安全生产系统监控工教案.doc
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1、安全生产系统监控工教案第1章 煤矿安全生产方针和法律法规1.1 煤矿安全生产方针1.2 煤矿安全生产法律法规1.3 岗位责任制复习题第1章 煤矿安全生产方针和法律法规 1.1 煤矿安全生产方针 1.1.1 煤矿安全生产方针的内容煤矿安全生产方针:安全第一、预防为主、综合治理、整体推进。安全第一、预防为主是煤矿安全生产的指导思想和行动准则,是煤矿安全生产方针的核心。综合治理是手段和措施,而总体推进则是目的。1.2煤矿安全生产法律法规 1.2.1 我国煤矿安全法律法规体系主要内容1、法律有煤炭法、矿山安全法、劳动法、矿山资源法等;2、行政法规有煤矿安全监察条例、煤炭生产许可证管理办法、安全生产许可
2、证条例、乡镇煤矿管理条例、特别重大事故调查程序暂行规定、企业职工伤亡事故报告和处理规定等;3、地方性法规有省矿山安全法实施办法、省煤炭法实施办法等;4、部门规章(包括一些标准)有煤矿安全规程、爆破安全规程等。1.2.2安全生产法1、立法的目的安全生产法立法的目的是为了加强安全生产的监督管理,防止和减少安全事故,保障人民群众生命和财产安全,促进经济发展。2、主要内容安全生产法的主要内容体现了“三个代表”、与时俱进、安全责任重于泰山的重要思想,反映了党和政府以人为本、重视人权的社会主义本质,总结了我国安全生产正反两方面的经验,体现了依法治国的基本方略。1.2.3矿山安全法 1、立法的目的矿山安全法
3、立法的目的是:防止矿山事故,保护矿山职工的人身安全,促进采矿业健康发展,健全矿山法制。2、内容主要内容包括:矿山建设的安全设施必须和主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用(三同时原则);矿山企业职工有权对危害安全的行为,提出批评、检举控告。矿山企业必须对职工进行安全教育、培训,未经安全教育、培训的,不得上岗作业;矿长必须经过考核,具备安全专业知识,具有领导安全生产和处理矿山事故的能力。 1.2.4煤炭法 1、立法的目的煤炭法立法的目的是合理开发利用和保护煤炭资源,规范煤炭生产、经营活动,促进和保障煤炭行业的发展。2、内容煤炭法的主要内容是确立了坚持安全第一、预防为主的安全生产方针,提出
4、了保障国有煤矿的健康发展。 1.2.5煤矿安全监察条例 1、立法的目的煤矿安全监察条例的立法目的是:保障煤矿安全、规范煤矿安全监察工作,保护煤矿职工人身安全和健康,促进煤矿健康发展。2、内容煤矿安全监察条例的内容共有5章50条,该条例明确了煤矿安全监察制度、权力、地位、职责、监察内容、行政处罚种类、工作原则及与政府的关系等。1.2.6煤矿安全规程 1、制定的目的煤矿安全规程制定的目的是保障煤矿安全生产和职工人身安全,防止煤矿事故。2、煤矿安全规程的主要内容规程共有四篇751条。第一篇 总则,规定煤矿必须遵守有关安全生产的法律法规,规章规程、标准和技术规范,建立各类人员安全生产责任制;明确职工有
5、权停止违章作业、拒绝违章指挥;第二篇 井工部分,规定开采、“一通三防”管理、提升运输、机电管理,以及爆破作业涉及的安全生产行为标准;第三篇 露天部分,规定了采剥、运输、排土、滑坡和水文防治、电气机和设备检修标准;第四篇 职业危害,规定必须做好职业危害的防治与管理工作和职业卫生劳动保护工作。1.2.7 安全监测工常见的违法行为和法律制裁 1、常见的违法行为2、法律制裁1)、民事、行政制裁;2)、重大责任事故的刑事制裁。事故案例1-1(已做好幻灯片)1、河南大平煤矿瓦斯爆炸事故事故案例1-2(已做好幻灯片)2、陕西陈家山煤矿瓦斯爆炸事故1.3 岗位责任制 1、安全监测工岗位责任制 2、监测维修工岗
