礦井生產(chǎn)系統(tǒng)工況參數(shù)檢測(cè)

礦井生產(chǎn)系統(tǒng)工況參數(shù)檢測(cè)第1頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月唐山市開(kāi)平區(qū)劉官屯煤礦“12.7”瓦斯煤塵爆炸事故事故時(shí)間：2005年12月7日15時(shí)14分；事故地點(diǎn)：位于1193（下）工作面切眼，死亡108人；事故原因：回風(fēng)下山風(fēng)門(mén)打開(kāi)風(fēng)流短路，工作面瓦斯積聚，回柱火花引爆瓦斯，煤塵參與爆炸。徐礦集團(tuán)張小樓井7.14事故主要原因是同時(shí)打開(kāi)兩道風(fēng)門(mén)時(shí)，由于人員受風(fēng)門(mén)撞擊死亡。同時(shí)打開(kāi)風(fēng)門(mén)事故案例2第2頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3第3頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月KGE12系列礦用風(fēng)門(mén)開(kāi)關(guān)傳感器是磁性驅(qū)動(dòng)的位置開(kāi)關(guān)傳感器，系礦用本質(zhì)安全型產(chǎn)品（圖5-1）。固定在門(mén)框上固定在門(mén)扇上4第4頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月該產(chǎn)品可在煤礦井下有甲烷及煤塵爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境中，安裝在井下巷道的各級(jí)風(fēng)門(mén)上，用來(lái)監(jiān)測(cè)風(fēng)門(mén)的開(kāi)閉狀態(tài)，為通風(fēng)管理提供風(fēng)門(mén)狀態(tài)信息?？膳c各種礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)配套使用，其無(wú)源開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)信號(hào)可直接提供給礦井監(jiān)控系統(tǒng)采集、處理。5第5頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、工作原理KGE12系列風(fēng)門(mén)開(kāi)關(guān)傳感器是一種磁性驅(qū)動(dòng)的接近開(kāi)關(guān)，它將觸發(fā)磁鋼裝在風(fēng)門(mén)上，而把開(kāi)關(guān)組件安裝在對(duì)應(yīng)的門(mén)框上。當(dāng)風(fēng)門(mén)打開(kāi)時(shí)，觸發(fā)磁鋼遠(yuǎn)離開(kāi)關(guān)組件，開(kāi)關(guān)組件中的干簧管斷開(kāi)，輸出斷開(kāi)信號(hào)給監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分站，在地面中心站主機(jī)顯示風(fēng)門(mén)“開(kāi)”狀態(tài)。6第6頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7第7頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、產(chǎn)品性能防爆形式：礦用本質(zhì)安全型；防爆標(biāo)志：ExibI（150℃）；使用環(huán)境溫度：-5～+40℃；輸入電源：10～24VDC；動(dòng)作距離：不小于30mm，不大于70mm；防護(hù)等級(jí)：IP54；信號(hào)輸出形式：

