标准42矿井瓦斯抽采监测监控系统技术标准.doc

矿井瓦斯抽采监测监控系统技术标准
1 范围
本标准规定了瓦斯抽采监测监控系统的基本功能以及设计、安装、管理的要求。
本标准适用于煤矿井下瓦斯抽采监测监控系统的建设、安装和使用管理。
并标准适用于晋煤集团所属矿井。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
煤矿安全规程
煤矿瓦斯抽采达标暂行规定
AQ6201-2006 煤矿安全监控系统通用技术要求
AQ1029-2007 煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范
MT/T1126-2011 煤矿瓦斯抽采监控系统通用技术条件
GB50471-2008 煤矿瓦斯抽采工程设计规范
AQ1076-2009 煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计规范
AQ1027-2006 煤矿瓦斯抽放规范
3 术语和定义
3.1 矿井瓦斯抽采监测监控系统
矿井瓦斯抽采监测监控系统主要用来监测煤矿瓦斯抽采系统管路中甲烷浓度、一氧化碳浓度、压力、流量、温度、抽采泵状态、阀门状态等，并实现参数异常声光报警、瓦斯抽采泵和阀门控制等功能的系统。同时也对抽采泵站内环境甲烷浓度进行实时监测并预警。
3.2 传感器
将被测物理量转换为电信号输出的装置。
3.3 执行器
将控制信号转换为被控物理量的装置。
3.4 声光报警器
能发出声光报警的装置。
3.5 断电控制器
控制馈电开关或电磁启动等的装置。
3.6 分站
系统中用于接收来自传感器的信号，并按预先约定的复用方式远距离传送给传输接口，同时，接收来自传输接口多路复用信号的装置。
3.7 主机
主要用来接收监测信号、校正、报警判别、数据统计、磁盘存储、显示、声光报警、人机对话、输出控制、控制打印输出、与管理网络联接等。一般应选用工控微型计算机、双机或多机备份。
3.8 馈电异常
被控设备的馈电状态与系统发出的断电命令或复电命令不一致的现象。
3.9 瓦斯抽采主管路
用于抽排和输送整个矿井或几个井下抽采区域内瓦斯的管路称为瓦斯抽采主管路（简称主管）。
3.10 瓦斯抽采干管路
用于抽排和输送整个抽采区域中的一个采区或部分抽采区域瓦斯的管路为瓦斯抽采干管路（简称干管）。
3.11 瓦斯抽采支管路
用于抽排和输送一个回采工作面或掘进区域内瓦斯的管路称为瓦斯抽采支管路（简称支管）。
4 基本功能
4.1 系统应具有抽采管道、泵站、设备等模拟量和开关量参数采集、显示及报警功能，主要参数有：
A 抽采管道参数
包括甲烷浓度、流量、压力、温度、一氧化碳浓度等；
B 瓦斯抽采泵站参数
包括室内甲烷浓度等；
C 设备参数
包括电机温度、抽采泵轴温等设备参数；电流、电压、功率因素等供电参数；供水水量、供水水压、冷却水池水温、水位等供水参数。
4.2 系统应具有瓦斯抽采泵运行状态、阀门开关状态、供水状态等开关量采集、显示及报警功能。
4.3 系统应具有瓦斯抽采混合量的纯瓦斯量等累计量监测、显示功能。
4.4 系统宜实现瓦斯抽采泵开/停、管路阀门开关状态等自动或手动调节控制功能。
4.5 系统应具有以地点和名称为索引的存储和查询功能：
A 甲烷浓度、流量、压力、温度、一氧化碳浓度、阀门开关状态等模拟量实时监测值；
B 模拟量统计值（最大值、平均值、最小值）；
C 瓦斯抽采泵开/停扥开关量变化时刻及状态；
D 瓦斯抽采混合量和纯瓦斯量等累计量；
E 设备故障/恢复正常工作时刻及状态等；
4.6 系统分站应具有自动存储功能，当系统通信中断时，分站自动存储累积量的监控信息，系统通信正常时，将存储监控信息上传至中心站。
4.7 系统分站应具有线性校正、超限判别、逻辑运算等简单的数据处理能力，对传感器输入的信号和传输接口传输来的信号进行处理，并控制执行器工作。
4.8 系统应具有列表显示功能，具体显示内容如下：
A 模拟量显示内容应包括：地点、名称、单位、报警上（下）限、控制上（下）限，管理瓦斯浓度、管道温度、管道压力、管道流量、一氧化碳浓度、阀门开关状态等监测值、最大值、最小值、平均值，传感器工作状态、报警及解除报警状态及时刻、闭锁/解锁状态及时刻；