6、位责任制复习题1、煤矿安全生产方针的内容是什么?2、煤矿安全监察条例的立法目的是什么?3、煤矿安全规程制定的目的是什么?4、安全监测工岗位责任制的内容是什么?第2章 矿井通风与灾害预防 2.1矿井通风 2.1.1 地面空气1、氧气 O2 体积百分比含量为20.902、氮气 N2 体积百分比含量为78.133、二氧化碳CO2 体积百分比含量为0.03,规定空气中的CO20.5%。4、稀有气体 体积百分比含量为0.942.1.2 井下有害气体1、一氧化碳 CO 相对密度为0.97,无色、无味、无臭、微溶于水,浓度达1375%有爆炸危险。2.1.3 矿井有害气体最高允许浓度煤矿安全规程规定采掘工作面
7、的进风流中,氧气浓度不低于20%,二氧化碳浓度不超过0.5%。有害气体的浓度不超过表2-1规定。 表2-1 矿井有害气体最高允许浓度 名 称 最高允许浓度 % CO 0.0024 NO2 0.00025 H2S 0.00066 SO2 0.0005 HN3 0.0042.1.4矿井气候条件矿井人体最适宜的气候条件:气温1520、湿度50%60%、风速(其大小视气温的高低而定)。规程规定:生产矿井采掘工作面的空气温度不得超过26,机电设备硐石的空气温度不得超过30。2.1.5 矿井通风的任务1、向井下输送新鲜的空气;2、冲淡井下有毒有害气体的浓度; 3、排除矿尘。2.1.6矿井通风系统1、矿井通
8、风方法1|)、压入式;2)、抽出式;3)、压入、抽出混合式。2、矿井通风方式1)、中央式:中央并列式、中央边界式;2)、对角式;3)、混合式。2.2 矿井瓦斯的防治2.2.1 瓦斯的性质 瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。瓦斯通常指甲烷,瓦斯的性质常呈甲烷的性质。瓦斯(甲烷) CH4 无色、无味、无臭,标准状态下1m3甲烷的质量为0.7168Kg,相对密度为0.554,有爆炸性危险。 2.2.2 瓦斯的危害1、当井下空气中的瓦斯浓度较高时,会相对降低空气中的氧气浓度。当氧气浓度降到12%以下时,人会因缺氧窒息死亡;2、当瓦斯与空气混合达到一定浓度时,遇火能燃烧或爆炸;3、瓦
9、斯爆炸时伴有大量的有害气体;4、瓦斯爆炸时能产生高温、高压。2.2.3瓦斯等级的划分 1、低瓦斯矿井; 2、高瓦斯矿井; 3、煤与瓦斯突出矿井。 2.2.4 瓦斯爆炸的条件1、浓度 516%CH4;2、氧气 12%以上;3、火源 650750。 2.2.5 处理瓦斯积聚的方法 1、采煤工作面处理瓦斯积聚的方法;2、掘进工作面处理瓦斯积聚的方法。 2.2.6 防止瓦斯扩大的措施 1、分压通风;2、电气防爆;3、隔爆设施;4、每年制定矿井灾害预防计划;5、加强自救、互救;6、加强职工安全培训。 2.2.7煤(岩)与瓦斯突出的的防治1、突出的征兆;2、有声预兆;3、无声预兆。 2.3粉尘防治 2.3
10、.1 矿尘的定义2.3.2 矿尘的产生2.3.3 矿尘的危害1、导致尘肺病;2、煤尘燃烧和爆炸;3、增加机器的磨损;4、影响视线和照明。2.4 矿井火灾2.4.1 矿井火灾的定义 凡发生在矿井井下或地面,威胁到矿井安全生产,造成损失的非控制燃烧均成为矿井火灾。2.4.2 矿井火灾的分类 矿井火灾按其原因可分为外因火灾和内因火灾两大类。2.4.3 火灾发生的条件1、引火源;2、可燃物资;3、氧气。 第3章 矿井监控系3.1 概述3.1.1 矿井监控系统的组成矿井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(或传输接口)、主机(含显示器)、打印机、模拟盘、多屏幕、UPS电源、远程
11、终端、网络接口电缆和接线盒等组成。1、传感器是将被测物理量转换为电信号,经3芯或4芯矿用电缆与分站相连,并具有显示和声光报警功能。2、执行机构将控制信号转换为被控制物量,使用矿用电缆与分站相连。3.2 矿井监控系统的通用要求 3.2.1信息传输要求 矿井监控信息传输要求是矿井监控系统硬件通用、软件兼容、信道共享、信息共享的基础,对促进矿井监控产品标准化、提高产品质量具有重要作用。1、传输介质;2、网络结构 宜采用树形网络结构,也可采用环形、总线形、星形或其他网络结构;3、工作方式;4、连接方式;5、传输方向 矿井监控系统宜采用半双工传输;6、复用方式 常用复用方式有频分制、时分制、码分制和它们