I型：一組轉(zhuǎn)換接點(diǎn)，

II型：恒流-5mA/+5mA，III型：恒流0mA/5mA。8第8頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月輸出信號(hào)傳輸距離:≥2km；外形尺寸：138mm×52mm×31mm；觸發(fā)磁鋼材質(zhì):氧化物磁鋼；觸發(fā)磁鋼特點(diǎn)：抗老化、抗雜散磁場(chǎng)、全密封；開(kāi)關(guān)組件及觸發(fā)磁鋼兩側(cè)各有2個(gè)安裝孔，用來(lái)精確調(diào)整開(kāi)關(guān)組件和觸發(fā)磁鋼的距離。9第9頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)機(jī)電設(shè)備開(kāi)停狀態(tài)檢測(cè)一、KGT9型開(kāi)/停傳感器KGT9型開(kāi)/停傳感器主要用于檢測(cè)煤礦主要機(jī)電設(shè)備（通風(fēng)機(jī)）的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)煤礦主要機(jī)電設(shè)備的集中自動(dòng)監(jiān)測(cè)，隨時(shí)全面了解全礦的生產(chǎn)、工作狀況。該傳感器把檢測(cè)到的開(kāi)/停信號(hào)以±5mA的恒流或以繼電器觸點(diǎn)信號(hào)的形式傳輸給監(jiān)測(cè)分站（圖5-2）。了解礦井主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)短，統(tǒng)計(jì)設(shè)備利用率。10第10頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月11第11頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月該傳感器適用各種類型交流驅(qū)動(dòng)的用電設(shè)備。在供電電流不小于10A的情況下，均可檢測(cè)出設(shè)備的開(kāi)/停狀態(tài)。二、主要技術(shù)指標(biāo)供電電源：本安型（15VDC）；最大工作電流:30mA；使用環(huán)境：溫度為-20～40℃，相對(duì)濕度<95%；輸出信號(hào):恒流±5mA；繼電器觸點(diǎn)信號(hào)防爆標(biāo)志：Exib。12第12頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、KGT9型開(kāi)/停傳感器的組成KGT9型開(kāi)/停傳感器由檢測(cè)線圈、放大檢波、信號(hào)變換及信號(hào)輸出等環(huán)節(jié)組成，如圖5-3所示。13第13頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月傳感器使用時(shí)固定在用電設(shè)備供電電纜外皮上，檢測(cè)出電纜內(nèi)有無(wú)電流通過(guò)，即可鑒別設(shè)備開(kāi)/停狀態(tài)。一般機(jī)電設(shè)備系三相供電，利用傳感器的電感線圈貼近電纜中一相芯線，即可測(cè)得微弱的磁感應(yīng)信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)放大檢波、信號(hào)變換及信號(hào)輸出等環(huán)節(jié)，將設(shè)備開(kāi)/停信息傳給分站，再由分站傳至地面。14第14頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、KGKT—C10型開(kāi)/停傳感器電路原理KGKT—C10型開(kāi)/停傳感器電路如圖5-4所示，圖中L為檢測(cè)線圈。當(dāng)機(jī)電設(shè)備工作時(shí)，有電流流過(guò)供電電纜，在其周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，通過(guò)電磁感應(yīng)，在L上感應(yīng)出電壓信號(hào)。15第15頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月16第16頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二極管的整流作用17第17頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月18第18頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月19第19頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月全波整流電路，可以看作是由兩個(gè)半波整流電路組合成的。變壓器次級(jí)線圈中間需要引出一個(gè)抽頭，把次組線圈分成兩個(gè)對(duì)稱的繞組，從而引出大小相等但極性相反的兩個(gè)電壓E2a、E2b。在0～π間內(nèi)，E2a、D1

導(dǎo)通；在π-2π時(shí)間內(nèi)，E2b

對(duì)D2為正向電壓，D2導(dǎo)通；20第20頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月21第21頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

β和α稱為三極管的電流分配系數(shù)（電流放大系數(shù)）。三個(gè)電流中，有一個(gè)電流發(fā)生變化，另外兩個(gè)電流也會(huì)隨著按比例地變化。例如，基極電流的變化量ΔIb＝10μA，β＝50，根據(jù)ΔIc＝βΔIb的關(guān)系式，集電極電流的變化量ΔIc＝50×10＝500μA，實(shí)現(xiàn)了電流放大。

硅管β為40～150，鍺管取40～80。三極管的電流放大作用22第22頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月假設(shè)三極管的β=100，RP=200K，此時(shí)的Ib=6v/(200k+100k)=0.02mA，Ic=βIb=2mA

