康安新，席躍敏

(河南國(guó)控建設(shè)集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 454008)

煤礦立井井筒機(jī)電設(shè)備安全施工技術(shù)

康安新，席躍敏

(河南國(guó)控建設(shè)集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 454008)

煤礦立井井筒機(jī)電設(shè)備安裝是一個(gè)安全管理風(fēng)險(xiǎn)大、施工技術(shù)綜合性較強(qiáng)的單位工程。為提升施工信息化管理水平，實(shí)現(xiàn)安全、高效施工，結(jié)合工作實(shí)踐，對(duì)該類工程在線監(jiān)測(cè)進(jìn)行了反復(fù)研究。實(shí)踐證明，在線安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)立井井筒機(jī)電設(shè)備安裝施工的重要技術(shù)保證，為減少和消除安全隱患提供了決策依據(jù)，有利于企業(yè)安全生產(chǎn)，社會(huì)安全效益顯著。

安全管理；信息化管理；監(jiān)測(cè)監(jiān)控

引言

現(xiàn)在新建、擴(kuò)建、更換的井筒裝備中，根據(jù)提升能力、提升方式、井下涌水量、井筒深度、地質(zhì)條件等因素的不同，導(dǎo)致了井筒裝備布置各異，目前我國(guó)新建的立井大型礦井主要的提升方式為塔式摩擦輪提升和落地式摩擦輪提升，其井筒裝備布置方式大致相同，主要差異在主、副井提升的布置與混合井提升的設(shè)計(jì)布置。因此，做好煤礦井筒裝備安裝工程施工在線監(jiān)測(cè)，建立遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝以及立井井筒環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)，對(duì)于提升企業(yè)安全生產(chǎn)信息化管理水平、實(shí)現(xiàn)企業(yè)安全發(fā)展具有重義。

1. 立井井筒機(jī)電設(shè)備安裝概述

現(xiàn)階段，我國(guó)煤礦立井井筒機(jī)電設(shè)備主要以鋼結(jié)構(gòu)為主或以玻璃鋼制品為主的裝備，從井筒裝備用途上可分為：主井井筒裝備(主要用于提煤的箕斗罐道、井筒電纜，以鋼結(jié)構(gòu)為主的裝備)、副井井筒裝備(主要用于罐籠提升罐道、管道布置、安全出口玻璃鋼梯子間、通訊、動(dòng)力電纜等)，混合立井井筒裝備(提人下料的罐籠、提煤的箕斗、管道布置、安全出口玻璃鋼梯子間、通訊、動(dòng)力電纜等同時(shí)布置在一個(gè)井筒中)、風(fēng)井井筒裝備(安全出口玻璃鋼梯子間)，混合井立井井筒布置尤為復(fù)雜，由于風(fēng)井裝備布置簡(jiǎn)單，在此不作討論分析。

2. 井筒在線安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)

2.1 在線安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控含義

在線安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)是為了煤礦安全和正常生產(chǎn)而進(jìn)行的各種有關(guān)參數(shù)或狀態(tài)的集中監(jiān)測(cè)，并對(duì)有關(guān)環(huán)節(jié)加以控制，是保護(hù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)安全運(yùn)行的重要設(shè)施，是融計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)和電子信息技術(shù)為一體的綜合自動(dòng)化產(chǎn)品。該系統(tǒng)具有檢測(cè)和控制兩大功能，即檢測(cè)生產(chǎn)過(guò)程的各種環(huán)境、安全、生產(chǎn)過(guò)程情況以及影響生產(chǎn)和人身安全的井下環(huán)境因素，并根據(jù)檢測(cè)情況去控制安裝裝置、生產(chǎn)設(shè)備、提升設(shè)施等狀態(tài)，以監(jiān)控絞車房、井口、井筒作業(yè)等施工重點(diǎn)部位，有利于監(jiān)控人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工安全隱患，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 系統(tǒng)組成

監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)分為遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)和瓦斯安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)由前端攝像設(shè)備構(gòu)成，前端攝像設(shè)備應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件盡量考慮采用隱蔽式監(jiān)視，特別是人員較多的地方，對(duì)顏色要求多，一般采用彩色半球彩轉(zhuǎn)黑攝像機(jī)，以獲取更多的圖像色彩信息。控制系統(tǒng)主要由顯示系統(tǒng)、多媒體硬盤(pán)錄像機(jī)(視頻網(wǎng)絡(luò))、操縱控制鍵盤(pán)三部分構(gòu)成。控制室輔助輸出設(shè)備，每個(gè)總控制室標(biāo)配1臺(tái)4路硬盤(pán)錄像機(jī)和1臺(tái)22寸高分辨率顯示器，均安裝在控制柜內(nèi)組成VGA彩色顯示機(jī)柜，對(duì)攝像頭所采集的圖像進(jìn)行監(jiān)視，系統(tǒng)軟件具有用戶密碼保護(hù)，防止非法用戶更改系統(tǒng)設(shè)置或進(jìn)入操作系統(tǒng)界面等。