B 开关量显示内容应包括：地点、名称、瓦斯抽采泵开/停时刻、状态、工作时间、开/停次数，传感器工作状态、报警及解除报警状态和时刻、闭锁/解锁状态及时刻；
C 累计量显示内容应包括：地点、名称、单位、抽采瓦斯混合量和纯瓦斯量累计量值、时间。
4.9 系统应具有模拟量实时曲线和历史曲线显示功能。
在同一坐标上用不同颜色显示多地点参数值曲线；并设时间标尺，可显示出对于时间标尺的模拟量值和时间等。
4.10 系统应具有开关量状态图及柱状图显示功能。
注：显示内容包括：地点、名称、最后一次开/停时刻和状态、工作时间、开机率、开/停次数、传感器状态等，并设时间标尺。
4.11 系统应具有模拟图显示、修改功能。
注：显示内容包括：瓦斯抽采系统图、瓦斯抽采泵开/停状态、阀门开/闭状态、管路中甲烷浓度、流量、压力、温度、环境中甲烷浓度等。
4.12 系统应具有系统设备布置图显示功能。
注：显示内容应包括：传感器、执行器、分站、电源箱、控制器、传输接口和电缆等设备名称、相对位置和运行状态等。若系统庞大一屏无法容纳，可漫游、分页或总图加局部放大。
4.13 系统应具有报表、曲线、柱状图、状态图、模拟图、初始化擦拭等打印功能。
注：报表包括：抽采日（班、月）报表、模拟量日（班）报表、模拟量报警日（班）报表、开关量报警日（班）报表、开关量状态变动日（班）报表、监控设备故障日（班）报表、模拟量统计值历史记录查询报表、累计量日（班、月）报表、累计量日（班、月）报表等。
4.14 系统宜设置缺水控制、环境浓度控制等功能。
5 设计和安装
5.1 建有固定瓦斯抽采系统的矿井都应安装矿井瓦斯抽采监控系统，系统应具有有效的煤安标志证书，相关参数并入矿井安全监控系统联网管理。
5.2 编制矿井、采区抽采设计时，应有瓦斯抽采监测监控系统设计。设计内容包括：
A 设备的种类、位置、数量和相关参数。
B 信号电缆和电源电缆的连接、敷设；
C 设备布置图、系统图。
5.3 矿井瓦斯抽采监控系统的主井应双机或多机备份。24h不间断运行。当工作主机发生故障时，备份主井应在5min内投入工作。
5.4 系统必须具有备用电源，备用电源供电时间不小于2h。
5.5 矿调度室及通风部门应设置矿井瓦斯抽采监测监控系统显示终端，当监测参数发生异常时及时发出报警信号。
5.6 接入矿井瓦斯抽采监控系统的各类传感器应符合相关规定。
6 传感器设置
6.1 一般要求
A 传感器安装区域应无强电磁环境，如大型风机、电动机、变频、变压器等。
B 管道气体流量传感器前后应有足够长的直管段，不同流量传感器直管段长度应符合产品自身的安装技术要求，无具体说明时，进气上游侧最短直管段长度宜≥7D；出气下游侧最短直管段长度宜≥4D，（其中D代表管道内径）。管道气体流量传感器应选用体积流量传感器。
C 泵站内流量、温度、浓度和负压传感器在管道上的安装孔宜开在流速稳定、震动较小的抽采管道上。
D DN200以上的管道应使用插入式安装方式的传感器。
E 传感器宜安装在管路上方。安装处管道应平直、无积水。
F 瓦斯抽采管道各个测点的传感器应具有对管道瓦斯流量、浓度、压力、温度等参数进行准确监测并转化为模拟型号或数字信号的能力，实现就地显示（流量显示为标准状态下数值）。
G 传感器应具有在高湿、高尘、高负压管道瓦斯环境下具备长期可靠运行能力。易于维护、更换、调校。
H 用于测量浓度、压力的传感器监测点应留有人工检测口。
I 各类传感器参数技术规格应符合附录A要求。
6.2 瓦斯抽采泵站传感器设置要求
6.2.1 固定瓦斯抽采泵站室内环境瓦斯浓度传感器设置地点和数量应符合设计要求，但应满足以下要求：
A 泵站抽采泵房内应至少设置2台环境甲烷浓度传感器，地面泵房相邻的管道间、仪表室、值班室、控制室时，每个房间应至少设置1台环境甲烷浓度传感器，其报警浓度为≥0.5%CH4；宜实现甲烷浓度超限断电功能，其断电浓度为≥0.5%CH4，断电范围为泵站内所有非本安电气设备。
B 设置在室内的甲烷传感器应布置在屋顶的最高处，应垂直悬挂，距屋顶不大于300mm，距墙壁不小于200mm，并应不影响行人和行车，安装维护方便。
6.2.2 抽放泵站每一趟进气管路中应至少分别设置1台甲烷浓度传感器、一氧化碳传感器（自然煤层）、流量传感器、温度传感器和压力传感器。一氧化碳报警浓度为≥0.0024%CO；甲烷浓度、流量、压力波动范围达到±50%以上报警。