，Ic=βIb，三極管處于“放大區(qū)”。23第23頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月假設(shè)RP=0，Rb=1k，此時(shí)，Ib=6v/1k=6mA，按Ic=βIb計(jì)算，Ic應(yīng)等于600mA，而實(shí)際上，由于圖中300歐姆限流電阻（Rc）的存在，實(shí)際上Ic=(6v/300)≈20mA，此時(shí)，Ic≠βIb，而且，Ic不再受Ib控制，即處于“飽和區(qū)”。當(dāng)RP和Rb大到一定程度，使Ube<死區(qū)電壓(硅管約0.5V，鍺管約0.3）此時(shí)be結(jié)處于不導(dǎo)通狀態(tài)，Ib=0，則Ic=0，處于"截止區(qū)"。24第24頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月25第25頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月感應(yīng)信號(hào)經(jīng)IC放大，電壓放大倍數(shù)Av=RP1/R1=470/0.51≈1000。放大的電壓信號(hào)，再經(jīng)V1、V2及C2構(gòu)成的整流濾波電路，將交流信號(hào)變?yōu)橹绷餍盘?hào)。直流信號(hào)加在V5的基極，使之導(dǎo)通，繼電器KA吸合。V6為恒流電路，其基極電位由電位器調(diào)整決定。當(dāng)無(wú)磁場(chǎng)時(shí)，繼電器斷開(kāi)，使輸出電流換向。輸出信號(hào)取自A、B兩端即為恒流信號(hào)，若取自繼電器的另一個(gè)觸點(diǎn)，即為觸點(diǎn)信號(hào)。

26第26頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)煤倉(cāng)貯煤位置檢測(cè)煤倉(cāng)貯煤位置檢測(cè)，采用超聲波料位傳感器。超聲波料位測(cè)量原理與回聲測(cè)距原理相同，裝在料倉(cāng)頂部的探測(cè)器不斷發(fā)射固定頻率的超聲波，經(jīng)被測(cè)物料表面的反射，其反射回波部分由探測(cè)器接收，根據(jù)超聲波往返時(shí)間即可換算出反射物料表面與探測(cè)器發(fā)射之間的距離，料倉(cāng)料位即可得知。27第27頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月KG1003型礦用超聲料位計(jì)由控制箱、探測(cè)器和顯示箱組成，適用于連續(xù)檢測(cè)井下各種物料料倉(cāng)的料位，同時(shí)也可適用于地面易爆環(huán)境場(chǎng)合的料倉(cāng)的料位檢測(cè)。28第28頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月KG1003型礦用超聲料位計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)：探測(cè)器工作頻率：18kHz；探測(cè)器重復(fù)頻率:2.5Hz；測(cè)量距離：≤125m；控制箱輸入電壓：127VAC；顯示箱顯示:11個(gè)發(fā)光二極管顯示料位百分?jǐn)?shù)；顯示箱輸出：1～5mA。29第29頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月顯示箱置于司機(jī)操縱臺(tái)，供司機(jī)隨時(shí)觀察料位，控制箱就近安裝。探測(cè)器安裝時(shí)應(yīng)將發(fā)射面正對(duì)料面，發(fā)射的聲柱要避開(kāi)物料流和料倉(cāng)里的固定構(gòu)件。30第30頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)煤炭運(yùn)量檢測(cè)一、電子皮帶秤電子皮帶秤由稱量框架、荷重傳感器、測(cè)速器、儀表四部分組成。膠帶運(yùn)輸機(jī)有效稱量段L的物料重P通至荷重傳感器上，傳感器中彈性元件產(chǎn)生應(yīng)變，其應(yīng)變量ε與P成正比。彈性元件上貼有四片電阻應(yīng)變片，組成等臂電橋，如圖5-6所示。31第31頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月32第32頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)變量ε的變化線性地轉(zhuǎn)換為電橋各臂應(yīng)變片阻值的變化，在有橋電壓UF的情況下，電橋輸出信號(hào)Ug為

