功能及特点 KG9301型传感器采用高分子电解质电容敏感元件感湿及半导体敏感元件测温原理，全不锈钢外壳，双色发光二极管指示（绿：湿度;红：温度）监测参数，结构紧凑。该传感器为矿用本质安全型，适用于煤矿井下或地面较恶劣环境的条件下，同时监测湿度和温58、度两个参数。能就地交替显示湿度、温度值，连续输出湿度及温度两路信号。它的测量范围宽，性价比高，轻便结实，寿命长，稳定可靠，可与KJ90、KJ4、KJ1、TF200等监控系统配套使用。2、主要技术指标 湿度：0100%RH 温度：040 测量误差：湿度3%RH(30%95%RH)温度 0.4 工作电压、电流：1224V，80mA DC 防爆类型：ib I(+150)本质全型 3.使用方法：将电缆的插头插入传感器下端左侧的多苾插座上，再将传感器与监测系统分站用专用电缆连接好，则传感器发光二极管应亮，并交替显 温度、湿度地址和测量值，同时连续输出温度及湿度两路信号，投入正常运行。第七节 风速、压差传59、感器 在煤炭开采的过程中，总有瓦斯涌出。及时准确地测定巷道风速，经济合理地调整风速、风量，对保证井下良好的作业环境、防止瓦斯及自然发火事故具有非常重要的意义。因此，对矿井风速的监测是矿井监控的主要内容之一。常用的矿井风速传感器主要有超声波施涡式和超声波时差式两种。压差传感器主要用于连续监测矿井通风总负压、矿井风机差压、井下风门两侧压力差、矿井密闭墙内外压力差和风筒内外压力差等，是矿井通风安全参数测量的重要仪表，一般要求与各种监测系统配套使用。一、超声波旋涡式风速传感器 超声波旋涡式风速传感器首先将风速转换成与风速成正比的旋涡频率，然后通过超声波将旋涡频率转换成超声波脉冲，再将超声梁上君子脉冲转60、换成电脉冲，从而测得风速。由于超声波旋涡式风速传感器具有寿命长、易维护、成本低等优点，因此在矿井监控系统中获得广泛应用。超声波旋涡式风速传感器优点；（1）无运动部件，无机械磨损，性能稳定，使用寿命长，适于连续运行。（2）输出信号就是与风速呈线性关系的脉冲频率信号，原理上没有零点漂移，且敏感元件灵敏度变化不会直接影响输出，测量精度高。（3）输出信号不受流体特性（湿度、温度、压力、密度、矿尘、黏度等）影响。（4）响应迅速，能辩别风向。二、超声波 时差式风速传感器 超声波时差式风速传感器是利用超声波的时差来测定风速的。超声波时差式风速传感器具有如下优点：（1）属于非接触式，无机械传动，因为不干扰流体61、的状态，不影响测试点的风速分布。（2）只基于时间、距离和角度的检测，因而不受流体压力、温度和湿度的影响。（3）使用寿命长，性能稳定，转换精度高。缺点是结构复杂，造价高，体积大。三、FS-1型超声波旋涡风速传感器 1、概述 超声波旋涡风速传感器是对风速进行测量的仪器，其结构简单，无可动部件，精度高，性能稳定，使用寿命长，并且具有很宽的量程比。2 2、主要技术指标、主要技术指标 防爆型式：本质安全型防爆型式：本质安全型 测量范围：测量范围：0.40.415m/s15m/s 信号输出（信号输出（DCDC）:01V,0100mV,0160mV:01V,0100mV,0160mV 电流：电流：1530m62、A1530mA 耗电功率：耗电功率：2W2W 发射电压：发射电压：911V911V 测量精度：测量精度：0.1m/s+2%0.1m/s+2%风速值风速值 测头导线：测头导线：5m5m（屏蔽电缆）（屏蔽电缆）环境温度环境温度:040:040 相对湿度相对湿度:95%95%3%3%3 3、故障与修理、故障与修理 （1 1）液晶显示器无显示模拟信号输出为零。这是由于电）液晶显示器无显示模拟信号输出为零。这是由于电源接反使三端稳压器源接反使三端稳压器W7812W7812击穿损坏，或电源与模拟信号输击穿损坏，或电源与模拟信号输出端接错，电路未加上工作电压。出端接错，电路未加上工作电压。（2）液晶显示器在63、风速为零时，显示不为零，但显示周期符合要求，即显示周期为4S,其中1S计数，3S显示测量值。这是由于电源负极与隔爆箱外壳的连接全属片接触不良所致，此时可用万用表检测印刷电路板地线与隔爆外壳是否接通。（3）液晶显示正常，而模拟信号输出为零。此时说明接收电路和整形电路工作正常，问题出在频率一电压转铁电路中，应检查电路是否有元件损坏或脱焊现象。（4）液晶显示器为零或不为零，而模拟信号正常，这种现象说明时间控制部分出现故障。另外，当秒基准号发生器防潮处理不好时，会使它的输入阴抗下降，电路停振，没有32 768HZ方波脉冲输出，使得时间控制电路没有归零信号和计数控制信号输出。此时，只要将电路板烘干，再涂64、好防潮漆后，电路即可正常工作。（5）液晶显示器显示及模拟信号输出皆为零。出现这种故障的原因很多，如发射电路，接收电路和整形电路出现故故障的原因很多，如发射电路，接收电路和整形电路出现故障时，都会出现现象。在检查时，应首先用高频信号发生器障时，都会出现现象。在检查时，应首先用高频信号发生器给接收电路的输入端输入给接收电路的输入端输入1 12mV2mV的载波调幅信号，观察其的载波调幅信号，观察其接收电路和整形电路工作是否正常，并且检查发生电路工作接收电路和整形电路工作是否正常，并且检查发生电路工作状态是否正常，如果发射电路、接收电路、整形电路都正常，状态是否正常，如果发射电路、接收电路、整形电路都65、正常，则故障是在下述两种情况下发生的：则故障是在下述两种情况下发生的：测头连接电缆破裂、换能器密封不良而进水引起受潮，测头连接电缆破裂、换能器密封不良而进水引起受潮，使换能器输入阻抗降低，这时，应用示波器测量发射电压和使换能器输入阻抗降低，这时，应用示波器测量发射电压和接收电压，如发射电压比接收电压，如发射电压比11V11V小得多，则是由于发射换能器小得多，则是由于发射换能器进水所致，如接收换能器电压比进水所致，如接收换能器电压比1 12mV2mV小得多，则是由于小得多，则是由于接收换能器进水受潮所致。这时只要将其烘干，重新将破裂接收换能器进水受潮所致。这时只要将其烘干，重新将破裂点密封好，即66、可恢复正常工作。点密封好，即可恢复正常工作。换能器焊点脱焊，无论是发射换能器还是接收换能器换能器焊点脱焊，无论是发射换能器还是接收换能器焊点脱焊时，都没有接收电压输出，并且很难用仪器直接焊点脱焊时，都没有接收电压输出，并且很难用仪器直接测出，测试时，如换能器的输出电压曲线没有选频特性，则是由于换能器焊点脱焊，这时应重新更换测头或送回生产厂修理。（6）液晶显示器出现严重漏液，这是由于液晶显示器老化或液晶显示驱动信号电路损坏所致。应检查液晶显示驱动电路，如电路元件损坏应立即更换，并应更换新的液晶显示器。四、GF型风流压力传感器 1.工作原理和主要结构 该传感器采用压阻应变测力原理，由光刻扩散硅压敏67、式桥路等组成，全不锈钢外壳，轻便结实，操作简便。适用于煤矿井下巷道及瓦斯抽采管道负压（差压）的连续实时监测，是监测风压变化、保证矿井正常通风、配风及瓦斯抽采管路安全，监测采空区漏风，保证密闭质量的重要传感器。可输出多种信号制供选用，能在有瓦斯煤尘爆炸危险的场所续工作。2.主要技术指标 型号型号:GF5F(A):GF5F(A)型、型、GF5Z(A)GF5Z(A)型、型、GF100F(A)GF100F(A)型、型、GF100Z(A)GF100Z(A)型型 测量范围：测量范围：0 00.5/1/25/10/100kPa0.5/1/25/10/100kPa 测量误差：测量误差：1%F1%F S S 输68、出信号：输出信号：200 200 1000Hz1000Hz，1 1 5mA DC5mA DC，0 0 5V5V，4 4 20mA DC20mA DC等等 工作电压：工作电压：9 9 24V DC24V DC 工作电流：工作电流：60mA DC60mA DC 显示方式：三位半显示方式：三位半LEDLED显示数字显示数字 防爆型式：防爆型式：Exib IExib I矿用本质安全型矿用本质安全型 3.3.使用方法使用方法 将传感器与分站用电缆连接在一起，预热将传感器与分站用电缆连接在一起，预热30min30min。用气。用气管连接传感器管连接传感器“+”+”、“-”-”气嘴，并将气嘴，并将“+”+”69、“-”-”气管另一气管另一端分别置于所测的高低气压处，传感器即可正常工作。端分别置于所测的高低气压处，传感器即可正常工作。第八节 开关量传感器 在煤矿监控系统中，开关量监测的地位和比重随着生产自动化水平的提高，在工况、生产监控方面发挥着十分重要的作用。煤矿监控系统采用的开关量传感器主要有设备开停、风门开闭、馈电开关状态、风筒开关、温湿度控制、有烟无烟、电流电压控制等。开关量的检测原理分为直接式和间接式两类。直接式是指在电气上与负荷设备直接联系，从供电网路上直接获取信号，如用电流互感器、电压互感器检测有无电信号输出等。间接式是指在电气上与负荷设备不发生直接联系，如电磁感应原理、霍尔原理，测温原70、理、测磁原理，光电原理、接近（电感）原理等。一、机电设备开一、机电设备开/停传感器停传感器 随着煤炭生产自动化水平的提高，在煤矿井下运行的机电随着煤炭生产自动化水平的提高，在煤矿井下运行的机电设备愈来愈多，随之而来的是如何科学地管理这些设备，提高设备愈来愈多，随之而来的是如何科学地管理这些设备，提高设德的工作效率，保证煤矿的安全生产。对机电设备工作状态设德的工作效率，保证煤矿的安全生产。对机电设备工作状态的监测成为煤矿安全生产监测监控系统必备的功能，实现这一的监测成为煤矿安全生产监测监控系统必备的功能，实现这一功能的传感器功能的传感器设备开设备开/停传感器便成为此类系统必不可少的停传感器便成为71、此类系统必不可少的装备。机电设备开装备。机电设备开/停传感器主要有辅助触点型和电磁感应型两停传感器主要有辅助触点型和电磁感应型两种。种。辅助触点型开关量传感器是利用机电设备的接触器或继电器中辅助触点型开关量传感器是利用机电设备的接触器或继电器中没有被其他电气设备使用的辅助触点的闭合状况来反映机电设没有被其他电气设备使用的辅助触点的闭合状况来反映机电设备的开停状况，这些辅助触点可以是常开触点，也可以是常闭备的开停状况，这些辅助触点可以是常开触点，也可以是常闭触点，其监测原理如下图所示：触点，其监测原理如下图所示：电磁感应型开关量传感器是通过测量向机电设备馈电的电缆周围有无磁场存在，来间接地监测设72、备的工作状态。其工作原理是：向机电设备供电的三芯电缆中的三相电流有对称和不对称之分，但无论对称与否，在电缆的外皮上总可以找到一个与三相芯线不等距的点，该点的磁场强度以靠近该点的芯线起主导作用，如下图所示的点C。