《煤矿安全规程》电气部分修订意见

提出严禁矿用一般型照明灯具、通信、自动化装置和仪器仪表等小功率非防爆设备用于煤矿井下;照明灯具应采用LED等冷光源,优选本质安全型或本质安全型与浇封型或隔爆型等其他防爆型式的复合型;用于煤矿井下的监控、通信、监视、控制设备和仪器仪表应优选本质安全型,设备之间传输的信号必须是本质安全型信号;大功率电气设备应优选隔爆型电气设备,隔爆型电气设备应将接线腔与主腔分腔布置。提出矿用通信与信号电缆和光缆可以盘圈。提出与隔爆型电气设备连接的矿用电缆必须耐爆;严禁矿用通信与信号电缆和光缆直接与单一隔爆型电气设备连接;与隔爆兼本质安全型电气设备连接的矿用通信与信号电缆和光缆必须耐爆。提出煤矿井下严禁使用铝芯电缆。提出用于局部通风机的欠压保护和失压保护应有延时措施;除掘进、开拓和临时施工场所外,尽量减少局部通风机的使用;严禁在形成全风压通风的回采工作面使用局部通风机稀释上隅角瓦斯等。提出矿灯应采用LED等冷光源,应采用本质安全型或本质安全型与浇封型等其他防爆类型的复合型;光源及灯绳(电池与头灯分离时)中传输的电能必须是本质安全型;严禁白炽灯等特殊型矿灯用于煤矿井下。     

矿用隔爆兼本质安全型动力中心(负荷中心)

<正>矿用隔爆兼本质安全型动力中心由天地(常州)自动化股份有限公司研制推出,为移动式成套设备,由矿用隔爆型高压真空开关、矿用多绕组干式变压器和多电压多回路矿用隔爆兼本质安全型组合开关等组合而成。该动力中心适用于含有甲烷混合气体、具有煤尘爆炸危险的煤矿井下,可向综采工作面各采、运、支设备     

KGE28型矿用胶带跑偏开关

KGE28型矿用胶带跑偏开关由天地(常州)自动化股份有限公司研制推出,可用于胶带输送机胶带跑偏的检测和保护,为矿用本质安全型电气设备,适用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的煤矿井下,也适用于煤炭、冶金、化工、粮食、运输等行业以及选煤厂、钢铁厂、热电厂、粮库、港口等地面恶劣环境     

煤矿监控新技术与新装备

分析了2004—2013年全国煤炭产量、事故总量、百万吨死亡率和重特大事故变化情况:煤炭产量平均每年增长1.94亿t,事故起数平均每年减少337起,死亡人数平均每年减少551人,百万吨死亡率平均每年减少0.310。提出了低瓦斯和高瓦斯矿井宜选用热催化矿用甲烷传感器;煤(岩)与瓦斯突出矿井宜选用矿用激光甲烷传感器;回采工作面上隅角、掘进工作面、高冒地点、采掘设备、运输设备等宜采用矿用无线传感器,并通过无线输电解决矿用无线传感器供电问题;救护队超前有害气体探测、采空区气体探测、高冒顶板等人员不便到达的地点气体探测宜采用矿用气体遥测传感器;传感器自动调零适用于便携式气体检测仪和无线传感器。提出矿用分布式光纤测温系统监测采空区火灾的轴向布置和蛇形布置方法;煤矿井下胶带、电缆和电气设备火灾监测宜采用矿用分布式光纤测温系统。提出自动化采煤宜采用基于采煤模型的记忆割煤、远程控制方法;带式输送机节能控制宜选用激光胶带秤;矿井供电系统宜采用矿用光纤纵差保护和光纤闭锁综合防越级跳闸系统。     

煤矿井下安全避险“六大系统”的作用和配置方案

研究了煤矿安全监控系统在瓦斯、火灾等重特大事故监控与预警和事故调查中的作用,提出了系统的配置方案及基于煤矿安全监控系统的煤矿瓦斯爆炸等事故直接原因的认定方法;研究了煤矿井下人员位置监测系统在遏制超定员生产、事故应急救援等方面的作用,提出了系统设置方法;提出了以矿用调度通信系统和矿井广播通信系统为基础、矿井移动通信系统为补充的矿井通信联络方案,提出了严禁采用矿用IP电话通信系统和矿井移动通信系统替代矿用调度通信系统的观点;提出了高瓦斯矿井的入井人员宜携带隔离式自救器,且隔离式自救器宜选用压缩氧隔离式自救器的方案;提出了避难硐室的装备要求和避难硐室性能价格比优于救生舱的观点;介绍了矿井压风自救系统和供水施救系统。     