12、的混合方式见表3-1;3.3 矿井安全监控系统的通用要求矿井安全监控系统主要用来监测甲烷浓度、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、风筒状态、局部通风机开停、主要通风机开停、工作电压、工作电流等,并实现甲烷超限声光报警和断电、甲烷风电闭锁控制、断电命令和馈电状态不符合声光报警等。 3.3.3 矿井安全系统安装、使用与维护3.3.3.1 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的装备标准主要依据矿井瓦斯等级,自然发火状况等确定,并不考虑矿井的生产能力。这是因为对于小煤矿,并不因为产量小,发生事故的概率
13、小,也不因为产量小,每次事故的伤亡人数少。并于小每矿井田尺寸小,在同样装备标准条件下,安全监控设备投入的总量要少,总造价要低。3.3.3.6 使用与维护井下安全监测员必须24小时值班,每天检查安全监控设备及电缆,使用便携式光学瓦斯检定器或便携式甲烷检测报警仪与甲烷传感器进行对照,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用安全措施,并须在8小时内对两种设备进行调教完毕。第4章 电气防爆4.1 基本概念4.1.1 基本概念防爆电气设备共有10种类型:隔爆型、本质安全型、增安型、浇封型、气密型、充砂型、正压型、充油型、无火花型和特殊型。另外,矿用一般型电气
14、设备是用于煤矿井下的非防爆电气设备。各种类型的防爆电气设备型式及标志见表4-1 。4.2 通用要求1、防爆电气设备使用的环境温度为-2040,环境气压为(0.81.1)105Pa;2、防爆电气设备如果采用塑料外壳,须采用不燃性或难燃性材料制成,并保证塑料表面的绝缘电阻不大于1109,以防止积积聚静电,还必须承受冲击试验和热稳定试验;3、防爆电气设备限制使用铝合金外壳,防止其与铁锈摩擦产生大量热能,避免形成危险高温;4、使用紧固件的要求;5、防爆电气设备应设置联锁装置;6、防爆电气设备应良好的接地;7、防爆电气设备应有明显的防爆标志。4.3 隔爆型电气设备4.3.1防爆原理隔爆型电气设备的防爆原
15、理是:将电气设备的带电部分放在特制的外壳内,该外壳具有将壳内电气部件产生的火花和电弧与壳外爆炸性混合物隔开的作用,并能承受进入壳内的爆炸性混合物被壳内电气设备的火花和电弧引爆时所产生的爆炸压力和温度,而外壳不被破坏;同时能防止壳内爆炸生成物向壳外爆炸性混合物传爆,不会引起壳外爆炸性混合物燃烧和爆炸。这种特殊的外壳叫“隔爆外壳”。具有隔爆外壳的电气设备称为“隔爆型电气设备”。4.3.2防爆措施4.3.3技术要求4.4 本质安全型电气设备 4.4.1防爆原理本质安全型电气设备的防爆原理是:通过限制电气设备电路的各种参数,或采取保护措施来限制电路的火花放电能量,使其在正常工作和规定的故障状态下产生的
16、电火花和热效应均不能点燃周围环境的爆炸性混合物,从而实现了电气防爆。这种电气设备的电路本身就具有防爆性能,也就是从“本质”上就是安全的,故称为本质安全型(以下简称本安型)。本安电气设备是一种比较理想的防爆电气设备。但由于本安型电气设备的最大输出功率为25W左右,因而使用范围受到了限制。目前本安型电气设备主要用于通信、监控、信号和控制系统,以及仪器、仪表等。4.5 隔爆电气设备的监察4.5.1 隔爆电气设备的监察1、隔爆型电气设备必须经过考试合格的防爆电气设备检查员检查其安全性能,并取得合格证;2、外客完整无损,无裂痕和变形;3、外壳的紧固件、密封件、接地件齐全完好;4、隔爆接合面的间隙、有效宽
17、度和粗糙度符合规定,螺纹隔爆结构的拧入深度和啮合扣数符合规定; 5、电缆接连盒和电缆引入装置完好,零部件齐全,无缺损,电缆连接牢固、可靠。一个电缆引入装置只连接一条电缆。密封圈外径与电缆引入装置内径之差,应符合下列要求: 第5章 矿用电源及备用电源5.1矿用电源的特点、主要技术指标及分类5.1.1 矿井监控系统电源的特点矿井监控系统电源同一般直流电源相比具有如下特点: 1、本质安全型防爆输出;2、电网电压波动适应能力强;3、效率高、体积小、重量轻;4、保护功能强;5、输入电压范围宽;5.2 矿用线性直流电源线性直流电源又可分为稳压源、恒流源和非稳定电源3种。矿用线性直流电源一般由变压器、整流电