如果将电磁感应型开关传感器安装在点C，传感器中的检测线圈就可测得微弱的磁感应信号。供电电流越大，该感应信号就越强。感应出的信号再经过放大和变换就可获得反映设 备工作状况的电信号。二、风门开关传感器 风门开关传感器是一种检测煤矿井下风门开闭状态的开关量传感器。它由干簧开关组件和磁性组件两部分组成。在使用时，将磁性体组件装在风门上，而把干簧开关组件安装在毗邻的门框上。当风门关闭时，磁性体靠近73、干簧开关组件，由磁性体产生的磁场使干簧开关维持闭合（或断开）状态。这时，由干簧开关组件输出一个闭合（或断开）接点信号。当风门打开时，磁性体离开干簧组件，使接点断开（或闭合），同时输出一个断开（或闭合）接点信号。最终将该接点信号转换为电信号。三、风筒状态传感器 风筒状态传感器主要是用来监测风筒工作状态的传感器。它由干簧管组件、永磁铁组件和风筒卡装机构三部分组成。干簧管组件由两根电缆输出开关信号。组装好的干簧管组件上端与另一悬吊臂摆件连接，这两个夹钳臂牢牢 地夹住风筒。当局部通风机停止运转或风筒漏风造成风量不足时，传感器的两个臂在重力作用下合拢，此时，干簧管组件中的簧管与磁铁靠近，磁铁的磁力使干簧74、管的两个簧片互相吸合，电路接通，输出“风量不足”信号。当局部通风机正常工作，风筒的两个臂张开，此时，干簧管组件与磁铁分开，由于干簧管的簧片处于正常状态，电路断开，输出“风量足”信号。风筒状态传感器是开关量传感器，输出“风量足”和“风量不足”两种状态，是甲烷风电闭锁装置和矿井监控系统的重要传感器之一。四、馈电状态传感器 馈电状态传感器用于监测被控开关负荷侧的馈电状态。馈电状态传感器可以采用被控开关（馈电开关或磁力启动器）辅助触点，但要注意本质安全防爆电路与非本质安全防爆电路的隔离。当被控开关直接控制用电设备时，若被控开关馈电，则馈电电缆就有电流，若被控开关不馈电，则馈电电缆无电流，因此使用设备开75、停传感器即可。当馈电开关不是直接控制用电设备，用电设备由下一级磁力启动器控制时，馈电状态的监测应采用测量被控开关负荷侧的电场或电压的方法，如光纤法、电容法等。第八章 避雷针本章培训与考核要点了解避雷针的相关知识；掌握避雷器的分类及结构组成。第一节 避雷针及避雷线 一、避雷针及避雷线的保护作用 避雷针及避雷线是防止直接雷击的装置，它把雷电引向自身，使被保护物免受雷击。避雷针是接地良好的顶端尖锐的金属棒，高置于被保护物上方，当上空出现雷云时，由于静电感应在避雷针上便积聚起与雷云极性相反的电荷。避雷针带电后在其四周建立起电场，电场的分布情况是尖端的电场强度最强。先导通道的发展方向如下图所示：当雷云向76、大地放电时，随着先导通道向大地的伸展，避雷针上的感应电荷逐渐增加，由于受到避雷针尖端强电场的影响，先导通道向避雷针方向发展，最后向避雷针主放电。避雷线又名架空接地线，是接地良好的金属线，悬挂在被保护物上方，其作用与避雷针相同。二、避雷针和避雷线的保护范围 受避雷针（线）保护的空间称为避雷针（线）的保护范围。避雷针（线）根据不同的雷电穿越概率，保护范围的大小不同。过电压保护规程规定：当雷电先导在最不利的位置时，1000次雷击中落于保护范围内的次数小于1次，即落于保护范围边界上的概率为0.1%。保护范围与避雷针（线）的数目、高度、相互位置等有关，供设计工作使用的保护范围计算公式是以实验室里所做的模77、拟实验为基础求得的。1.单根避雷针的保护范围 单根避雷针的保护范围呈圆锥体，但周界线为双曲线。避雷针高度h30m时，其保护系数Kx可由下式决定：Kx=rx/ha=1.6/(1+hx/h)式中 ha避雷针有效高度，m；hx被保护高度，m；rx保护半径，m。保护范围与模拟实验选择的定向高度H对避雷针高h的比值有密切的关系。所以当h30m时，由于H/h比值减小，Kx将相应减小。实验证明，Kx与高度h的平方根成反比。2.两根等高避雷针的保护范围 两针外侧部分的保护半径仍由单根避雷针决定，当避雷针高度大于30m时，两根避雷针有互相遮蔽的效果，其保护范围较两根单独的避雷针大。第二节 避雷器 避雷线（针）虽78、能保护电气设备免遭直接雷击，但电气设备还会遭受到设备附近落雷时感应产生的过电压或雷击线路时沿线路传来的过电压入侵波的危害，因此，电气设备还应设置避雷器来防止上述过电压的危害。避雷器一般与被保护的设备并联，而另一端接地，且避雷器的对地放电电压低于被保护设备的绝缘水平。当过电压波沿线路袭来时，避雷器首先放电，当过电压被泄露入地，从而保护电气设备的绝缘。目前，常用的避雷器有保护间隙、管型避雷器和阀型避雷器等。一、保护间隙和管型避雷器 最简单的避雷器时一个火花间隙，它与被保护设备并联。为了能对被保护的绝缘起到保护作用，火花间隙的放电伏秒特性至少比被保护设备绝缘的伏秒特性低20%-25%。这样当过电压行79、波传来时，火花间隙被击穿放电，把雷电流泄露入地，使被保护绝缘免遭破坏。火花间隙击穿后，在工频电压的作用下，有工频续流继续通过。由于火花间隙熄弧能力小，不能熄灭工频续流，从而形成单相接地或接地短路事故。所以在使用火花间隙时，应与自动重合闸配合使用，以增加供电的可靠性。为了克服火花间隙熄弧能力小的缺点，研制出管型避雷器。管型避雷器构造由产气管、内间隙、外间隙等组成。产气管可用纤维、有机玻璃或塑料等产气材料制成。内间 隙在管子内部，由棒形电极和环形电极组成，它是一个熄弧间隙。当工频续流通过间隙时，电弧产生高温，使管壁的产气材料分解出大量的气体，使管内压力增高，从环形电极的喷口处迅速喷出，形成强烈的纵80、吹作用，从而使续流在第一次电流过零时熄灭。外间隙的作用是使产气管在平时不承受工频电压，以防止管子表面长时通过工频泄露电流而产生变质或烧坏；另外，还可防止管子受潮后由于沿表面放电而发生接地事故。管型避雷器采用的是自吹灭弧原理，其灭弧能力大小由开断电流决定。当续流太小时，管内压力过低，不足以灭弧；当续流太大时，管内压力过高，使管子产生爆炸或破裂。因此，通常管型避雷器的工频续流必须在避雷器上、下限电流的规定范围内，才能使避雷器可靠地工作。二、阀型避雷器 由间隙单独构成的避雷器，其伏秒特性曲线陡度大，不易与设备的绝缘配合，且间隙击穿后导线上的对地电位 突然下降到零而产生截波。为了克服这一缺点，研发了阀81、型避雷器。阀型避雷器目前有普通型、磁吹型和压敏电阻型等数种。（一）普通阀型避雷器 普通阀型避雷器由火花间隙和阀片组成。为了防止潮气、尘埃等物对火花间隙和阀片的工作特性产生影响，将这些元件装在密封的瓷管中。避雷器的工作原理是：当行波过电压超过避雷器的击穿电压时，火花间隙首先放电，使阀片上的外加电压增高。由于阀片呈非线性特性，当阀片上的电压达到一定值后，其阻值迅速下降，使高压行波电流通过阀片而泄露入地。行波电压过去后，加在阀片上啊工频电压比较低，其阻值突然升高，将工频续流限制在火花间隙能切断的范围以内（80A以下）。当电流第一次过零时，电弧被火花间隙切断，使线路绝缘恢复。1.阀片 阀片由碳化硅（S82、iC）和黏合剂在一定温度下烧结而成，其电阻呈非线性特性，故称作阀。阀片的主要作用是用来限制工频续流，当过电压行波过去后，把工频续流限制在火花间隙能可靠切断的80A以下。2.火花间隙 普通阀型避雷器的单个火花间隙是由两个黄铜电极和一个云母垫圈组成的。为了满足较高的工频放电电压，采用了多间隙串联。普通阀型避雷器分为配电所型（FS）和变电站型（FZ）。前者电压等级低，串联间隙数少，间隙间未加并联电阻，它多用于保护配电变压器、电缆头及柱上油断路器等的过电压。后者在间隙上并有均压电阻，特性较好，可用于变电所电气设备的防雷保护。（二）磁吹避雷器 磁吹避雷器是保护性能得到进一步改进的一种阀型避雷器。由于火花83、间隙采用了磁吹灭弧的方法，因而比普通阀型避雷器的灭弧能力大大提高，从而减少了串联间隙数目，降低了冲击放电电压。由于采用高温烧结通流能力大的阀片，因此减少了阀片数目，降低了残压。磁吹间隙分为旋转电弧型和拉长电弧型两种。（三）压敏电阻型避雷器 压敏电阻型避雷器是一种新型避雷器。它仅有压敏电阻的阀片，而无火花间隙。压敏电阻是由氧化锌、氧化铋等金属氧化物烧结制成的多晶半导体陶瓷非线性电阻元件，它在放电时具有极好的伏安特性，其非线性系数=0.05，即已接近于理想的阀体（=0）；它在工频电 压下呈现极大的电阻，故无需使用间隙即可熄灭续流。压敏电阻阀片的通流容量很大，在80m的面积上可通过5kV的冲击电压，84、所以这种避雷器体积很小。目前，压敏电阻型避雷器广泛用于低压电气设备的防雷保护，并正在向较高等级电压发展。第九章 甲烷安全闭锁系统本章培训与考核要点：了解甲烷报警仪器的相关知识；了解甲烷报警断电仪器的功能、分类及工作原理；掌握煤矿安全规程对安全闭锁系统的相关规定。第一节 甲烷报警仪器 便携式甲烷检测报警仪作为常规的安全检测仪器，在全国煤矿得到了广泛的应用。便携式仪器种类繁多，随着时间的推移新型仪器不断推出，仪器性能指标也在不断提高。一、仪器的组成和工作原理 便携式甲烷检测报警仪具有甲烷浓度监测、显示、声光报警等功能，由机壳、传感器、电路板、电池组等主要部分组成。当被测元件与被测气体接触时，催化元85、件组成的电桥失去平衡，转换成电信号，经过放大和模/数转换器用数码管显示出相应的甲烷浓度值，当甲烷浓度值达到设定值时，同时产生闪光和声响讯号。二、管理规定 矿长、矿技术负责人、爆破工、采掘区队长、通风区队长、工程技术人员、班长、安全监测工、流动电气作业人员等下井时，必须携带便携式甲烷检测报警仪。便携式甲烷检测报警仪应设专职人员负责充电、收发及维护。每班要清理隔爆罩上的煤尘，下井前必须检查便携式甲烷检测报警仪的零点和电压值，不符合要求的禁止发放使用。便携式甲烷检测报警仪应固定专人使用，使用时要严格按照产品说明书进行操作，严禁擅自调校和拆开仪器。三、仪器使用与维护 1.使用前维护 （1）检查仪器电源86、并进行充电。（2）在新鲜的空气中检查仪器零点。（3）检查仪器外壳是否固定牢固。（4）开机稳定后调校零点。（5）仪器零点调好后，使用甲烷标准气样校验。2.日常维护 （1）每天检查一遍在用仪器的工作状态和零点，发现故障应及时维修和校正。（2）每7天必须使用标准气样和按产品使用说明书的要求，对便携式甲烷检测报警仪、甲烷氧气检测仪等进行一次调校。（3）按周期鉴定计划送安全仪器计量站进行计量鉴定。四、JCBC31A型甲烷检测报警仪 1.用途和特点 JCBC31A型甲烷检测报警仪（以下简称检测仪）是袖珍式数字化甲烷浓度检测仪器。