Ug=k△UF/R

（5-1）皮帶秤有效稱量段L上的物料重為P，單位長(zhǎng)度上的物料重為Pe=P/L，若皮帶速度為V，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的物料重Qx=PV/L=PeV。33第33頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月由于用△R/R表示Pe的變化，即△R/R∝Pe，再將皮帶速度v線性變換為電壓UF作為電橋的電源，即UF∝v，則Ug

∝Pv，那么它就可以線性模擬瞬時(shí)輸送量Qx。

Ug∝Qx

（5-2）物料的總累計(jì)量通過(guò)積分將Ug轉(zhuǎn)換為記數(shù)脈沖，最終通過(guò)計(jì)數(shù)器累計(jì)，實(shí)現(xiàn)物料的總累計(jì)量的計(jì)量。34第34頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月K-GGP-85電子皮帶秤的主要技術(shù)指標(biāo)：稱重范圍:100～2000t/h；皮帶速度:0.5～3m/s；最大皮帶寬度:2000mm；系統(tǒng)動(dòng)態(tài)誤差：±3%；輸出特性：瞬時(shí)值為1～5mADC，恒流特性<1%/500Ω，累計(jì)值，9位數(shù)字顯示。使用環(huán)境：溫度為0～40℃，濕度為≤95%。35第35頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、核子皮帶秤電子皮帶秤部分機(jī)械機(jī)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)不方便，因此，人們研制出利用放射性原理的核子皮帶秤。該皮帶秤檢測(cè)裝置如圖5-7所示，只需將檢測(cè)框架套在皮帶外即可使用。36第36頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月37第37頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月由于采用這種非接觸測(cè)量，不需要對(duì)原皮帶機(jī)改造，因而安裝使用方便。在放射箱內(nèi)，銫137放射源釋放出強(qiáng)度穩(wěn)定的X射線，通過(guò)出口照射在皮帶物料上。物料對(duì)射線有吸收作用，因而穿透物料射線的強(qiáng)度隨物料厚度多少而變化，該射線被裝在皮帶下的電離室吸收。電離室產(chǎn)生的電離電流隨射線強(qiáng)度而變化，這樣就完成了物料的稱量。38第38頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電離室是由處于不同電位的電極和限定在電極之間的氣體組成，通過(guò)收集因輻射在氣體中產(chǎn)生的電子或離子運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電訊號(hào)來(lái)定量測(cè)量電離輻射的探測(cè)器。當(dāng)探測(cè)器受到射線照射時(shí)，射線與氣體中的分子作用，產(chǎn)生由一個(gè)電子和一個(gè)正離子組成的離子對(duì)。在電場(chǎng)作用下，電子和正離子就會(huì)分別被拉向正負(fù)兩極，并被收集。39第39頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)速系統(tǒng)采用光電測(cè)速儀，內(nèi)部有一精密光柵，每轉(zhuǎn)輸出1OOO個(gè)脈沖。乘法和積分運(yùn)算則都由單片機(jī)完成。單片機(jī)系統(tǒng)具有數(shù)碼顯示、打印等功能。40第40頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月FBC-1391系列微機(jī)核子皮帶秤主要技術(shù)指標(biāo):放射器：銫137；源強(qiáng)：1.85×1O9～3.7×1O9Bq；（單位時(shí)間內(nèi)污染物的排放量）射線泄露量：1m處低于國(guó)際居民安全標(biāo)準(zhǔn)5mSv/a（毫希

/年，普通人受到的累計(jì)輻射平均值為每年2.4毫希沃特）；精度：1%；皮帶寬度：300～1500mm；輸出：1～5mA；顯示：6位累計(jì)量顯示，最大99999.9t。