瓦斯安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要作用是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各種氣體濃度，并進(jìn)行有害氣體濃度超限聲光報(bào)警，實(shí)現(xiàn)瓦斯電閉鎖控制、風(fēng)電閉鎖控制和故障閉鎖控制，是預(yù)防和控制重特大瓦斯事故的最有效的裝備。硬件部分主要由計(jì)算機(jī)、測(cè)控分站、傳感器、電纜及有關(guān)外圍設(shè)施組成；軟件部分主要由操作系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)組成。

2.2.1 傳感器類型

(1)甲烷CH4傳感器；(2)氧氣O2傳感器；(3)一氧化碳CO傳感器；(4)溫度T傳感器；(5)風(fēng)筒傳感器；(6)風(fēng)機(jī)開(kāi)停傳感器。

2.2.3 傳感器的作用

(1)甲烷傳感器：監(jiān)測(cè)CH4濃度，在其達(dá)到1.0%以上時(shí)報(bào)警，預(yù)防瓦斯事故的發(fā)生。

(2)氧氣傳感器：監(jiān)測(cè)O2濃度，在其降到18%以下時(shí)報(bào)警，為作業(yè)人員提供良好的空氣環(huán)境。

(3)一氧化碳傳感器：監(jiān)測(cè)CO濃度，使其升到24ppm以上時(shí)報(bào)警，防止一氧化碳中毒事故發(fā)生。

(4)溫度傳感器：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作面溫度，在0℃～26℃范圍外時(shí)報(bào)警。

(5)風(fēng)筒傳感器：實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)筒工作狀態(tài)，防止風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或風(fēng)筒脫節(jié)，造成工作面無(wú)風(fēng)作業(yè)。

(6)風(fēng)機(jī)開(kāi)停傳感器：監(jiān)控風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)，防止風(fēng)機(jī)故障或隨意開(kāi)停，造成工作面無(wú)風(fēng)作業(yè)。

2.3 系統(tǒng)安裝

2.3.1視頻監(jiān)控前端攝像設(shè)備

前端攝像設(shè)備選用SG C —Ex 型防爆攝像儀，該攝像儀為氣體隔爆和防粉塵點(diǎn)燃防爆產(chǎn)品，防爆標(biāo)志為E xdllCT6/DIPA 20TA，T6，適用于具有IIA、IIB、IIC級(jí)T1一T6組可燃性氣體、蒸氣與空氣形成的爆炸性混合物的1區(qū)、2區(qū)場(chǎng)所，作為實(shí)時(shí)監(jiān)控、防盜反竊、遠(yuǎn)程調(diào)度等眾多功能的智能攝像儀。

圖一 立井井筒機(jī)電設(shè)備安裝遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)布置圖

在煤礦立井井筒裝備安裝施工中，攝像設(shè)備分別安裝在地面、井口、第二層吊盤(pán)上方、第四層吊籠上方或固定在作業(yè)平臺(tái)上。立井井筒裝備施工在線遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)布置示意圖如圖一所示。 攝像儀與鏡頭的安裝，應(yīng)嚴(yán)格按產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)進(jìn)行，否則會(huì)在畫(huà)面邊緣產(chǎn)生暗角。鏡頭與攝像儀安裝完畢后，調(diào)整攝像機(jī)的后焦距，在監(jiān)視器上觀察測(cè)試卡的清晰程度，將調(diào)好的鏡頭與攝像機(jī)安裝在防護(hù)罩的抽屜板上，調(diào)整其前后位置，確保裝入簡(jiǎn)體后其畫(huà)面邊緣沒(méi)有暗角。

2.3.2安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)