主要适用于煤矿有瓦斯爆炸危险的场所，如在矿井巷道、机电硐室等处连续监测甲烷浓度87、，当甲烷浓度超限时，立即发出声光报警；可 供在上述场所固定使用，也可供下井班干部、通风管理人员、瓦斯检测员、爆破工、采掘工作面工作人员等随身携带使用。检测仪采用低功耗载体催化元件、大规模集成电路和新型电子器件；电池组是高能量的充电电池，工作时间和寿命都超长；性能稳定，反应迅速，精度高；外壳采用阻燃ABS高强度全塑结构，配用高密封性能的按键式电子薄膜开关面板及三位高亮度数码管；质量轻，携带方便；同时还具有欠压报警、过欠压自动关机、电源工作电压自动检测和自检等多项自动检测和保护功能。2.外形结构和工作原理 检测仪采用热催化高性能传感器组成惠氏电桥，测量臂由载体催化元件（俗称黑元件）和纯载体元件（俗88、称白元件）组成，辅助臂由金属电阻和电位器组成，稳压电路 为电桥提供稳定的电压。在新鲜空气中，桥路处于平衡状态，在被测气体中，甲烷在黑元件表面发生催化氧化反应（无焰燃烧），使黑元件温度增高，电阻增大，桥路失去平衡，从而输出一个电位差（在一定范围内，其大小与甲烷的浓度成正比）。此电位差，一路经控制电路控制，由A/D转换器转换成数字信号，驱动数字显示器直接显示出被测气体的甲烷浓度；另一路经超限鉴别电路鉴别，当甲烷浓度达到或超过报警值时，控制光报警器和声报警器即发出红色闪光和警报声。电源、工作电压经工作电压检测电路检测后，由控制电路控制，通过A/D转换器转换，送数字显示器显示出来。自检电路产生一超限信89、号，经超限鉴别电路鉴别，控制声、光报警器报警。当电源工作电压小于或等于2.30V时，经欠压鉴别电路鉴别，控制数字显示器闪光报警。当电源工作电压小于或等于2.25V时，经欠压鉴别电路鉴别，控制电子开关自动关机。电源电压变换电路提供了多种工作电压，以满足检测仪电路中不同部分的需要。3.使用与维护 （1）按ON键开机，若数字显示器闪光，或按ON键不能开机，说明检测仪电池电量不足，应予充电。（2）检测仪充电应使用专用充电器，即JC8-C31-CR充电器。JCB-C31A-CR充电器适用于单台检测仪充电，充电电流200mA。充电时先将充电器的电源插头插入220V（50HZ）交流电源（允许电网电压波动1090、%），因此绿色电源指示灯（POWER）应亮，然后将检测仪的电源插头插入充电器的充电插座，此时红色充电指示灯（SHARGE）应亮。充电时间一般不少于12h。检测仪具用电源工作电压自动检测功能，因此可随时检查充电情况。主法是将检测仪从充电器中拔出，按ON键后再按住电压键，即显示出电源工作电压，通常达到2.70V时认为已充满，检测仪可连续工作8H以上。（3）检测仪充电时应处于关机状态。检测仪使用前，应由经过专门培训的专职人员按下列步骤进行检查和调整。零点的检查和调整。在新鲜空气中，开机510min观察示值是否在0.000.02范围内，否则应打开密封盖，调节上面的调零电位器，使示值为0.00。注意：调91、节时示值末位后出现“小数点”，表示示值为一负值，调零应使此点隐没。精度的检查和调整，将检测仪的通气螺钉拆下，拧上校正气嘴，通入浓度2.00%CH4标准气样，控制流量在200ML/MIN,特检测仪读数稳定后，观察示值是否在标准气样值在5.00%范围内，否则应调节中间的校正电器，使示值为标准气样值。报警点的检查和调整，调节调零电位器，使示值升至报警点设定值，观察检仪是否报警，否则应反复调节下面的报警点电位器，使检测仪刚好处于报警状态。4.注意事项：检测仪长期使用，应定期地进行上述的检查和调整工作，一般每半月进行一次。检测仪使用时应防止水滴溅入，避免经受猛烈撞击和挤压。检测仪充电房应通风良好，并远离92、矿灯充电房和H2S等有害气体源。不得随意改变本质安全电路元器件型号、规格和参数。充电必须在井上安全场所进行。井下使用时必须加有动物皮质的皮套。4.保管和维修 （1 1）检测仪应有专人保管，并建立登记制度，将使用情）检测仪应有专人保管，并建立登记制度，将使用情况记录在册。况记录在册。（2 2）检测仪长期不用时，应放于通风干燥处，避免与）检测仪长期不用时，应放于通风干燥处，避免与H H2 2S S等有害气体接触。每季度进行一次充、放电。等有害气体接触。每季度进行一次充、放电。（3 3）禁止随意拆卸检测仪，维修工作应由经过专门培训）禁止随意拆卸检测仪，维修工作应由经过专门培训的专业人员负责，不得随意93、更改电气参数及元件的规格、型的专业人员负责，不得随意更改电气参数及元件的规格、型号参数。号参数。（4 4）严禁在井下或有爆炸危险的场所拆卸检测仪。电池）严禁在井下或有爆炸危险的场所拆卸检测仪。电池组和探头系特殊防爆组件，损坏后必须整体更换，由生产厂组和探头系特殊防爆组件，损坏后必须整体更换，由生产厂家提供配件，不得用其他类型的部件代替。检测仪必须带皮家提供配件，不得用其他类型的部件代替。检测仪必须带皮套使用。套使用。（5 5）检测仪可能出现的故障及原因分析：）检测仪可能出现的故障及原因分析：开机无显示。开机无显示。分析原因：薄膜开关故障，电池引线断，电池电压严重分析原因：薄膜开关故障，电池引线94、断，电池电压严重不足。不足。开机后很快自动关机。分析原因：电池工作电压不足，充电引线断。开机后示值异常 分析原因：探头引线断，探头损坏。超限不报警。分析原因:蜂鸣器引线断，红色报警灯引线断 精度调不到标准气样值 分析原因：隔爆罩积尘严重、探头老化。五、JY2001型甲烷氧气两用检测报警仪 1.用途和特点 JY2001型甲烷氧气两用检测报警仪（以下简称检测仪）是智能化、多功能、超小型数字式甲烷（瓦斯）浓度和氧气浓度检测报警仪器，主要适用于煤矿有瓦斯爆炸危险的场所，如煤矿井巷、采掘工作面、采空区、回风巷道、皮带运输巷道、机电硐室等处，连续监测甲烷浓度和氧气浓 度。每隔半小时自动记录并存储一帧数据，95、当甲烷浓度或氧气浓度超限时，检测仪立即发出声、光报警，同时每隔10S自动记录并存储一帧数据。检测仪可在上述场所固定使用，也可供下井干部，通风管理人员、瓦斯检测员，爆破工，采掘工作面工作人员等随身携带使用。检测仪采用高性能传感器、计算机数字技术和新型电子器件，性能稳定，门限准确，反应迅速，精度高。采用人性化设计、软调节技术，操作简单、使用方便。检测仪外壳采用ABS高强度全塑结构，配用高密封性能的按键式电子薄膜开关，四位高亮度红色码管显示，结构新浓造型别致，体积小、质量轻，携带方便，除上述数据自动记录存储（可随时读出）功能外，检测仪还具有时钟显示，电池工作电压检测、报警点（门限）显示等多种实用功能96、，以及欠压报警、欠压自动关机、超浓报警、超浓自动关机等多种自保功能。2.外形结构和工作原理 检测仪采用高性能热催化元件组成甲烷惠氏电桥，由载体催化元件（俗称黑元件）和纯浓体元件（俗称白元件）组成测量臂，由金属膜电阻组成辅助臂，稳定电路为电桥提供稳定的电压。在新鲜空气中桥路处于平衡状态，在被测气体中，甲烷（瓦斯）在黑元件表面发生催化氧化反应（无焰燃烧），使黑元件温度增高，电阻增大，桥路失去平衡，从而输出一个电位差（在一定范围内，其大小与甲烷的浓度成正比）。此电位差经A/D转换器转换成数字信号，送单片机进行数字处理，经数字处理后的数字信号送驱动电路，驱动数码管显示出被测气体的甲烷浓度。当甲烷浓度达97、到或超过报警值时，单片机立即输出控制信号，经报警电路控制声报警器发出警报声，同时使红色数字发出闪光。检测仪采用高性能氧气探头，与金属膜电阻组成氧气惠氏电桥，输出的电位差（在一定范围内，其大小与氧气的浓度成正比）经A/D转换器转换成数字信号，送单片机进行数字处理，经数字处理后的数字信号送驱动电路，驱动数码管显示出被测气体的氧气浓度。当氧气浓度达到或小于报警值时，单片机立即输出控制信号，经报警电路控制声报警器发出警报声，同时使红色数字发出闪光。由电池工作电压采样电路取得的电位差经A/D转换器转换成数字信号，送单片机进行数字处理，经数字处理后的数字信号送驱动电路，驱动数码管显示出电池工作电压。当电池98、工作电压低于3.1V时或甲烷浓度达到或超过5%CH4时，单片机输出控制信号，控制开关电路关机。除完成上述功能外，检测仪的软件还能完成时钟、报警点的编制、数据的存储和读出，以及多项软调节、软显示、软控制等功能，包括与输入电路结合、建立人机对话平台等。3.使用方法 （1）开机。按住开/关键（以下简称A键）2S 以上再松手，检测即打开，首先显示0000，紧接着显示工作电压EX.XX,然后自动进入甲烷检测状态。若此时X.XX3.10且闪动，2S后自动关机，说明检测仪的电池电量已不足，应充电。（2）关机。按住A键2S以上再松手，发光数字熄灭，检测仪自行关闭（关机后时钟继续运行，不受影响）。（3）观看甲烷99、氧气、时钟、电池工作电压、甲烷报警点、氧气报警点数值。检测仪开机后处于甲烷检测状态，按换挡（+）键（以下简称B键），即进入氧气检测状态。再按B键时进入时钟状态，前2位显示小时，后2位显示分钟，中间点每秒闪烁一次，再按B键，进入电池工作电压检测状态，前1位显示E，表示电池工作电压，后3位显示电池工作电压值。再按B键，进入甲烷报警点状态，前1位显示P，表示报警点，后3位显示甲烷报警点值，再按B键时，进入氧气报警点状态，前1位显示P，表示报警点，后3位显示氧气报警点值。进入报警点状态，声报警器应发出警报声（自检）。若再按B键，则检测仪又回到甲烷检测状态，从而构成六项循环的观看方式。（4）状态返回。100、不管检测仪处于何种状态，只要按返回（-）键（以下简称C键），检测仪立即返回甲烷检测状态。（5）观看存储记录。按住读数（确认）键，（以下简称D键）2S以上再松手，显示窗出现READ字样，表示检测仪已进入读数（观看存储记录）状态。再按D键，出现时间，再按D键，出现该时间的甲烷浓度，再接D键，出现该时间的氧气浓度，构成第1帧数据。重复上述操作，可以一一观看过的第1帧数据，当观看到第80帧数据时，下一帧即为已观看的第1帧数据，从而构成存储记录循环观看的方式。每次操作后的等待时间不能超过5S,否则检测仪将自动退出读数状态，返回甲烷检测状态。（6）充电。检测仪充电应使专用充电器JY2001-DG(单个)或101、JY2001-Z5(5个组合)，充电器适用于220V交流电源（容许电网电压波动10%），通电后充电器的绿色电源指示灯（POWER）应亮，将检测仪插头插入充电器的充电插座，红色充电指示灯（CHARGE）应亮，单个检测仪的充电电流为200 5mA，充电时间一般不少于12h。充完电后应开机检查一下电池工作电压，通常达到 4.2V以上时认为已充满。