41第41頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)采煤機(jī)組位置傳感器采煤機(jī)是綜采工作面的主要機(jī)械，它的運(yùn)行情況基本上可以反映整個(gè)綜采工作面的生產(chǎn)進(jìn)程。采煤機(jī)機(jī)組位置速度傳感器可以將采煤機(jī)在工作面的位置變動(dòng)情況連續(xù)地采集并報(bào)告給地面中心。在地面中心站可以用屏幕顯示采煤機(jī)開(kāi)停狀態(tài)和位置，從而使調(diào)度人員掌握工作面生產(chǎn)情況。鏈?zhǔn)綘恳擅簷C(jī)在工作面的布置如圖5-8所示。42第42頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月43第43頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在工作面上、下平巷之間敷設(shè)一根拉緊的牽引鏈。采煤機(jī)鏈輪與牽引鏈咬合。當(dāng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，采煤機(jī)就在鏈板上移動(dòng)。通過(guò)檢測(cè)鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)可以采集采煤機(jī)行走的信息，這是由安裝在鏈輪附近的接近開(kāi)關(guān)來(lái)完成的，如圖5-9所示。44第44頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月接近開(kāi)關(guān)：利用對(duì)接近它物件有“感知”能力位移傳感器，對(duì)接近物體的敏感特性，控制開(kāi)關(guān)通或斷。無(wú)源接近開(kāi)關(guān)：不需要電源，通過(guò)磁力感應(yīng)控制開(kāi)關(guān)的閉合狀態(tài)。當(dāng)磁或者鐵質(zhì)觸發(fā)器靠近開(kāi)關(guān)磁場(chǎng)時(shí)，和開(kāi)關(guān)內(nèi)部磁力作用控制閉合。渦流式接近開(kāi)關(guān)：也叫電感式接近開(kāi)關(guān)。它是利用導(dǎo)電物體在接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場(chǎng)。接近開(kāi)關(guān)時(shí)，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這種接近開(kāi)關(guān)所能檢測(cè)的物體必須是導(dǎo)電體。光電式接近開(kāi)關(guān)：將發(fā)光器件與光電器件按一定方向裝在同一個(gè)檢測(cè)頭內(nèi)。當(dāng)有反光面（被檢測(cè)物體）接近時(shí)，光電器件接收到反射光后便在信號(hào)輸出，由此便可“感知”有物體接近。45第45頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月46第46頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)接近開(kāi)關(guān)就按運(yùn)行方向順序輸出脈沖。根據(jù)兩路輸出脈沖的相位關(guān)系可以鑒別采煤機(jī)的運(yùn)行方向，同時(shí)根據(jù)脈沖的個(gè)數(shù)可以推算出采煤機(jī)的運(yùn)行位置，并根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)計(jì)算出機(jī)組牽引速度。47第47頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月接收裝置安裝在平巷的控制站，從動(dòng)力電纜接收載波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制與處理，就地顯示采煤機(jī)位置速度和工作狀況。它輸出1～5mA電流信號(hào)代表機(jī)組位置，輸出±5mA開(kāi)關(guān)量信號(hào)代表機(jī)組運(yùn)行方向。載波信號(hào)：把普通信號(hào)加載到一定頻率的高頻信號(hào)上，在沒(méi)有加載普通信號(hào)的高頻信號(hào)時(shí)，高頻信號(hào)的波幅是固定的，加載之后波幅就隨著普通信號(hào)的變化而變化（調(diào)幅）。采煤機(jī)位置信號(hào)可進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)分站，最終傳至地面中心站。接收裝置由電源、輸入電路、計(jì)算機(jī)、輸出電路組成。