煤矿智能化与矿用5G

针对煤矿井下电气防爆、无线传输衰减大等特点,分析了矿用5G技术和适用范围:矿用5G宜采用本质安全型防爆;用于控制的矿用5G应具有较强的抗干扰能力;采煤工作面和掘进工作面地面远程控制宜选用矿用5G;煤矿井下车辆无人驾驶地面远程控制宜选用矿用5G;没有针对矿井移动通信特点研发的矿用5G性价比低于矿用WiFi移动通信系统;严禁用矿用5G移动通信系统替代矿用有线调度通信系统;没有针对煤矿安全监控特点研发的矿用5G不能替代煤矿安全监控系统;没有针对矿井动目标精确定位特点研发的矿用5G定位精度低于矿用UWB精确定位系统;450～6 000 MHz频率范围的矿用5G传输速率低于矿用WiFi6;没有针对煤矿井下固定设备监控特点研发的矿用5G可靠性低于矿用有线监控系统。指出了亟需针对煤矿井下安全生产特点,研发矿用5G,而不仅仅是对现有地面5G产品进行防爆改造。     

立胜煤矿“1·5”特别重大电气火灾事故分析及防范措施

分析了立胜煤矿"1.5"特别重大电气火灾事故的发生时间、事故类型、发生地点及事故原因,认为该次事故为火灾事故,发生在2010-01-05T12:05中间井三道暗立井内,并得出导致该次事故的直接原因:中间井三道暗立井内有一根老化、破损的非阻燃电缆短路着火;矿井主要通风机在事故发生前没有运行,没有独立通风系统,通风设施不全,违规串联通风,中间井缺乏供水系统;矿井在-240 m水平以下区域无逃生通道;井下作业人员没有佩带自救器。最后提出了预防该类事故发生的措施:(1)严禁使用非阻燃电缆和老化、破损电缆;(2)严禁使用明令禁止的电器开关和设备,矿井供电系统必须按规定和标准设置漏电、过流和接地保护装置,并整定和校验;(3)除掘进工作面和临时作业场所外,井下其它巷道和作业地点均应有不少于2条通达地面的步行安全通道,每一个水平到上一个水平和各个采区都必须至少有2个可与通达地面的安全出口相连的行人安全出口;(4)矿井提升设备必须具有煤安标志;(5)矿井主要通风机不得停止运行,矿井必须具有独立的通风系统,必须按《煤矿安全规程》要求设置通风设施;(6)井下必须安装供水系统;(7)井下作业人员必须佩带压缩氧自救器。     

煤矿机电及运输事故防治的紧迫性研究

分析了2005—2010年全国煤矿死亡事故中顶板、瓦斯、水灾、火灾、运输、机电、爆破等各类事故数占事故总数的比例及每起事故的平均死亡人数,指出运输和机电事故死亡人数分别居第3位和第5位,共占死亡总人数的13.72%;指出电气火源是引爆瓦斯的第一火源,且2010年由机电事故引发的矿井火灾占火灾事故总数的80%,得出加强煤矿机电事故防治工作是遏制瓦斯爆炸事故及矿井火灾的迫切需要的结论;最后指出,应加强机电及运输事故防治工作,以减少由煤矿机电、运输事故引发的瓦斯爆炸事故和火灾事故。     

基于嵌入式系统的矿用隔爆型馈电开关监控系统的设计

将基于ARM7的嵌入式系统集成到矿用隔爆型馈电开关中,实现了井下矿用隔爆型馈电开关现场数据的实时采集和井下工业以太网的快速接入;地面监控站利用套接字编程,实现了与嵌入式馈电开关监控系统的交互;利用ASP.NET构建基于B/S架构的Web服务平台,实现了馈电开关的信息查询和远程智能监控。基于ARM7嵌入式系统的矿用隔爆型馈电开关监控系统提高了井下馈电开关的操控水平,也为煤矿井下其它电气设备的智能远程监控系统的设计提供了借鉴。     