检测仪充电时应处于关机状态。4.调试方法 只有经过专门培训的专职人员，方可对检测仪进行调。严禁在使用过程中启动调试程序。（1）甲烷的调试。开机进入甲烷检测状态：零点的检查和调整。在新鲜空气中，开机10min，待显示值稳定后，观察显示值是否为0.00，否则应进102、行零点调整。进行零点调整时，应先按A键，1s后再按D键，此时末位的小数点亮，表示检测仪已进入调零状态。重复按B键可使显示值递加，重复按C键可使显示值递减。进行上述操作，使显示值为0.00，然后按D键确认并退出调零状态，返回甲烷检测状态，零点调整结束。精度的检查和调整。只有经过零点调整后的检测仪方可进行精度的检查和调整。将校正气嘴插入检测仪的甲烷校正气口，通入浓度为2%左右的CH4标准气样，控制流量在200mL/min，待显示值稳定后，观察显示值是否为标准气样值，否则应进行精度调整。进行精度调整时，应先按A键，1s之后再按D键，此时末位的小数点亮，表示检测仪已进入状态。重复上述操作，此时首位的小103、数点亮，表示检测仪已进入精度调整状态。重复按B键可使显示值递加，重复按C键可使显示值递减，按A键可改变递加或递减的速度。进行上述操作，使显示值为标准气样值，然后按D键确认并退出精度调整状态。返回甲烷检测状态，精度调整结束。（2）氧气的调试。开机后按B键进入氧气检测状态：零点的检查和调整。将校正气嘴插入检测仪的氧气校正气口，通入浓度为100%N2的标准气样（纯氮气），控制流量在200mL/min，待显示值稳定后观察显示值是否在00.0，否则应进行零点调整，进行零点调整时，应先按 A键，1s之后再按D键，此时首位的小数点亮，表示检测仪已进入精度调整状态。重复上述操作，此时末位的小数点亮，表示检测仪104、已进入调零状态。重复按B键可使显示值递加，重复按C键可使显示值递减。进行上述操作使显示值为00.0，然后按D键确认并退出调零状态，返回氧气检测状态，零点调整结束。精度的检查和调整。只有经过零点调整后的检测仪方可进行精度的检测和调整。在新鲜空气中，开机10min，待显示值稳定后，观察显示值是否为20.9，否则应进行精度调整。进行精度调整时，应先按A键，1s之后再按D键，此时首位的小数点亮，表示检测仪已进入精度调整状态。重复按B键可使显示值递加，重复按C键可使显示值递减，按A键可改变递加或递减的速度。进行上述操作，使显示值为20.9，然后按D键确认并退出精度调整状态，返回氧气检测状态，精度调整结束105、。（3）时钟的调试。准备好一个经标定过的标准时钟。开机后按B键进入时钟状态，观察显示值是否与标准时钟一致，若误差在1min以上，进行调整。进行调整时，应先按A键，1s之后再按D键，此时末位的小数点亮，表示检测仪已进入时钟调整状态。重复按B键可使小时数或分钟数递加，重复按C键可使小时数或分钟数递减，按A键可改变递加或递减的是小时数还是分钟数。进行上述操作，使显示值为标准时钟值，然后按D键确认并退出时钟调整状态，时钟调整结束。在调整过程中，按C键只能使小时数或分钟数递减到00为止，再按C键将不起作用；按B键只能使小时数递加到23为止，分钟数递加到59为止，再按B键将不起作用。（4）电池工作电压的调106、试。准备好经标定过的有效数字不少于4位的数字万用表。打开检测仪后盖，数字万用表打在DC20V挡，正负表笔分别接电路板上的E+和E-。开机后按B键进入电池工作电压状态，待显示值稳定后，观察检测仪的显示值是否与数字万用表上的显示值一致，否则应进行精度调整。进行精度调整时，应先按A键，1s之后再按D键，此时首位的小数点亮，表示检测仪已直接进入精度调整状态。重复按B键可使显示值递加，重复按C键可使显示值递减，按A键可改变递加或递减的速度。进行上述操作，使检测仪的显示值与数字万用表上的显示值一致，然后按D键确认并退出精度调整状态。返回电池工作电压检测状态，精度调整结束。（5）甲烷报警点的调试。开机后按B107、键进入甲烷报警点状态，显示P1.00（出厂设置值），若用户需要更改，可进行调整。调整时，应先按A键，1s之后再按D键，此时末位的小数点亮，表示检测仪已进入报警点调整状态。重复按B键可使显示值递加，重复按C键可使显示值递减。进行上述操作，使显示值为用户需要值，然后按D键确认并退出甲 烷报警点调整状态，返回甲烷报警状态，调整结束。5.注意事项 （1）严禁在使用过程中乱按检测仪上的按键，以免偶然启动调试程序，改变调试参数，引起故障。（2）检测仪长期使用，应定期进行上述调试方法中的甲烷调试项和报警点检查项，一般每半月进行一次。（3）检测仪使用时应防止水滴溅入，避免受猛烈撞击和挤压。（4）根据使用情况，108、应对检测仪的气室和甲烷探头进行定期和不定期的清洗。（5）检测仪充电房应通风良好，并远离矿灯充电房和H2S等有害气体源。6.保管和维修 （1）检测仪应由专人保管，并建立登记制度，将使用情况一一记录在册。（2）检测仪长期不用，应放于通风干燥处储藏，避免与H2S等有害气体接触，每季度进行一次充放电。（3）禁止随意拆卸检测仪，维修工作应由经过专门培训的专职人员担任。维修时应注意，电路板在更换元器件和焊接后，应涂三防漆两遍。（4）严禁在井下或有爆炸危险的场所拆卸检测仪。电池组和甲烷探头系特殊防爆组件，损坏后必须整体更换，由生产厂家提供配件，不得用其他类型的部件代替。更换甲烷探头后，检测仪必须重新调试。第109、二节 甲烷报警断电仪器 甲烷报警断电仪是指对监测区域内的甲烷浓度进行检测、显示和报警，对被控设备进行断电、闭锁和复电功能的设备。断电仪一般由主机、传输电缆和甲烷传感器等部分组成。一、KFD4甲烷断电仪 1.产品特点 KFD4型断电仪是一种符合煤矿用直流稳压电源（MT/T4081995）要求的井下安全设备。除具有常规断电仪功能外，还能为KJ90型煤矿安全监控系统井下分站及传感器提供电源，采集甲烷传感器的实测数据、完成信号处理、超限判断、数据传输、故障判别、状态显示、报 警、断电等多种功能。2.主要用途和适用范围 （1）主要用途：在煤矿井下发生爆炸及其他灾害、危险前，可通过KFD4型断电仪及时切断110、井下设备的供电电源。也可作为井下监控分站及甲烷传感器的电源使用。（2）适用范围：煤矿井下所有挂接传感器及需要及时切断电源的地方和场所。3.工作条件 输入电压类型：交流 输入电压等级：36V、127V、380V、660V等 输入电压允许波动范围：-25%+10%输入信号类型：频率 输出信号类型：本质安全直流 4.工作原理和结果特征 （1）工作原理及特性。KFD4型断电仪是一个以89C52CPU芯片为核心，数据采集、通讯、控制、显示、红外接收、复位及“看门狗”电路等为外围电路的单片机系统它的电路部分主要由主板和电源板两部分组成。（2）总体结构。KFD-4型断电仪的外形为长方体状的箱体结构，正面和右111、侧分别有三个进出线用的喇叭口。（3）主板电路单元及工作原理，KFD-4型断电仪主板电路原理方框图如图9-5所示。接两路模拟量传感器接两路模拟量传感器数据采集数据采集接码及红外设定接码及红外设定显示电路显示电路“看门狗看门狗”电路电路EEPRO存储储存储储控制量输出控制量输出通讯接口通讯接口89C52单片机单片机接地面中心站接地面中心站图9-5 KFD-4型断电仪主板电路原理框图 89C52CUP中央处理单元，89C52是一种自带8K可电擦写ROM及256字节RAM的微控制芯片，能快速、准确地完成数据处理和对其他外围电路的逻辑控制，是整机正常有序运行的并键。数据采集电路，此电路利用原理将传感器直112、接隔离然通过CPU完成对模拟量信号的数据采集。控制电路。该电路在接到CPU发出的断电指令后，控制整机电源板的执行电路完成断电。通讯电路，该电路以基带传输的方式，完成本机与地面中心站2 400bit/s的单双工异步通讯。核心器件：MAX1487 显示电路。此电路的功能是准确显示各类传感器的实测参数、所挂传感器的供电情况、本机的通讯状态、执行断电的状态及红外遥控状态。核心器件：74LS164。红外接收电路，红外接收电路主要功能是完成对红外信号的处理、产生中断请求、进行KFD-4型断电仪的初始化信息设置。复位及“看门狗”电路。该电路主要负责上电、欠压及“看门狗”等电路的复位，以及监控89C52CPU113、在运行情况及电源的供电情况，确保CPU的正常运行。（4）电源板电路单元及工作原理：供电等级。KFD-4型断电仪由井下电网供电。供电等级为：660V、380V、127V、36V、等多种，具体可由用户事先预设。工作原理。选定的井下电网电压接入KFD-4型断电仪后，先由电源变压器将此电压转换成断电仪正常工作所需的电压等级，然后进行整流滤波和稳压整形、处理、最终得到高稳定度的18.5V直流电压。该电压通过双重过流、过压、过热保护电路处理成额定输出18V DC、电流350mA的标准本质安全电源（此技术指标指：所挂传感器的最高开路电压为18.5V，最大短路电流为350mA）。其中，9V电源板为主板专用电源114、。继电器控制回路用来完成断电功能。KDF-4型断电仪电源板电路原理方框图9-6。交流输入交流输入电电源源变变压压器器整流滤波、稳整流滤波、稳压压18.5V输出输出双重过流、过热、过双重过流、过热、过压保护；压保护；18V本质安本质安全输出（供传感器）全输出（供传感器）继电器及继电器及断电输出断电输出继电器电源继电器电源及控制电流及控制电流整流滤波、稳整流滤波、稳压压8V输出输出图9-6 电源板电路原理方框图 5.技术特性 （1）主要性能：为传感器提供本质安全电源;对传感器进行数据采集；对采集到的数据进行综合判别并根据需要发出断电指令、执行断电；适时显示传感器的实测数据、电源状态、断电状态和通讯115、状态；及时响应监控分站的各种指令，并将参数、状态上传；可通过红外遥控对本机进行初始化设置，并将设置的信息永久保留。（2）主要技术指标：输入电压类型：交流 输入电压等级：380V、660V 输入电压允许波动范围：-5%+10%输入信号类型：频率2001 000HZ 输出类型：本质安全直流18V/350mA 负载能力：模拟量传感器 2个 就地断电 1路 最大输出功率：约13W(注：单台传感器的最高开路电压为18.5V，最大短路电流为350mA)断电容量：高压交流660V/0.5A 控制输出类型：常开或常闭 6.安装、连接 （1）交流输入。交流输入由大喇叭口1接入，连接在接线柱2、3上。（2）控制输116、出。通过大喇叭口2，将控制触点串接到被控回路中。（3）传感器输入。