輸入電路將脈沖調(diào)制的載波信號(hào)還原為脈沖信號(hào)，再經(jīng)過(guò)雙穩(wěn)態(tài)電路整形，最后經(jīng)光電耦合器進(jìn)入計(jì)算機(jī)接口。48第48頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月雙穩(wěn)態(tài)電路的特點(diǎn)是：在沒(méi)有外來(lái)觸發(fā)信號(hào)的作用下，電路始終處于原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)。在外加輸入觸發(fā)信號(hào)作用下，雙穩(wěn)態(tài)電路從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號(hào)的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見(jiàn)的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。49第49頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月KG1OO1型機(jī)組位置速度檢測(cè)儀主要技術(shù)指標(biāo)：傳感器工作電壓：9～15V；傳感器工作電流：16mA；發(fā)送裝置：載波頻率為100kHz，輸出功率為150mW，失真度≤15%；接收裝置：載波頻率為100kHz；接收靈敏度：載波信號(hào)電壓>30mV時(shí)動(dòng)作，<10mV時(shí)不動(dòng)作；輸出信號(hào)：電流為1～5mA，誤差<士0.03mA，頻率為200～1000Hz，誤差<士0.03Hz，開(kāi)關(guān)量為±5mA，誤差＜±0.5mA；使用環(huán)境：海拔高度＜1OOOm，工作面長(zhǎng)度≤255m，溫度為5～40℃，濕度≤95%。50第50頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)礦塵檢測(cè)技術(shù)礦塵是礦井在生產(chǎn)建設(shè)過(guò)程中產(chǎn)生的各種煤巖微粒的總稱，又稱粉塵。煤礦井下礦塵主要是煤塵和巖塵。礦塵按存在狀態(tài)可分為浮塵和落塵。礦塵不僅危害人體健康，加大機(jī)械設(shè)備磨損，降低能見(jiàn)度，而且礦塵在一定條件下還會(huì)引起爆炸事故。51第51頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2005年11月27日，黑龍江七臺(tái)河?xùn)|風(fēng)煤礦特別重大煤塵爆炸事故，171人遇難。52第52頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月礦塵粒度越小，單位體積空氣礦塵濃度越大，其危害程度越大。檢測(cè)礦塵濃度的方法分質(zhì)量法和計(jì)數(shù)法。質(zhì)量法是每1m3空氣所含礦塵的質(zhì)量，單位是mg/m3；計(jì)數(shù)法是每1m3空氣所含礦塵的顆粒數(shù)，單位是顆粒/m3。我國(guó)規(guī)定用質(zhì)量法檢測(cè)礦塵濃度。53第53頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、濾膜采樣測(cè)塵儀器1、測(cè)塵原理測(cè)定時(shí)，抽取一定體積的含塵空氣，將粉塵阻留在已知質(zhì)量的濾膜上，由采樣器采樣后濾膜的增量來(lái)求出單位體積空氣中粉塵的質(zhì)量（mg/m3）。按式（5-4）計(jì)算粉塵質(zhì)量濃度：54第54頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.粉塵采樣器粉塵采樣器由采樣頭（內(nèi)裝濾膜）、流量計(jì)（穩(wěn)流電路）、抽氣泵、計(jì)時(shí)器和電源等組成。粉塵采樣器可分為呼吸性粉塵采樣器和全塵采樣器。呼吸性粉塵采樣器與全塵采樣器的差別在于，呼吸性粉塵采樣器增設(shè)了一個(gè)前置預(yù)捕集器。55第55頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月前置預(yù)捕集器用以捕集非呼吸性粉塵，能對(duì)危害人體的呼吸粉塵和非呼吸性粉塵進(jìn)行分離。預(yù)捕集器主要有:水平淘析器、旋風(fēng)分離器和慣性沖擊器。水平淘析器、旋風(fēng)分離器（旋風(fēng)器）和慣性沖擊器截留某一區(qū)段粒度（體積大?。┑哪芰εc它的采樣流量有關(guān)，因此，在采樣過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格恒定所要求的采樣流量，其原理如圖5-10所示。