《煤矿安全规程》传感器设置修订意见

提出增设用于煤(岩)与瓦斯突出报警的风向、风速和进风巷甲烷传感器,煤(岩)与瓦斯突出矿井应采用全量程甲烷传感器或高低浓甲烷传感器。提出采煤工作面上隅角应设置甲烷传感器。提出自移式液压支架、刨煤机、锚杆钻车、连续采煤机、梭车等应设置甲烷传感器。提出采掘工作面应设置粉尘传感器;压风机应设置温度传感器。提出严禁在回风流中设置机电硐室。提出高瓦斯矿井严禁使用架线电机车;严禁在煤(岩)与瓦斯突出矿井的回风巷道内使用矿用防爆特殊型蓄电池电机车和矿用防爆型柴油机车;矿用防爆型柴油机车必须设置车载式甲烷控制器或便携式甲烷检测报警仪。明确了一氧化碳报警浓度0.0024%CO是影响健康的报警浓度,采空区火灾报警应采用一氧化碳浓度变化等。     

煤与瓦斯突出报警方法

分析得出近10年煤矿重特大瓦斯事故起数和死亡人数分别占煤矿重特大事故起数和死亡人数的62.3%和66.5%。提出了用于煤与瓦斯突出报警的甲烷、风速、风向等传感器布置方法。提出了基于煤矿安全监控系统的煤与瓦斯突出报警方法,即监测和分析甲烷浓度、风向、风速、传感器故障等,在出现以下情况时发出声光报警信号,切断煤矿井下全部非本质安全电气设备电源,撤出煤矿井下作业人员:甲烷浓度迅速增高或超过报警浓度,且风速不低于正常值;甲烷浓度迅速增高或超过报警浓度,进风巷风流逆转;进风巷甲烷浓度迅速增高或超过报警浓度等。     

《煤矿安全规程》监控、通信与监视修订意见

提出了《煤矿安全规程》修订应增加矿井移动通信、广播通信、视频监视、人员定位、煤炭产量监测、矿井火灾监控、矿山压力监测、水文监测、远程监控等内容。提出了严禁矿井监控系统与视频监视系统共用信道;矿井有线调度通信系统的电缆必须专用;主干网络应采用具有冗余功能的千兆或千兆以上矿用以太光网络;矿井移动设备和无线接入等应优选WiFi、ZigBee、4G等技术。提出了煤矿安全监控系统和矿井有线调度通信系统等的关键光缆和电缆应分设两条,从不同的井筒或一个井筒的不同位置进入井下;系统光缆和电缆应具有防护措施;底鼓不严重的矿井,系统光缆和电缆应埋入巷道底板与巷帮夹角处。提出了煤矿安全监控系统应具有主要通风机监控、瓦斯抽采监控功能;具有呼吸尘浓度、总粉尘浓度实时在线监测功能;具有风向监测功能;具有瓦斯变化率等分析功能;具有煤与瓦斯突出报警功能;高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井应选用全量程和高低浓度甲烷传感器,优选激光或红外甲烷传感器;采用载体催化元件的甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪等甲烷检测设备,必须定期使用校准气样和空气气样调校,每15d至少调校1次;甲烷超限断电功能每15d至少测试1次;高瓦斯和煤(岩)与瓦斯突出矿井的采煤工作面,必须在上隅角设置甲烷传感器,报警浓度为1.0%CH4,断电浓度为1.5%CH4,复电浓度为1.0%CH4等。     

煤矿井下本质安全电气系统设计及技术发展

我国目前还没有针对煤矿井下本质安全电气系统的标准,新版IEC 60079-25对I类本质安全系统的技术规定也很不完善。文章给出了本质安全电气系统的概念,分析了煤矿井下爆炸性环境的特殊性;针对整体或部分用于煤矿井下爆炸性环境中时需达到I类EPL Ma级或EPL Mb级保护水平、防爆类型为本质安全型"i"的本质安全电气系统,论述了系统结构设计和防爆参数评定的关键要素,并提出了实用方法;提出了系统设备故障分析和系统互连电缆故障分析方法;最后分析了国内外本质安全技术的现状及发展。     