6.2.3 直接利用瓦斯时，还应在输出管路中设置甲烷浓度传感器、流量传感器、温度传感器和压力传感器。甲烷传感器报警浓度为≤30%CH4。
6.2.4 瓦斯抽采泵及电机、加压泵和循环水泵应安装供水水量（状态）传感器、轴温传感器、设备开停传感器。
6.2.5 抽采泵及循环水泵应安装供水监测传感器对供水状态进行监测。在排空管应设置监测瓦斯排空量的流量传感器。
6.2.6 泵房冷水池、冷水箱均应设置水位传感器。当水位低于最低水位线时，水位传感器能发出报警信号，提醒值班操作人员及时检查排除。
6.2.7 防回火安全装置上宜设置压差传感器。
6.3 瓦斯抽采管路系统传感器设置要求
6.3.1 传感器应符合相关计量标准要求。
6.3.2 计量测点布置应当满足瓦斯抽采达标评价的需要，在泵站、主管、干管、支管及需要单独评价的区域分支、钻场等布置测点。
6.3.3 传感器与管路的连接应符合说明书要求。
6.3.4 安装地点应选在不易积水的直管段，直管段管道应通畅、内壁无沉积物，其直管段长度应满足各种传感器对前后直管段的要求。若气体含水量大，则还应在传感器前端加装自动放水器。
6.3.5 瓦斯抽采管路系统中的每趟主管、干管、支管上均应至少安装一套监测瓦斯流量、压力、瓦斯浓度、温度的传感器。
6.3.6 当进行采空区抽采时，管道进气侧应设置CO传感器；其他CO传感器的安设适用于自然发火矿井。
6.3.7 井下瓦斯抽采支管汇入干管时，应在支管上安装流量、浓度、压力、温度传感器，且计量装置应安装在汇流点30m-150m范围以内。
6.3.8 需要单独评价的瓦斯抽采单元汇流管应单独装设一套计量装置，主要对流量、甲烷浓度、压力数据进行测定（流量测定量程下限为0.01m3/min）。
6.3.9 需要单独检测的瓦斯抽采钻场汇流管上至少安设一套计量装置，主要对负压、甲烷浓度、流量、温度数据进行观测（流量测定量程下限为1m3/min）。
6.3.10 在设有专用抽采巷道的封闭墙外巷口50米范围内应安设一套计量装置，主要对负压、甲烷浓度、流量、温度数据进行观测（流量测定量程下限为1m3/min）。
7 现场管理
7.1 传感器应按规定定期调校，传感器经过调校检测误差仍超过规定值时，应立即更换。具体调校周期见附录B。
7.2 所有传感器应实行挂牌管理，牌版内应标注传感器型号、安装位置、报警浓度、断电浓度、复电浓度、断电范围、包机人、安装日期、调校日期等。
7.3 抽采泵站、抽采主管路传感器安设地点应留有人工检测口，瓦斯抽采泵站每1h对测量参数进行一次检测和记录。
7.4 瓦斯抽采检测工应每班使用便携检测仪对所辖范围内的各类传感器进行对照，瓦斯抽采管路系统和抽采钻场参数每7d至少人工检测对比一次，并进行汇总分析，检测结果记入现场管理牌板。
7.5 矿井瓦斯抽采监控设备发生故障时，应及时处理，在更换和故障处理期间应采用人工监测等安全措施，并填写故障记录。
7.6 矿井应按季度绘制瓦斯抽采监测监控系统图，监测数据实时上传。
7.7 瓦斯抽采监测监控系统各类传感器备用量不少于20%。
8 瓦斯抽采系统各监测参数传感器一般技术要求见附录A；传感器检定、调校周期见附录B。

附录A
(规范性附录)
瓦斯抽采传感器技术参数表
监测参数名称
精度
测试范围
备注
主管路流量
±2%
流速5~20m/s
抽
采
管
路
参
数
干管路流量
±3%
流速2~15m/s
支管路流量
±5%
流速1~12m/s
瓦斯浓度
（0~50%）±3%
（50~80%）±5%
（80~90%）±10%
0%~100%
管道内压力
±1%
（0~100）kPa
负压管道内温度
±1%
（-10~100）℃
正压管道内温度
±1%
（-10~100）℃
泵房内泄漏瓦斯浓度
（环境瓦斯浓度）
±1%
0%~5%
抽
采
泵
参
数
抽采泵循环水流量
±2%
最大流量
抽采泵循环水温度
±1%
（0~100）℃
抽采泵轴温度
±1%
（0~120）℃
抽采泵、水泵状态

开、关（停）状态

附录B
（规范性附录）
传感器检定、调校周期表
传感器类型
检定周期
调校周期
催化或热导原理甲烷传感器
1年
10天
红外原理甲烷传感器
1年
按说明书要求或30天
温度传感器
1年
30天
一氧化碳传感器
1年
15天
压力传感器
1年
30天
流量传感器
1年
按说明书要求或30天