将需要挂接的传感器，通过小喇叭口接入电路板8的四个压线端子上。压线端子从左到右分别为+18V/GND/信号1/信号2。其中，+18V/GND为两路传感器共用的本质安全电源，信号1/信号2为2传感器输出信号端子。7.使用和操作 （1）使用前，用户必须认真、仔细阅读使用说明书。仔细对照说明书和电路图，认真检查内部接线是否有因运输等原因造成的松动、脱落等非正常现象；如果有，应及时排除，然后再进行下一步操作。（2）操作时，用户应根椐实际需要首先确定交流输入电压的电压等级。660V380V两种不同等级的电压输入，通过变压器的输入绕组接头切117、换。在变压器输入绕组的接头处分别标有660V和380V字样。（3）输入电压确定后，再确定断电输出控制回路的断电控制等级。本断电仪控制回路的出厂默认值为660V。断电器触点串接的保险为1A，若控制回路的断电控制等级设为36V，断电器触点串接的保险则应更换为5A。（4）KFD-4型断电仪进入正常工作状态后，第一步对断电仪进行遥控设置。设置时，如果挂接的是两个传感器，那么，必须对两个通道都进行设置。（5）设置控制口时，不要忘记设置断电控制的功能项。（6）使用中，用户必须严格按照煤矿安全规程及其他相关规定进行操作。8.保养和维修 （1）保养 使用时，必须指定专人负责断电仪的日常保养和维护。负责保养、维118、护的人员必须认真，仔细阅读使用说明书和电路图，熟悉KFD-4型断电仪的内外部结构电路原理。使用中，保养和维护人员应经常检查KFD-4型断电仪的电缆出线口的密封部分是否压紧、盖板的螺钉是否紧固。（2）维修：KFD-4型断电仪的维修必须由接受过生产厂家专门培训的修理人员进行。KFD-4型断电仪电源部分的安全栅，输出的本质安全电源为18V/350mA，绝不充许任何人改动。禁止改动本电路的任何参数。KFD-4型断电仪在使用中一旦发生短路，应首先切断电源，然后再按照安全规程的要求进行处理。在对KFD-4型断电仪进行检修、维护和保养时，开盖前必须首先切断交流电，严禁带电操作。使用中，应严格按照井下电气设备119、防爆面的规定，维护好KFD-4型断电仪的防爆面。二、KHJ1智能型甲烷断电仪 1.概述 KHJ1智能型甲烷断电仪（以下简称断电仪），由一台KHJ1智能型甲烷断电仪主机（以下简称主机）和一只KG3019智能型高低浓度甲烷传感器（以下简称传感器）组成，能可靠地实现甲烷浓度的检测、显示报警，并对被控设备进行闭锁、解锁控制的功能。2.主要功能 （1）断电仪刚送电而未达到稳定输出的1min内，被控设备开关闭锁，不能启动。（2）断电仪未送电、断电或因故障而失电时，被控设备开关闭锁，不能启动。（3）被监视区域风流中的甲烷浓度达到预置断电时（出厂时设定在1.5%CH4），被控设备开关锁闭，不能启动；当甲烷浓度120、降至预置复电点时，（出厂时设定在1.0%CH4），才可复电。（4）甲烷传感器监视区域内甲烷浓度达到预置报警点时（出厂时设在1.0%CH4）,传感器发出声光报警信号，甲烷浓度下降至预置报警点以下时，自动解除声光报警信号。（5）甲烷传感器断线或发生严重故障时，该传感器所监控的动力设备断电并闭锁。（6）当甲烷浓度 3.5%时，甲烷传感器自动转换为高浓度元件工作，降至2.0%以下时自动转换为低浓度元件工作。3.主要技术性能 （1）甲烷传感器参数：甲烷传感测量范围：低浓度元件工作，04.0%CH4；高浓度元件工作，040%CH4。信号输出：2001 000HZ（振幅为4+1MA的电流方波信号）。测量误差121、（见表9-1）；工用原理工用原理测量范围测量范围/%CH4基本误差基本误差/%CH4低浓度元件低浓度元件0.001.00 0.101.002.00 0.202.004.00 0.30高浓度元件高浓度元件0.05.0 1.05.010.0 2.010.020.0 3.020.030.0 4.030.040.0 5.0 表9-1 甲烷传感器测量误差甲烷传感器测量误差 报警点：报警点：1.0%CH41.0%CH4或或0.5%CH40.5%CH4可选择。可选择。报警方式：红色光闪烁，蜂鸣器起伏声响。报警方式：红色光闪烁，蜂鸣器起伏声响。显示方式：一正位、负号及三位十进制发光二极管数码显示方式：一正位、122、负号及三位十进制发光二极管数码 管实时显示。管实时显示。输入本质安全电源：输入本质安全电源：15V15V、30020mA DC30020mA DC，来自主机。，来自主机。保护整定值：最高开路电压：保护整定值：最高开路电压：18V18V，最大短路电流：，最大短路电流：35mA35mA。主机至传感器最大距离：主机至传感器最大距离：1km1km。（2 2）主机参数：）主机参数：断电点及复电点：断电点及复电点：断电断电 1.5%CH41.5%CH4（也可设为（也可设为1.0%CH4 1.0%CH4）；）；复电复电 1.0%CH4 1.0%CH4（也可设为（也可设为0.5%CH4 0.5%CH4）。）。123、传输距离：传感器至主机最大距离传输距离：传感器至主机最大距离 1km1km。输入量：一路甲烷浓度信号模拟量（输入量：一路甲烷浓度信号模拟量（2002001000Hz1000Hz、5mA5mA、5V5V的电流方波信号）。的电流方波信号）。输出量：1个控制开关量输出（非本质安全36V AC，5A，至被控电气设备）；本质安全电源（至传感器）：15V，300mV；保护整定值：电压18V，电流350mA；一路甲烷浓度模拟量输出：电流10mA，电压5V；一路高低浓度状态开关量输出：电流10mA，电压5V。或将上述甲烷浓度模拟量和高低浓度状态开关量经DB21极光电耦合隔离后，由DB21板输出，通过二芯电缆接124、AI监测系统传输线。显示方式：一位正、负符号及三位十进制发光二极管数码管跟踪显示。输入电源：380V AC、660V AC兼用，并设有电源输入开关。4.工作原理 KHJ1智能型甲烷断电仪工作原理如下图所示：5.安装和调试 （1）下井安装使用前的准备。断电仪在下井使用前必须在地面进行通电检查和功能试验。接线。按照正确的接线方法，将KHJ1智能型甲烷断电仪主机、KG3019智能型高低浓度甲烷传感器及被控设备等正确地连接起来。通电试验。首先检查一下接线是否正确。确认接线无误后，即可试验。通电试验：通电1min后，利用“调偏法”，将传感器显示的数值调节为0.00。若闭锁状态指示灯不亮，传感器不报警，传125、感器显示的数值与主机显示的数值相符，被控设备可以启动，则表示断电仪开始正常运行。检查和调整。断电仪通电后，如无异常现象，预热几分钟之后，即可检查和调整。调整甲烷传感器低浓度检测元件的零点和灵敏度。调整甲烷传感器高浓度检测元件的零点和灵敏度。调试断电仪的各种功能。经地面调试、检验，确认各项功能正确无误、断电仪运行稳定正常后，方可下井安装、使用。（2）安装地点：主机安装在配电点、机电硐室等距传感器不超过 1000m,供电及安装方便的地方。甲烷传感挂在被监视区域内，甲烷浓度较大、安装方便的地方。井下复查和调整：井下安装后，应严格检查接绠否有误。确认无误后，方可能电运行。运行12天之后即可进行井下复查126、和调整。井下复果和调整，要事先备好新鲜空气和已知浓度的甲烷气体（例如2%CH4）。调试时，产钳先将新鲜空气通入传感器的气室中，空气流量 限制在300mL/min左右。待指示稳定后，慢慢旋转零电位器，使显示值为0.00时为止。将甲烷通入传感器的气室中，待显示稳定后，轻轻旋转灵敏度电位器，使显示值与所通甲烷浓度数值相等。在一般情况下，每隔一周就应进行一次复查和调整，以保证断电仪测量准确、动作无误、功能正常。6.维护和使用（1）该断电仪可在不含硫化氧气体的矿井中使用。（2）用户应指定专门维护人员使用和维护。（3）解锁开关的操作必须使用专门的解锁开关钥匙，不可用其他工具强行操作，以免损坏。（4）搬运断127、电仪时，应防止剧烈振动和撞摔。打开断电仪上盖时，防止拉断机内连线及损坏机内元件。（5）断电仪的防爆面要特别注意保养。如拆卸重新装配时，要注意防爆面的清洁。（6）经常清除断电仪上的灰尘，特别是传感器的粉末治金罩和防风保护罩，必须定期清洗。清洗时注意保护催化元件。（7）当传感器输出过高或过低无法调整时，应用时更换催化元件，催化元件受过高浓度甲烷冲击后，应及时校准或更换催化元件，符合标准时才可继续使用。（8）断电仪各部门现故障后，应根据电路原理进行分析和判断、将故障范围逐渐缩小，认为判断基本无误后才能修理，不要带电焊接和带电插拔电路板，焊接时防止电烙铁漏雨。（9）当发现电路故障，必须更换元件时，首先128、应切断电源并按原来规格的元件进行更换，不要擅自改变电路的参数和引线，尤其是不要改变本质安全型电路及其关联电路的电气参数及元件型号、规格、参数等，以免影响本质安全性能。（10）断电仪不使用时，应存放在温度为-20+50、相对湿度小于80%、通风良好，无腐蚀气体在库房中，长期不使用时，应很好地包装存放。搬运中避免剧烈震动和冲击。（11）按本使用说明书指定的各种产品及其规定的要求配套使用不得擅自取其中某一产品与其他产品配套使用，更不得擅自将其他产品与本断电仪中某产品配套使用。即必须用KHJ1型主机和KG3019型传感器配套，这些产品已经防爆检验合格，严禁与其他设备配合使用。（12）主机开关量输出和所129、接的本质安全电路，其原电路电气参数、连接电缆型号均不得改变，其电缆长度不得超过原来经防爆试验合格后所确定的长度。三、ACD-2、ACD-3型车载式瓦斯报警断电装置 1.概述 ACD-2型车载式瓦斯报警断电装置和ACD-3型车载式瓦斯报警断电装置是安装在煤矿用防爆特殊型蓄电池电机车上的车载式电子仪器，用于检测机车所在位置的瓦斯浓度当瓦斯浓度超过预定值时，仪器发出声、光报警信号；当瓦斯浓度超过断电值时，仪器能切断机车电源使机车停止开动。2.工作原理 机车的蓄电池电压为48V或96V或110V，在电源箱内经过过开关式稳压电源进行降压和稳压后，变成25V稳压电源，这个电压再经过电子式安全栅变成和稳压后130、，变成25V稳压电源，这个电压再经过电子式安全栅变成本质安全稳定压源，而后供仪器主机工作。主机的探头内装有一对载体催化元件，它与另外两个电阻及电位器组成一个平衡电桥。当瓦斯随着风流进入探头时，载体催化元件表面的催化剂与瓦斯进行无焰燃烧，使催化元件温度升高，阻值增大，从而破坏桥路的平衡，输出一个微弱的电信号。这一信号经过放大后，分别送给电表指示电路、报警电路和断电电路，当瓦斯浓度达到所设的值时，报警电路可以发出声、光报警信号，断电电路可以发出灯光指示信号并断开外控触点，切断机车电源。