56第56頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月57第57頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月濾膜的作用是捕獲粉塵，有φ40mm和φ75mm兩種規(guī)格，分別適用于采集小于和大于200mg/m3的粉塵。國(guó)內(nèi)粉塵采樣器的型號(hào)非常多，有AFQ—20A型、AKFC—92型礦用粉塵采樣器和HFC—3BT型、ETE—30B型、DS—21B（BR）型呼吸性粉塵采樣器等。58第58頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.使用方法（1）采樣前的準(zhǔn)備①濾膜安裝。先用鑷子取下濾膜兩面的夾襯紙，用萬(wàn)分之一的分析天平稱取濾膜的初重m1，然后按濾膜的安裝方法（直徑為40mm的濾膜用平鋪安裝法，直徑為75mm的濾膜用漏斗狀安裝法）安裝好濾膜，放入采樣頭或?yàn)V膜盒內(nèi)，同時(shí)對(duì)采樣頭或?yàn)V膜盒進(jìn)行編號(hào)。59第59頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月②選擇采樣頭。用沖擊式預(yù)捕集器時(shí)，需在玻璃片上涂上硅油；用旋風(fēng)式預(yù)捕集器時(shí)，需在下部盒中放上濾膜。③對(duì)采樣器充電。60第60頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）采樣①采樣前應(yīng)選擇所用的采樣頭，裝上已稱初重的濾膜夾，然后安裝到儀器上，并將頂蓋擰緊，防止漏氣。②采樣。對(duì)于有定時(shí)器的采樣器，應(yīng)根據(jù)需要，通過(guò)鍵盤(pán)可在0～99min任意預(yù)置采樣時(shí)間。采樣時(shí)間預(yù)置后，打開(kāi)電源，顯示為00，再啟動(dòng)工作按鈕，開(kāi)始采樣。同時(shí)調(diào)節(jié)采樣流量，使采樣流量在20L/min，只要時(shí)間到，儀器就自動(dòng)停止。對(duì)于沒(méi)有定時(shí)器的采樣器，打開(kāi)電源要同時(shí)計(jì)時(shí)，并調(diào)節(jié)流量到所需的流量。采樣時(shí)間一到，立即停止計(jì)時(shí)。取下采樣頭中的濾膜夾放人原濾膜盒內(nèi)，要注意樣品的保存。61第61頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月③記錄。每次采樣結(jié)束，用記錄簿記下采樣日期、采樣地點(diǎn)、濾膜盒的編號(hào)、采樣流量、采樣時(shí)間、工序、工具類型與數(shù)量、采樣地點(diǎn)的風(fēng)速和風(fēng)量、干濕溫度、防塵措施等。（3）采樣后稱重稱重前，打開(kāi)濾膜盒，置于干燥器中。2h后用鑷子小心將濾膜從濾膜盒中取出稱重；稱重后，放入干燥器中再干燥30min，再稱重。當(dāng)相鄰兩次的質(zhì)量差不超過(guò)0.1mg時(shí)，取其最小值。但要注意，稱采樣前后的濾膜，應(yīng)使用同一天平和砝碼。62第62頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、快速測(cè)塵儀（直讀式測(cè)塵儀）隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展，對(duì)測(cè)塵儀器提出了更髙的要求?？焖贉y(cè)塵儀能快速測(cè)出粉塵濃度，有的儀器還能連續(xù)檢測(cè)?？焖贉y(cè)塵常用光電測(cè)塵、β射線測(cè)塵、壓電晶體測(cè)塵等方式。光電測(cè)塵原理：根據(jù)濾膜集塵消光原理和光電效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)粉塵濃度測(cè)定，其原理如圖5-11所示。63第63頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月64第64頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月合上電源開(kāi)關(guān)，微電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)氣泵抽氣，含塵氣體經(jīng)過(guò)采樣孔，透過(guò)濾膜，粉塵被吸附在濾膜上。當(dāng)采樣氣體達(dá)到規(guī)定時(shí)間時(shí)，延時(shí)開(kāi)關(guān)自動(dòng)關(guān)斷，采樣結(jié)束。進(jìn)行直接測(cè)塵時(shí)，小電珠光束透過(guò)透鏡變?yōu)榻破叫泄馐┩笧V膜，射向硅光電池上，使硅光電池產(chǎn)生光電流通過(guò)微安表，指示光敏電流值。硅光電池：直接把光能轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件。