无安全监控系统的煤矿特别重大瓦斯爆炸事故案例分析

分析了死亡105人的瑞之源煤业有限公司"12.5"特别重大瓦斯爆炸事故,得出结论:爆炸时间为2007-12-05T23:07;瓦斯爆炸爆源位于9号煤层40m掘采面;40m掘采面无风作业,造成瓦斯积聚,达到爆炸浓度界限;40m掘采面放炮产生火焰,引爆瓦斯,煤尘参与爆炸;该矿9号煤层没有设置煤矿安全监控系统,不能及时发现瓦斯超限,停电撤人;该矿井下机电管理混乱,电缆不使用防爆接线盒连接,井下大量使用非防爆三轮车,煤电钻不使用综保装置。     

煤矿井下采掘设备隔爆兼本安型电气控制箱的本安设计

针对煤矿井下采掘设备防爆兼本安型电气控制箱内本安电路与非本安电路并存、非本安电路的能量可能会窜入本安电路而影响本安电路防爆及本安性能的问题,从结构设计和电气隔离两方面介绍了煤矿井下采掘设备隔爆兼本安型电气控制箱的本安设计方法,给出了电气间隙、爬电距离、绝缘及耐压、接线端子、本安布线、电源变压器、本安隔离栅印制板等结构布置方法以及RS485通信隔离电路、模拟量隔离电路、压频变换电路、电阻信号隔离电路、开关量隔离电路、继电器隔离电路等电气隔离措施。应用表明,采用该方法设计的煤矿井下采掘设备隔爆兼本安型电气控制箱安全可靠,维护简便,能够满足煤矿井下的防爆要求。     

矿用5G频段选择及天线优化设置研究

矿井无线通信和矿用5G移动通信技术是煤矿智能化关键技术之一。为提高煤矿井下无线传输距离、绕射能力及无线通信系统的稳定性和可靠性,减少基站用量、组网成本和维护工作量,研究了矿用5G工作频段和基站天线位置对无线传输损耗和传输距离的影响。主要结论如下:①煤矿井下无线发射功率受本质安全防爆限制,接收灵敏度受电磁噪声限制,天线增益受本质安全防爆和巷道空间限制。在煤矿井下无线发射功率、接收灵敏度、天线增益受限的情况下,应通过优选无线工作频段和优化天线设置位置,提高矿井无线传输距离和绕射能力,提高系统稳定性和可靠性,减少基站用量、组网成本和维护工作量。②矿用5G工作频段应优选700 MHz。煤矿井下700 MHz频段与现有5G其他工作频段2.6,3.5,4.9 GHz相比,具有无线传输损耗小、无线传输距离远、绕射能力强、基站用量少、组网成本低和维护工作量小等优点。③提出的传输损耗/位置变化率分析方法便于分析巷道横向不同区域位置变化引起的无线传输损耗变化情况。④无线基站天线应靠近巷帮设置,距巷帮不小于0.01 m,垂向位于巷道高度约2/5处。这样既不影响行人和行车、便于安装维护,也可以满足无线传输损耗较小、无线传输距离较远的要求。⑤矿用手机、人员定位卡、便携式无线甲烷检测报警仪、多功能无线矿灯、便携式无线摄像机、便携式无线仪器设备、可穿戴无线设备、车辆定位卡、车载无线设备、无线摄像机、无线传感器、物联网设备等无线终端,在不影响使用的条件下应尽量靠近巷道中心,以提高无线传输距离。     

煤矿可移动式救生过渡站的配置及其供氧系统设计

介绍了一种新型煤矿井下紧急避险装备即煤矿可移动式救生过渡站的特点及安装位置,给出了过渡站内部配置方案及配置用途,介绍了基于压风供氧、压缩空气供氧和自救器供氧三级供氧方式的过渡站供氧系统的设计方法。该过渡站有效解决了煤矿发生瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出、火灾、塌陷等灾害性事故时避险人员的人身安全问题。     

矿用打钻防着火安全保护装置的设计

为了防止煤层瓦斯抽采钻孔时因煤粉自燃而导致一氧化碳浓度过高和瓦斯爆炸,设计了矿用打钻防着火安全保护装置。该装置通过传感器监测一氧化碳和瓦斯浓度,采用单片机实现高压风和压力水的自动转换控制。现场试验显示,在打钻期间钻孔煤粉发生自燃的情况下,该装置可以实现高压风和压力水的自动转换,及时将钻孔内燃烧的煤粉熄灭。