3.安装和使用 （1）仪器的安装和连线。仪器的电源箱可安装在驾驶室内司机座位的下面或其他空位上，以不影响司机操作为131、宜。主机部分可安装在驾驶室的上方，以机车开动时不会损坏仪器并使司机能够较方便地观察电表指示的地方为宜。仪器的主机通过四芯电缆与电源箱连接。主机五芯插头的1、2分别为24V电源的正、负极，应与电源箱的接线柱8、9连接；主机插头的3、4为断电开头电路中的继电器的一组常开触点，应与电源箱的接线柱6、7连接；五芯插头的5点为空头。仪器的电源箱部分通过电缆与机车电源及机车控制器相连。（2）仪器的调整 仪器的连接经检查正确无误后，方可送电。将机车插销全上后，仪器的稳压电源开始工作，机车处于断电状态，然后打开主机左下方的钮子开关，主机进入工作状态，机车正常送电。仪器经过1h以上的预热之后，用专用扳手打开主机132、电位器保护盖即可进行调整，调整一般应在地面进行。仪器主机的稳流源在出厂时均已调整到330VmA，在一般情况下无须再次调整。如果更换元件或长期震动之后要调整或检查电流值时，可打开主机后盖，用电烙铁焊开印刷板上的稳流源检测点，在这两点间接上电流表，即可测量电流探头稳流值的大小。此时若要调整电流值，用旋具调整该印刷板上的电位器到需要值即可，并注意锁紧电位器。仪器的调整一般可先调整报警点及断电点，看仪器是否能在规定值报警和断电。如果不在预定值报警和断电，则可调整电位器，使其达到预定值。仪器零点的调整，可将仪器置于不含瓦斯的空气中工作，此时如果仪器不指向零，可调整零点电位器使其指向零。如果要在井下调整，133、可用规定的气样进行调整。仪器精度的调整，首先拧下探头保护盖，换上配气盒，以0.060.08L/min在流量通入标准气样，等仪器指示稳定后，调整精度电位器使仪器指示值与气样的标准值相符即可。调整完的仪器应将电位器的保护盖拧紧以后，即可正常工作。4.维护和保养 （1）应指派专人进行维护和修理，使用和维护人员应详细阅读说明书。（2）仪器的主机探头上的泡沫防尘垫应经常更换，更换时可先拧松探头压紧圈，拔下探头，真接将防尘垫拉出。安装时，可直接用旋具将防尘垫四周塞入气室外套内。（3）注意主机探头与电源线是否拧紧。（4）当主机探头隔爆网太脏时，应取下来用汽油或酒精清洗，并用清水沖洗干净然后吹干。（5）当主机134、探头的输出太低无法调整精度又无其他故障时，应更换元件。（6）仪器长期经受振动，减振器可能老化、开裂，应注意检查、更换。（7）仪器发生故障时，应分析故障原因后再动手修理，特别应注意导线是否短路或开路。（8）用户不得擅自更改电路参数，以免影响仪器的安全性。（9）仪器应按防爆电气设备的维护要求和规定维护好各防护面。（10）对较大的故障，用户不便修理，可将整机或电路板送回厂家修理。第三节 安全闭锁系统 为了防止电气设备引起矿井瓦斯、煤尘燃烧爆炸，除在结构上对矿用电气设备采取防爆措施，以及加强对井下电气设备所在地的瓦斯监测以外，安装煤矿安全规程中有关“高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯突出矿井，必须装备矿井安全135、监控系统。没有装备矿井安全监控系统的矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进工作面，必须装备甲烷风电闭锁装置或甲烷断电仪和风电闭锁装置。没有装备矿井安全监控系统的无瓦斯涌出的岩巷掘进工作面，必须装备风电闭锁装置。没有装备矿井安全监控系统的矿井的采煤工作面，必须装备甲烷断电仪”的规定，局部通风机和掘进工作面的电气设备必须装有风电闭锁装置。风电瓦斯闭锁装置是指根据煤矿井下掘进工作面通风设施状态及关联巷道内的瓦斯浓度，对局部通风机及关联掘进巷道内相应的电气设备断电、变电控制以及不准强行启动动力设备的安全监控装置。煤矿安全规程明文规定，在高甲烷及瓦斯突出矿井供电必须配设风电瓦斯闭锁装置。这对保障煤136、矿安全生产具有十分重要的意义。一、风电闭锁 掘进工作面的局部通风机停止工作后，工作面及其附近巷道会聚集瓦斯、煤尘及其他有害气体。如果这时工作面和巷道中的电气设备仍然带电工作，就有可能成为引起瓦斯、煤尘爆炸的火源。根据一些典型事故的分析，绝大多数由电火花引起的瓦斯爆炸事故是在上述情况下发生的，因此十分危险。为了消除这种事故隐患，要求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，又称风电联锁。其作用是 防止停风或瓦斯超限的掘进工作面在送电后产生电火花而造成瓦斯燃烧或爆炸。局部通风机本身也是电气设备，在它停止运行一段时间后恢复送电时，如果瓦斯的聚集浓度已经超限，137、同样有可能引起瓦斯爆炸。因此，为确保安全，在恢复通风机通风之前必须按煤矿安全规程的规定先检查瓦斯。此外，在局部通风机开动后，掘进工作面和巷道中集存的有害气体，需要经过一段排放时间才能稀释到安全浓度。因此，在局部通风机恢复送电后也不能立即接通掘进电源，而是应该先检查工作面及巷道中的瓦斯浓度。由于开动局部通风机和恢复工作面及巷道的供电之前都必须检查瓦斯，所以，在采用风电闭锁时，在闭锁电路中不允许采用时间继电器来延时自动接通掘进电源，而必须由指定人员开动局部通风机和人工恢复掘进电源。在掘进工作面使用瓦斯自动检测报警断电装置，只准人工复电。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138、探测到瓦斯超过规定浓度时，可自动断掉动力电源，只有瓦斯降低到规定限度以下时方可恢复送电的闭锁装置。瓦斯电闭锁系统必须具有如下功能：工作面、工作面回风巷及串联工作面被测区域内的瓦斯浓度达到或超过规定浓度时，闭锁装置能报警并切断掘进工作面及回风巷内、被串通风区域内的动力电源并闭锁。局部通风机风筒中的风速过低或局部通风机断电时，装置能切断供风区域的动力电源并闭锁。局部通风机停止运转，停风区域内瓦斯浓度达到3.0%以上时，闭锁装置能闭锁局部通风机电源，须人工解锁，方可启动局部通风机。瓦斯传感器故障或断电时，闭锁装置能切断传感器监测区域内的动力电源并闭锁。因主机发生故障而失电时，闭锁装置能切断整个监测区139、域的动力电源并闭锁。闭锁装置必须具有延时功能，当装置接通电源1min内，应继续闭锁相应区域内的被控设备电源。恢复到正常停风状态或故障设备恢复正常并达到稳定运行后，装置能自动解锁。必须使用专用工具方可通过闭锁装置对局部通风机进行解锁，不允许对已闭锁的动力电源进行人工解锁。三、风电瓦斯闭锁装置 我国现有的风电瓦斯闭锁装置有多种型号，实现其功能的方法、采用的电路形式及器件等大小不同，但基本结构形式却大同小异。下面介绍两种较为常用的风电瓦斯闭锁系统。1.FDZB1A型风电瓦斯闭锁装置 （1）概述。FDZB1A型风电瓦斯闭锁装置由主机、3只甲烷传感器和1只风筒传感器组成，能可靠地实现风、电、瓦斯闭锁功能140、。适用于高瓦斯和瓦斯突出掘进工作面等地点。（2）工作原理简介。三路瓦斯传感器信号进入主机，首先经光电耦合电路隔离，再进入主机处理电路。这样，可使传感器信号和主机处理电路不发生直接联系。经光电耦合隔离后的三路信号一律分为三个去向：进模拟转换电路，转换成所需的频率、电流或电压信号以备远传；进入计数逻辑电路；进选通器，按顺序选通后再经定时控制器整形送至计数显示电路。定时器的秒脉冲信号经分频后去控制选通器及通道显 示器，使通道显示与被选通信号保持同步。局扇状态信号输入后，一要进入逻辑组合电路，二要转换成无电压触点，以备远传。上述甲烷浓度信号、局扇状态信号、风量开关信号及甲烷传感器失电故障等信号进入逻辑141、电路，经逻辑计算或组合后，输出四个控制开关量，分别去控制工作面开关、巷道总开关、局扇开关及被串工作面开关，从而实现风、电、甲烷闭锁功能。（3）安装、调试。装置在下井使用前，需要在地面进行通电检查和功能试验，确保其在井下能正常使用。接线。打开装置接线腔盖子，按说明书内容将甲烷传感器、风筒风量开关、被控设备开关、电源等与装置主机正确连接。通电试验。首先检查接线是否正确，再将主机、传 感器通电，检查传感器示值是否与主机显示相符。通电1min后，若闭锁状态指示灯不亮，传感器不报警，且各传感器的显示数值与主机显示的数值相符，则表明本装置电源接通，开始正常运行。检查和调整：调整传感器零点：用小旋具轻轻旋转142、电位器。观察显示器，待显示值为0.01或0.02时停止调整，此值即可视为零点。校准传感器灵敏度：将标准浓度甲烷气体按一定流量通入传感器探头内，观察显示值，待数字稳定后看数值是否准确，否则调整灵敏度电位器使显示值与标准气样浓度标值相符。调试装置的各种功能。井下安装与运行。该装置在地面检测与试验无误后 即可下井进行安装和调试。安装：主机安装在配电点、机电硐室等距传感器不超过1000m，供电及安装方便的地方。传感器按相关标准安设。井下调试：将主机送电后，逐个调整甲烷传感器的零点，启动K4，随后启动K1、K2、K3，使装置投入巡回检测。装置正常工作12天后，用新鲜空气和1.5%CH4气样通入甲烷传感器143、，核准零点、灵敏度以及断电点。T3控制的K3断电点为0.5%CH4。装置正常使用时，每7天进行一次甲烷传感器T1、T2、T3的零点和灵敏度的标定。检查装置断电、复电、闭锁等功能。此项工作需要在掘进工作面停产时间内进行。维护：装置应由专门维护人员进行维修，维修应有维修记录等。装置防爆面要特别注意保养。在出现故障后，应根据原理进行分析和判断，将故障范围逐渐缩小，严禁乱拧电位器，不得带电开盖，不得擅自更改原电路电气参数及元器件编号和规格等。2.KG7005智能型风电瓦斯闭锁装置 （1）概述。KG7005智能型风电瓦斯闭锁装置是防止掘进工作面和回风巷道瓦斯爆炸事故的一种智能型多功能装置。该装置由1台主144、机、3只KG3019智能型高低浓度甲烷传感器、1台KF4002型备用供电器、2只KP1005型远程断电器及1只KG5009型风筒风量开关组成，能可靠地实现风、电、瓦斯闭锁功能。（2）工作原理。主机接收三路甲烷传感器信号、一路 风筒风量开关信号和局扇开停状态信号，并对三路甲烷信号进行巡回显示，将三路瓦斯信号转换成所需的电流、电压、频率信号远传至监测系统分站。根据三路甲烷浓度大小、风筒风量开关状态和局扇开停状态，输出四个控制开关量，分别控制被控开关，实现风、电、瓦斯闭锁功能。装置可单机使用，也可与各种监测系统配套使用。通过远程断电器具有断电功能。（3）安装调试与维护：下井安装使用前的准备。