65第65頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月通過(guò)采樣前后干凈濾膜與含塵濾膜的光電流I0與I以及流量、時(shí)間，由式（5-5）計(jì)算出被測(cè)粉塵的質(zhì)量濃度：66第66頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月可根據(jù)式（5-5）專門(mén)制造直接讀取粉塵濃度的刻度盤(pán)。校正硅光電池是用來(lái)對(duì)小電珠光強(qiáng)的監(jiān)測(cè)，并通過(guò)調(diào)整電位器W5的阻值，使采樣前后的小電珠光強(qiáng)保持一致?？焖贉y(cè)塵儀已有多家工廠生產(chǎn)，使用較多的是BFC—1型、ACG—1型和ACH系列呼吸性粉塵測(cè)定儀。67第67頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月β射線測(cè)塵是利用核輻射原理工作的，它是利用礦塵對(duì)β射線的吸收作用。當(dāng)放射源產(chǎn)生的β射線穿過(guò)含有礦塵的空氣時(shí)，一部分射線被礦塵吸收掉，礦塵含量越大，被吸收掉的β射線量越大，β射線的減少量與礦塵濃度成正比。β射線快速測(cè)塵儀主要由放射源、探測(cè)器、電信號(hào)轉(zhuǎn)換放大電路和顯示器四個(gè)部分構(gòu)成。68第68頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月放射源是產(chǎn)生β射線，探測(cè)器的作用是檢測(cè)β射線，將穿過(guò)被測(cè)物質(zhì)的射線接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，探測(cè)器以電信號(hào)的大小變化將射線強(qiáng)弱的變化反映出來(lái)。常用的探測(cè)器是蓋格計(jì)數(shù)管等。探測(cè)器輸出的電信號(hào)再經(jīng)放大和一些特殊電路處理后，由顯示部分指示出測(cè)值。CCZ1—1000型、CCX—1000型、BDZ型、AZFC—1A型等直讀式測(cè)塵儀和AC-1型礦用智能測(cè)塵儀等69第69頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第七節(jié)煤礦井下人員定位系統(tǒng)煤礦井下普遍存在入井人員管理困難，管理人員難以及時(shí)掌握井下人員的動(dòng)態(tài)分布及作業(yè)情況，一旦事故發(fā)生，對(duì)并下人員的搶救缺乏可靠信息，搶險(xiǎn)救災(zāi)、安全救護(hù)的效率低。70第70頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月運(yùn)用煤礦井下人員定位系統(tǒng)，工作人員佩戴的電子標(biāo)簽通過(guò)井下監(jiān)控節(jié)點(diǎn)向監(jiān)控中心傳送他們的位置信息，實(shí)時(shí)掌握每個(gè)人在井下的位置及活動(dòng)軌跡，對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)將有積極作用，在一定程度上減少人員傷亡。平時(shí)，上傳的位置信息也可以用做工作人員的考勤記錄。71第71頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月系統(tǒng)由井上與井下兩部分設(shè)備組成。井上設(shè)備：由監(jiān)控中心（包括服務(wù)器）及共享網(wǎng)絡(luò)終端等組成；井下設(shè)備：以CAN總線作為主傳輸途徑，煤礦井下人員監(jiān)控節(jié)點(diǎn)（讀卡基站），配合天線、電子標(biāo)簽、傳輸介質(zhì)、中繼器等與監(jiān)控中心掛接，從而實(shí)現(xiàn)井下作業(yè)人員的定位和安全管理。定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖5-12所示。72第72頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月中繼器作用如下圖：73第73頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月74第74頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在坑道、作業(yè)面的交叉道口安裝監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，入井工作人員按照要求佩戴安裝電子標(biāo)簽的腰帶、安全帽、礦燈。75第75頁(yè)，課件共82頁(yè)，創(chuàng)作