圖二 風(fēng)筒傳感器固定架示意圖

甲烷傳感器、氧氣傳感器、一氧化碳傳感器、溫度傳感器、風(fēng)機(jī)開(kāi)停傳感器等可以按照說(shuō)明書(shū)安裝使用。但風(fēng)筒傳感器(如圖一所示)目前僅在平巷或斜巷施工中應(yīng)用，不適合直接在立井施工應(yīng)用。首先做一個(gè)風(fēng)筒傳感器固定架(如圖二)。 使用固定螺栓將風(fēng)筒傳感器固定在井下吊盤(pán)風(fēng)筒鋼筋圍欄上。把傳感器吊環(huán)穿過(guò)固定彎桿懸掛在彎桿與固定桿的連接處，通過(guò)調(diào)整調(diào)節(jié)螺栓的長(zhǎng)度，改變傳感器傳感頭組的金屬片的角度，使傳感器支架與水平面成45°，并張開(kāi)卡在垂直風(fēng)筒的雙側(cè)，從而有效地監(jiān)控風(fēng)筒運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)風(fēng)筒正常通風(fēng)時(shí)，支架因風(fēng)筒支撐力作用張開(kāi)，傳感頭組與磁塊組接觸，監(jiān)控中心顯示風(fēng)筒“開(kāi)”狀態(tài)。一旦風(fēng)筒無(wú)風(fēng)，支架因自重作用而閉合，傳感頭組與磁場(chǎng)組分離，監(jiān)控中心顯示風(fēng)筒“關(guān)”狀態(tài)。

2.4 傳輸部分

傳輸部分主要包括視頻線、屏蔽雙絞線、多芯護(hù)套線及電源線。必須選用經(jīng)國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)強(qiáng)制性檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品(3C認(rèn)證)，主要技術(shù)參數(shù)應(yīng)滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，保證信號(hào)傳輸質(zhì)量高、抗干擾能力強(qiáng)。

監(jiān)控設(shè)備之間必須使用專用阻燃電纜連接，嚴(yán)禁與調(diào)度電話線和動(dòng)力電纜等共用。井筒內(nèi)的安全監(jiān)控電纜應(yīng)與電力電纜分掛在井巷的兩側(cè)。如受條件所限，在井筒內(nèi)，應(yīng)敷設(shè)在距電力電纜0．3rn以外的地方。監(jiān)控系統(tǒng)電纜連接應(yīng)使用規(guī)定專用接線盒連接。

2.5 控制室

控制室是整個(gè)電子視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，用于觀察井筒內(nèi)各個(gè)部位的具體情況，又可了解井筒的環(huán)境參數(shù)。采用硬盤(pán)錄像機(jī)進(jìn)行實(shí)況監(jiān)控及錄像，既可控制前端設(shè)備及錄像，又可兼作網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，通過(guò)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)(TCP/IP)實(shí)現(xiàn)客戶端多點(diǎn)多級(jí)的遠(yuǎn)端控制與網(wǎng)上瀏覽。

3.結(jié)論

煤礦立井井筒機(jī)電設(shè)備安裝在線監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，先后在安徽、山西、河南等多個(gè)煤礦井簡(jiǎn)機(jī)電安裝安全施工中得到成功應(yīng)用。

實(shí)踐證明，在線遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)立井井筒裝備安全施工的重要技術(shù)保證，通過(guò)該系統(tǒng)不僅可以直接掌握地面和井簡(jiǎn)內(nèi)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)情況，而且可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)立井復(fù)雜作業(yè)環(huán)境安全隱患，及時(shí)把施工中存在的問(wèn)題傳遞給地面監(jiān)控人員，為減少和消除安全隱患提供決策依據(jù)，有利于企業(yè)安全生產(chǎn)，社會(huì)安全效益顯著。

Mechanical and Electrical Equipment Safety Construction Technology in Vertical Shaft of Coal Mine

KANG An-xin，XI Yue-min
(Henan State-Controlled Construction Group Co., Ltd, Zhengzhou 454008, China)

Coalmine shaft mechanical and electrical equipment installation is a unit project with high safety management risk and integrated construction technology. In order to promote informatization construction management level, to achieve safe and efficient construction, combined with the working practice, repeated researches were conducted on the on-line monitoring of the project. Practice has proved that online safety monitoring system is the important technical guarantee to realize the electrical and mechanical equipment installation construction of vertical shafts, providing a decision-making basis for reducing and eliminating the potential safety hazard, is advantageous to the enterprise safety in production, and the social security benefit is remarkable.

safety management; information management; monitoring

2016-10-31

康安新(1977- )，男，大學(xué)，河南國(guó)控建設(shè)集團(tuán)有限公司工程師，從事煤礦機(jī)電設(shè)備安裝工作。

TD745

A

1671-3974(2017)01-0062-03