装置在下145、井使用前，必须在地面进行检查和功能试验。.将KG7005智能型风电瓦斯闭锁装置主机、KG3019智能型高低浓度甲烷传感器、KF4002型备用供电器、KP1005智型远程断电器、KG5009型风筒风量开关及被控制设备等正确地连接。.通电试验：检查接线正确无误后，即可通电试验。主机和甲烷传感器通电后，主机通道位的数码管依次显示1、2、3（每通道显示2s，6 s，循环一次），符号位数码管显示“0”或“1”，三位数字数码管显示某一数值。通电1min后，利用调偏法将各传感器显示的数值调节为0.00。此时，若主机观察窗中的闭锁状态指示灯不高，传感器不报警，各传感器显示的数值与主机显示的数值相符，被控设备可146、以启动，则表明装置开始正常运行。c.检查和调整。装置通电后，如无异常现象，预热几分钟之后，即可以检查和调整。调整甲烷传感器高、低浓检测元件的零点和灵敏度：把新鲜空气和标准甲烷气按规定流量通入甲烷传感器探头内，用小旋具轻轻调整零点电位器和灵敏度电位器使示值相符。风筒风量开关控制螺栓的调整：根据被监测风筒直径的大小，适当调节风筒风量开关的控制螺栓，使得当风量充足时，控制螺栓能压下转换开关的按钮，使其常闭触点断开；当风量低于预定值时，控制螺栓能自动松开转换开关的按钮，使其常闭触点闭合。调试装置的各种功能：下井使用前，必须在地面对本装置的各种功能进行全面细致的调试和检验。利用甲烷气样或调偏法及人为创造147、条件对各功能进行全面测试，观察结果是否正确。井下安装使用。严格按照此装置说明书和相关规定要 求对装置主机及传感器等接线和安装。井下安装12天后要进行复查和调整。在一般情况下，每隔一周就应进行一次复查和调整，以保证装置测量准确、动作无误、功能正常。a.本装置的管理使用及维护人员应熟悉本装置的功能、特征和操作主法。当局部通风机因计停电或其他原因停止运行时，在恢复通风前，若T13%CH4或T23%CH4，则局部通风机被闭锁，不能启动。此时只有利用专用工具（即解锁开关钥匙），将解锁开关控制螺钉拧到底，使触点处于闭合状态，才能使装置进入自动排放瓦斯的工作状态，巷道总开关和工作面开关被闭锁，送不上电。当瓦148、斯浓度降至1%以下时，必须将解锁开关复位，使其触点处于断开状态，装置转入正常工作状态。否则，巷道总开关和工作面开关就送不上电。b.若某一传感器断线或其他原因使显示值小于-0.50，则工作面开关断电闭锁，应及时排除故障。恢复工作后延时30s，才能转入正常工作。c.主机断电，则巷道总开关、工作面开关、被串工作面开关均断电并闭锁。d.应指定专门维护人员使用、维护本装置。e.装置出现故障后，不要带电打开装置外壳，不要擅自改变电路参数和引线。f.经常清除装置上的灰尘，特别是传感器粉末治金罩和防风保护罩，必须定期清洗。清洗时注意保护催化元件。g.装置的防爆面要特别注意保养，故拆卸重新装配时，要注意防爆面的149、清洁。h.当传感器输出过高或过底无法调整时，应及时更换催化无件。催化元件受过高浓度瓦斯冲击后，应及时校准或更换，符合标准后才可继续使用。第三部分安全操作技能第十章 煤矿安全监控系统的安装使用和维护本章培训与考核要点：了解关于煤矿安全监控系统的一般规定；掌握传感器设置的通用要求；掌握煤矿安全规程对煤矿安全监控设备安装、使用与维护的规定。第一节第一节 安全监控系统的安装和管理安全监控系统的安装和管理 一、一般规定 1.机构设置 煤矿企业应建立安全仪表计量检验制度。矿区应建立安全仪表计量鉴定站，负责校准气样配置、计量检定、各种安全监控设备的性能检验和大修等工作，并对各矿技术进行指导。各矿必须建立安全150、监控管理机构，负责安全监控设备的安装、调试和维护工作。安全监控管理机构应配备一定数量具有安全监控和通风专业知识的工程技术人员和安全监测工。安全监测工必须经过专业培训，经有关站门考试合格并持证上岗。2.装备要求 煤矿安全监控设备装备标准应以保障煤矿安全生产为原则。因此，煤矿安全监控设备和装备标准主要依据矿井瓦斯等级、自燃发生状况等确定，并不考虑矿井的生产能力。这是因为对于小煤矿，并不因为其产量小，而使发生事故的概率小或每次事故的伤亡人数少，并且由于小煤矿井田尺寸小，在同样装备标准条件下，安装监控设备投入的总量要少，总造价要低。由于矿井安全监控系统除具有瓦斯超限声光报警、超限断电、瓦斯风电闭锁的功151、能外，还可在地面监视和存储矿井瓦斯等参数变化、馈电/断电状态等，具有可靠性高、漏报概率小、功能强等优点。因此，高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井必须装备矿井安全监控系统。有条件的低瓦斯矿井应优先装备矿井安全监控系统。没有装备矿井安全监控系统的矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面，必须装备瓦斯风电闭锁装备或风电闭锁装置和瓦斯断电仪。瓦斯风电闭锁装置除具有瓦斯断电仪的全部功能外，还具有风电闭锁功能，其功能较风电闭锁装置和瓦斯断电仪两种仪器共同使用时的全部功能多。因此，有条件时应优先采用瓦斯风电闭锁装置。没有装备矿井安全监控系统的无瓦斯涌出的岩巷掘进工作面，必须装备风电闭锁装置，也可以装备瓦斯152、风电闭锁装置。没有装置矿井安全监控系统的低瓦斯矿井的采煤工作面，必须装备瓦斯断电仪，也可装备瓦斯风电闭锁装置。3.对安全监控设备的要求 煤矿安全监控设备必须工作稳定、性能可靠，严禁由于设备在设计和制造中的隐患引起瓦斯、煤尘爆炸等事故或危及人身安全。为确保煤矿安全监控设备的产品质量，煤矿安全监控设备必须符合有关国家标准和行业标准，通过煤炭行业标准化归口审查，通过国家质量技术监督局认证的检测机构的防爆检验，并取得“MA”标志准用证。用于爆炸环境的煤矿安全监控设备，还必须通过国家质量技 术监督局认证的检测机构的防爆检验，并取得“防爆合格证”。在各种防爆形式中，本质安全型防爆电气设备具有防爆安全性能好153、体积小、重量轻、电缆上传递的信号安全可靠的优点。因此，用于爆炸性环境的煤矿安全监控设备应优先采用本质安全型，防爆型煤矿安全监控设备之间的输入/输出信号必须为本质安全型信号。煤矿安全监控设备之间必须使用专用阻燃电缆连接，严禁与调度电话电线和动力等共用，确保其本质安全防爆性能。同时当监控信号电缆发生故障时，还可通过调度电话及时了解井下瓦斯浓度等信息。若监控信号与调度电话共用电缆，其本质安全防爆性能难以保证，并且当电缆发生故障时，监控设备和调度电话均无法正常工作，不能及时了解井下瓦斯浓度等信息。为防止安全监控设备发生故障时无法实现瓦斯超限断电的 功能，安全监控设备必须具有故障闭锁功能。当与闭锁控制154、有关的设备未投入正常运动或发生故障时，必须切断该设备所监控区的全部非本质安全设备的电源并闭锁；当与闭锁控制有关的设备正常工作并稳定运行后，自动解锁。瓦斯超声光报警、断电及掘进工作面停风后断电是矿井安全监控系统的最根本功能。因此，矿井安全监控系统必须具备瓦斯断电仪和瓦斯风电闭锁装置的全部功能。为防止系统主机和电缆发生故障时无法实现瓦斯超限声光报警、断电和停风断电，瓦斯断电仪和瓦斯风电闭锁装置的全部功能必须由现场设备完成，当主机和系统发生故障时，系统必须保证瓦斯断电仪和瓦斯风电闭锁装置的全部功能。为保证对瓦斯浓度的连续监控，矿井安全监控系统、瓦斯风电闭锁装置、瓦斯断电仪必须装备备用电池。当电网停电155、后，必须保证正常工作时间不小于2h。为防止雷电通过矿井安全监控系统引起井下瓦斯爆炸，系统必须具有防雷保护。为防止人为取消断电功能，保证煤矿安全生产，系统必须具有断电状态和馈电状态检测、报警、显示、存储和打印报表功能。二、安装时注意事项 安全监控设备的安装要根据矿井生产和安全的需要，按煤矿安全规程第一百五十九条进行编制设计：“采区设计、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，信号电缆的敷设，控制区域等做出明确规定，并绘制布置图。”设计要有文字说明，要有矿井或采区采掘工作方面布置图和供电系统图。在乎平面图上标明传感器、分站、专用开关在系统的位置及电缆敷设线路d供电系统图上156、表明监控设备的供电电源开关在系统的位置，并说明每台仪器的报警、断电设定值和断电范围。安全监控管理机构负责安全监控设备的安装、调试和维护工作。安装安全监控设备前，必须根据已批准的作业规程或安全技术措旋提出“安装申请单”分别送通风和机电部门.安装断电控制系统时，使用单位或机电部门必须根据断电范围要求提供断电条件，接通并下电源及控制线，在连接时必须有安全监测人员在场监护。为防止瓦斯超限断电，切断安全监控设备的供电电源，安全监控设备的供电电源必须取自被控开关的电源侧，严禁接在被控开关的负荷侧。与安全监控设备关联的电气设备、电源线等在排除故障或改变线路时，必须与安全监控管理部门共同处理，检修与安全监控设157、备关联的电气设备，需要安全监控设备停止运行时，必须经过矿调度室同意，并制定安全措施后方可进行。模拟量传感器应设置在能正确反映被测物理量的位置。开关量传感器应设置在能正确反映被监测状态的位置。声光报警器应设置在经常有人工作的便于观察的地点。井下主站或分站，应设置在便于人员观察、调试、检验及支护良好、无滴水、无杂物的进风巷道或硐室中，安设时应垫支架，使其距巷道底板不小于300mm，或吊挂在巷道中。隔爆兼本质安全型等复合型本质安全型防爆电源，应设置在采区变电所，严禁设置在断电范围内。隔爆兼本质安全型防爆电源严禁设置在低瓦斯和高瓦斯矿井的采煤工作面、回风巷内，煤（岩）与瓦斯突出矿井和采煤工作面、进风巷158、和回风巷内，采用串联通风的被串联采煤工作面、进风巷和回风巷内以及采用串通风的被串掘进巷道内。三、安装前的检查和调试 安全监控设备在安装前必须在井上逐台进行全面的性能检查和调试试验，必须达到：防爆性能符合要求，仪器指标和跟踪误差不超过技术规定，各项功能正常，零配件齐全。1.直观检查 （1）防爆性能应符合要求，防爆标志明显。（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。（4）插入式连接的插件接触良好，焊点无虚焊、干焊、漏焊等现象。2.技术指标和功能试验 实验前检查仪器指示是否有偏差，发现偏差要用螺丝刀调到指示为零159、，然后对主机、传感器、分站、接收机、记录仪等按其实际需要进行接线。接完后，要检查接线是否正确，无问题后准备送电试验。送电前，要用电压表检查电源电压是否与仪器使用电压一致，确认无误后方可送电。