18、路、双重限流(恒流)限压(稳压)电路组成。变压器除具有降压作用外,还具有电磁隔离功能;整流电路将交流整定为直流;滤波电路滤除整流电路输出的交流成分;双重限流(恒流)限压(稳压)电路保证本质安全型防爆电源的输出,同时可作为稳压或恒流电路,输出稳压或恒流电源。5.2.1 电源变压器5.2.2 整流电路1、半波整流电路;2、全波整流电路;3、桥式整流电路。 5.3 矿用开关电源5.3.1矿用开关电源的特点采用半导体功率器件作为开关,将一种电源形态转变成为另一种电源形态,并且有稳定输出控制和短路等保护功能的电路称为开关电源。矿用本质安全型防爆开关电源同地面普通开关电源相比具有如下特点:1输出功率受限;
19、2、输出端滤波电容和电感受限;3、输入、输出必须电气隔离;4、大的电压允许输入范围;5、多重化保护;6、恒压-恒流输出特性;5.4 矿用备用电源 5.4.1 矿用备用电源的特点矿井监控设备必须配备备用电源,并保证维持正常工作时间不小于2h。矿用备用电源同一般备用电源相比具有具有如下特点:1、应采用蓄电池;2、蓄电池应采用连续浮充制;3、备用电源要与主电路共用输出限压(稳压)和限流(恒流)电路;4、蓄电池要全密封免维护;5、蓄电池无记忆效应。第6章 矿用传感器6.1 基础知识在矿井监控系统中,所需监测的物理量大多数是非电量,如:甲烷、风速、温度等,而这些物理量是不宜直接进行远距离传输的。为了便于
20、传输、存储和处理,就必须对这些物理量进行变换,将他们变换成便于传输、存储和处理的物理量。目前最能满足这些要求的是电信号。电信号的测量、传输、存储和处理手段最为成熟,便于信号的放大、传输、存储和计算机处理。这就需要使用传感器将被监测的非电量信号转换为电信号。传感器作为监控系统的第一个环节,完成着信息的获取和转换功能,其性能的好坏直接影响着系统的监控精度。当然,随着光传输、存储和处理技术的发展,光信号将会成为另一种便于信号传输、存储和处理的信号。 6.1.1 基础知识传感器主要由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源组成,如图所示。在矿井监控领域又将敏感元件和转换元件统称为传感元件。 6.1.1
21、基础知识敏感元件就是将被测的非电量转换成另一种便于转换为电量的非电量的器件。转换元件是将敏感元件所输出的非电量转换为电量的器件。 有时敏感元件同时兼做转换元件,这时被测的非电量被直接转换为电量,例如热催化式甲烷传感器的传感元件。传感器的分类方法主要有:按输入量(物理量)和按 变换原理分类两种方法。 按输入量分类的方法明确指出了传感器所能监测的物理量如甲烷、风速、负压等传感器。 按变换原理分类的方法说明了传感器的变换原理,如电化学、热催化等。为利用上述两种分类方法的优点,通常将上述两种分类方法同时使用,如热导式甲烷传感器、超声波旋涡式风速传感器等。此外,还有按能量的传递方式(有源和无源)、使用型
22、式(便携式、机载式等)、输出信号(模拟式和数字式)等分类方法。 6.1.2 基本概念1、量程指传感器所允许测量被测物理量的量值范围。一般用传感器允许测量的物理量的上、下极限来表示,其中上限值又称为满量程值。在使用中,如果被测物理量超出了传感器所规定的量程范围,将会造成较大的测量误差或传感器的损坏。 6.1.1 基本概念2、精度精度表示传感器的测量结果与被测实际值的接近程度。精度一般用“极限误差”来表示 3、迟滞迟滞是指传感器在输入量x增大(正行程)或减小(反行程)时,输出输入曲线不重合的程度。4、重复性重复性就是指传感器在相同的工作状态下,重复地输入一个相同的值时,其输出的一致性程度 6.1.
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