各仪器通电预热，待稳定后，进行主要指标和功能试验。（1）传感器本质安全电源试验 用电流表检测传感器短路电流值，用电压表检测传感器开路最大电源值，其短路电流值和开路电压值均应符合本质安全电源的规定。有双重保护的电路要分别进行检测，双重电路都要符合本质电源的规定。（2）通气试验 通气试验要使用气体流量计，因各种仪器传感器不同，对通气量要求也不同。在校对试验时，通入气体的流量一定要控制在仪器说明书规定的数据范围内160、。指示与跟踪试验。按仪器说明书规定的气体量通入新鲜空气，调整仪器零点电位器，使仪器指示为零；通入标准浓度的瓦斯气样，调整仪器指示精度电位器，使仪器指示为标准气样的浓度数值。线性试验。井上试验时应配备浓度为0.5%、1.0%、1.5%、3.0%等多种瓦斯标准气样，做线性试验一般要选用3种以上浓度的气样，按顺序通入仪器，看仪器的指示情况，如出现的差值不超过仪器规定的误差范围，即认为合格。报警、断电、停测功能试验。由于仪器种类不同，报警、断电点的设置方式也不同。多数仪器采用调节电位器的方法设置，也有的仪器利用遥控器设置。无论采用哪种方式，在井上试验时都要将报警、断电点设置为入井后使用的数值，然后分别161、试验，其误差不应超过出厂时的技术规定。试验断电功能时，要用一块能测量电阻的电表分别接在继电器的常开或常闭的触点上，检查通断是否灵敏可靠。对高、地浓度自动转换功能的传感器，要通入高于其转换浓度的瓦斯气样，看其转换是否可靠。如果需要也可对其他项目，如传感元件的反应时间、电压波动对准确度的影响、绝缘电阻测定、载波频率是否准确等进行试验。通过对仪器的全面检查、试验，确认一切符合要求，各项功能正常后，即可投入安装。第二节 传感器的安装和设置 一、瓦斯传感器的安装和调试 （一）通用要求 由于瓦斯的密度小于空气，因此瓦斯传感器应布置在巷道上方且不影响行人和行车、安装维护方便的地方，瓦斯传感器应垂直悬挂，距顶162、板不得大于300mm，距巷道侧壁不得小于200mm。该巷道顶板要坚固、无淋水。在有风筒的巷道中，严禁悬挂在风筒头和风筒漏风处。由于回风巷煤壁中有瓦斯涌出，因此，回风巷瓦斯平均浓度一般不低于工作面瓦斯浓度。由于回风巷瓦斯传感器设置在甲烷与空气混合均匀、风流稳定的位置，而工作面瓦斯传感器设置在瓦斯与空气混合不均匀的位置，因此 工作面瓦斯传感器的断电浓度一般为1.5%CH4，回风巷瓦斯传感器的断电浓度一般为1.0%CH4，即工作面瓦斯传感器的断电浓度一般大于回风巷瓦斯传感器的断电浓度。同理，掘进工作面瓦斯传感器的断电浓度一般大于回风流中瓦斯传感器的断电浓度。（二）采煤工作面瓦斯传感器的设置 1.采煤163、工作面回风巷瓦斯传感器的设置 为保证采煤工作面回风巷瓦斯传感器能正确反应采煤工作面回风巷内的瓦斯含量，回风巷瓦斯传感器应设置在瓦斯等有害气体与新鲜风流混合均匀且风流稳定的位置，如图10-1所示。其报警浓度为1.0%CH4，断电浓度为1.5%CH4复电浓度为 1.0%CH4，断电范围为工作面和回风巷内的全部非本质安全型电气设备。2.采煤工作面进风巷瓦斯传感器的设置 用于监测有煤与瓦斯突出矿井的采煤工作面进风巷瓦斯 传感器，应尽量靠近工作面设置，如图10-2所示，以便及时监测采煤工作面的瓦斯情况。其报警浓度为0.5%CH4，断电浓度为0.5%CH4，复电浓度为0.5%CH4，断电范围为进风巷内的全164、部非本质安全型电气设备。（三）掘进工作面瓦斯传感器的设置 1.掘进工作面回风流瓦斯传感器的设置 为保证掘进工作面回风流瓦斯传感器能正确反映掘进工作面回风流中的瓦斯含量，回风流瓦斯传感器应设置在瓦斯等有害气体与新鲜风流混合均匀且风流稳定的位置，如下图10-3所示。其报警浓度为1.0%CH4，断电浓度为1.0%CH4，复电浓度为 1.0%CH4，断电范围为掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。采用串联的掘进工作面，必须在被串工作面局部通风机前设置掘进工作面进风流瓦斯传感器，如图10-4所示。其报警浓度为0.5%CH4，断电浓度为0.5%CH4，复电浓度为 0.5%CH4，断电范围为被串掘进巷道内全部165、非本质安全型电气设备。（四）机电硐室瓦斯传感器的设置 设在回风流的机电硐室的进风侧中必须设置甲烷传感器，如图10-5所示。其报警浓度为0.5%CH4，断电浓度为0.5%CH4，复电浓度为 0.5%CH4，断电范围为机电硐室内全部非本质安全型电气设备。（五）装煤点和运输巷道瓦斯 传感器的设置 1.装煤点瓦斯传感器的设置 高瓦斯矿井的主要进风运输巷道 内使用架线电机车时，装煤点处必须 设置瓦斯传感器，如图10-6所示。其 报警浓度为0.5%CH4，断电浓度为 0.5%CH4，复电浓度为 0.5%CH4，断电范围为装煤点处上风流100m内及其下风流的架空线 电源和全部非本质安全型电气设备。2.运输巷166、道瓦斯传感器的设置 高瓦斯矿井进风的主要运输巷道使用架线电机车时，在瓦斯涌出巷道的下风流中必须设置瓦斯传感器，如图10-7所示。其报警浓度为0.5%CH4，断电浓度为0.5%CH4，复电浓度为0.5%CH4，断电范围为瓦斯 涌出巷道上风流100m内及其下风流的架空线电源和全部非本质安全型电气设备。（六）机车内瓦斯传感器的设置 在煤（岩）与瓦斯突出矿井和瓦斯喷出区域中，进风的主要运输巷道和回风巷道使用矿用防爆特殊型电机车或防爆型柴油机车，蓄电池机车内必须设置车载式瓦斯断电仪或便携式瓦斯检测报警仪，柴油机车内必须设置便携式瓦斯检测报警仪。当瓦斯浓度超过0.5%CH4时，必须停止机车运行。（七）瓦斯167、抽采泵站瓦斯传感器的设置 瓦斯抽采泵站应在室内设置瓦斯传感器，在抽采泵输入管路中设置瓦斯传感器。利用瓦斯时，还应在输出管路中设置瓦斯传感器。二、其他传感器的设置 1.风速传感器和压力传感器的设置 每一个采区、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10m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。装备安全监控系统的矿井，其主要通风机的风筒应设置压力传感器。2.瓦斯抽采泵站流量、温度和压力传感器的设置 瓦斯抽采泵站的抽采泵输入管路中应设置流量传感器、温度传感器和压力传感器；利用瓦斯时，还应在输出管路中设置流量传感器、温度传感器和压力传感器168、。3.一氧化碳传感器和温度传感器的设置 自然发火矿井应设置一氧化碳传感器，一氧化碳传感器除用做环境监测外（报警浓度为0.0024%），还用于自然发火预测。一氧化碳传感器应布置在巷道的上方，且应不影响行人和行车，安装维护方便。一氧化碳传感器应垂 直悬挂，距顶板不得大于300mm，距巷道壁不得小于200mm，一氧化碳传感器应设置在风流稳定、一氧化碳等有害气体与新鲜风流混合均匀的位置。一氧化碳传感器用于自然发火预测时，应以每天一氧化碳平均浓度的增量变化为依据。一氧化碳传感器的设置如图10-8所示。自然发火矿井应设置温度传感器。温度传感器除用做环境监测外（报警温度为30），还用于自然发火预测。温度传感169、器应布置在巷道上方，且应不影响行人和行车，安装维护方便。距顶板不得大于300mm，距巷道侧壁不得小于200mm。温度 传感器应设置在风 流稳定的位置，如 图10-9所示。温度 传感器用于自然发 火预测时，应以每 天平均温度的增量 变化为依据。4.开关传感器的设置 装备矿井安全监控系统的矿井，其主要通风机、局部通风机必须设置设备开停传感器，主要通风门应设置风门开关传感器，被控设备开关的负荷侧必须设置馈电状态传感器。三、调试 煤矿安全规程第一百六十二条规定：“安全监控设备必须定期进行调试、校正，每月至少一次。甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪等采用载体催化元件的甲烷检测设备，每7天必须使用校准气样和170、空气样调校1次，每7天必须对甲烷超限断电功能进行测试。”为保证安全监控设备灵敏可靠，安全监控仪器及设备必须定期调试校正，每月至少1次。在设备验收时、安装前，也必须调试校正。由于瓦斯载体催化元件的稳定性不小于7天，因此，采 用载体催化元件的瓦斯传感器、便携式瓦斯检测报警仪等，每隔7天必须使用校准气样，按产品使用说明书的要求调校一次。为保证瓦斯超限断电闭锁和停风断电功能准确可靠，每隔7天必须对瓦斯超限断电闭锁和瓦斯风电闭锁功能进行调试。安全监控仪器及设备，其校正包括零点、灵敏度、报警点、断电点、复电点、指示值、控制逻辑等。监测气体的安全监控仪器及设备，应采用空气样和相应的标准气样或标准气体进行调试171、和校准；测量风速的安全监控仪器及设备，选用经过标定的风速计校对，测量温度的安全监控仪器及设备，选用经过标定的温度计校对。安全监控设备发生故障时必须及时处理，在故障期间必须采用人工监测等安全措施，并填写故障登记表。四、使用和维护 井下安全监测员必须24h值班，应按煤矿安全规程第一百六十三条的规定进行操作：“必须每天检查安全监控设备及电缆是否正常，使用便携式甲烷检测报警仪或便携式光学甲烷检测仪与甲烷传感器进程对照，并将记录和检查结果报监测值班员；当两者读数误差大于允许误差时，先以读数较大者为依据，采取安全措施并必须在8h内对2种设备调校完毕”。安装在采煤机、掘进机和电机车上的机载断电仪，由司机负责172、监护，并经常检查清扫。对需要经常移动的传感器、声光报警器、断电器及电缆等安全监控设备，必须由采掘班组长负责按规定移动，严禁擅自停用。分站、传感器、声光报警器、断电器及电缆等安全监控设备，由所在采掘区的区队长、班组长负责保管和使用，如有损坏应及时向安全监控管理机构汇报。凡经大修的传感器，必须经计量检定合格后方可下井使用。矿井安全监控系统中心站必须实时监控全部采掘工作面瓦斯浓度变化及被控设备的通、断电状态。矿井安全监控系统中心站值班员必须认真监视显示的各种信息，详细记录系统各部分的运行状态，负责打印监测日报表，报矿长和技术负责人审阅。接到报警后，值班员必须立即通知通风调度和生产调度。值班组长必须对当日获得的信息进行分析整理，写出主要情况、问题及处理意见的书面报告，并送有关部门、矿长和技术负责人签阅。便携式瓦斯检测报警仪应设专职人员负责充电、收发及维护。每班要清理隔爆罩上的灰尘，下井前必须检查便携式瓦斯检测报警仪的零点和电压值，不符合要求的禁止 发放使用。便携式瓦斯检测报警仪应固定专人使用，使用时要严格按照产品说明书进行操作，严禁擅自调校和拆开仪器。