導(dǎo)語：礦用帶式輸送機(jī)是礦山主力運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)備，帶式輸送機(jī)防滅火是日常生產(chǎn)災(zāi)害防控的重點(diǎn)。本期轉(zhuǎn)化果平臺(tái)推薦的《KJ1458礦用帶式輸送機(jī)防滅火光纖監(jiān)控系統(tǒng)》，系統(tǒng)全程分布式溫度、大范圍紅外熱成像、火焰及煙霧等信號(hào)監(jiān)測實(shí)現(xiàn)皮帶異常點(diǎn)監(jiān)測，并控制滅火裝置將異常溫度或火源消除掉，實(shí)現(xiàn)無人值守、24小時(shí)不間斷實(shí)時(shí)監(jiān)測。應(yīng)用表明，能更有效地監(jiān)測輸送機(jī)沿線皮帶及托輥的溫度、煙霧、火焰、大區(qū)域設(shè)備的溫度場分布，降低人工巡檢時(shí)間及人力成本，提高輸送機(jī)運(yùn)行效率、采煤自動(dòng)化和生產(chǎn)管理信息化程度。歡迎致電400-1817-969垂詢！
一、研發(fā)背景
1.法規(guī)、政策要求
煤礦安全規(guī)程〔2016〕第373條要求“膠帶機(jī)必須設(shè)置有自動(dòng)滅火噴灑裝置，通常為了防止膠帶機(jī)火災(zāi)發(fā)生，均采用阻燃膠帶，而阻燃膠帶并不是不燃膠帶，它在高溫下仍可自然。”第 626條要求布設(shè)固定帶式輸送機(jī)應(yīng)遵守下列規(guī)定：“在轉(zhuǎn)載點(diǎn)和機(jī)頭處應(yīng)當(dāng)設(shè)置消防設(shè)施。使用帶式輸送機(jī)或液力偶合器的巷道以及采掘工作面附近的巷道中必須設(shè)置足夠數(shù)量的撲滅電氣火災(zāi)的滅火器材。”
《煤礦智能化建設(shè)指南》智能采煤系統(tǒng)要求：帶式輸送機(jī)智能運(yùn)輸系統(tǒng)要求實(shí)施監(jiān)測，并將堆煤、煙霧、縱撕、跑偏、自動(dòng)灑水、周邊環(huán)境等監(jiān)測信息實(shí)施上傳至工作面智能集控中心，實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)測及控制。
《陜西省煤礦智能化建設(shè)指南（試行）》要求：在電氣設(shè)備、帶式輸送機(jī)等易發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域，應(yīng)配備紅外成像、光纖測溫等監(jiān)測裝置及防滅火裝置。
《煤礦智能化建設(shè)基本要求及評(píng)分方法（試行）》安全監(jiān)控系統(tǒng)——礦井電氣設(shè)備、帶式輸送機(jī)等易發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域，應(yīng)設(shè)置完善的火災(zāi)感知裝置及防滅火系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)智能聯(lián)動(dòng)；（智能安全監(jiān)控系統(tǒng)考核評(píng)分表 火災(zāi) ③在電氣設(shè)備、帶式輸送機(jī)等易發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域，應(yīng)設(shè)置火災(zāi)變量監(jiān)測裝置，以及防滅火系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)參數(shù)的智能監(jiān)測、分析，并根據(jù)分析處理結(jié)果進(jìn)行智能預(yù)測、預(yù)警及聯(lián)動(dòng)控制，④具備火災(zāi)智能模擬仿真系統(tǒng)，并與礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)的實(shí)時(shí)監(jiān)測仿真，以及避災(zāi)路線的智能規(guī)劃）。
2021年10月12日制定的《煤礦防滅火細(xì)則》要求開采容易自燃和自燃煤層的礦井，必須編制礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)，采取綜合預(yù)防煤層自然發(fā)火的措施。根據(jù)礦井具體條件采取注漿、注惰性氣體、噴灑阻化劑等兩種及以上防滅火技術(shù)手段，實(shí)施主動(dòng)預(yù)防，并根據(jù)煤層氧化早期的一氧化碳或者采空區(qū)溫度確定發(fā)火預(yù)兆的預(yù)警值，實(shí)現(xiàn)早期監(jiān)測預(yù)警和措施優(yōu)化改進(jìn)，滿足本工作面安全開采需要，并綜合考慮采后采空區(qū)管理、相鄰工作面和相鄰煤層的防滅火需求。
煤礦應(yīng)當(dāng)對(duì)自然發(fā)火監(jiān)測系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)和人工檢查結(jié)果進(jìn)行綜合分析，實(shí)現(xiàn)井下火情早發(fā)現(xiàn)、早處置。
2.煤礦安全管理要求
“重慶能投渝新能源松藻煤礦“9·27”重大火災(zāi)事故”、“南屯礦中央二部皮帶機(jī)尾火災(zāi)事故”就是典型的礦山膠帶機(jī)運(yùn)輸發(fā)生火災(zāi)的案例。煤礦運(yùn)輸安全防控火災(zāi)事故是礦山安全管理的主要要求之一。
3.引發(fā)皮帶機(jī)火災(zāi)的因素
（1）皮帶輸送機(jī)故障引起皮帶著火；
（2）皮帶輸送機(jī)因皮帶受卡；
（3）皮帶與滾筒發(fā)生摩擦起火;
（4）皮帶機(jī)滾筒、托輥因機(jī)械原因不轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)速較慢，皮帶與滾筒、托輥產(chǎn)生摩擦起火;
（5）皮帶輸送機(jī)液壓聯(lián)軸器噴油也可以引起皮帶輸送機(jī)著火。
通過以上分析可以看出，煤礦帶式輸送機(jī)（巷）應(yīng)當(dāng)具備相應(yīng)的防滅火控制系統(tǒng)，在煤礦輸送機(jī)在出現(xiàn)高溫或發(fā)生火災(zāi)時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)高溫點(diǎn)并開啟自動(dòng)降溫滅火功能。
4.煤礦皮帶機(jī)防滅火現(xiàn)有在線監(jiān)測手段
目前我國煤礦防滅火部署相對(duì)滯后，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與煤礦智能化發(fā)展不同步，配套設(shè)備也不夠完善。
（1）煤礦滅火方法：還是在使用沙箱、沙袋、手持滅火器等傳統(tǒng)手動(dòng)。
（2）煤礦滅火監(jiān)測手段：仍然依靠人工巡查，專人監(jiān)護(hù)；當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，需要井下人員到現(xiàn)場手動(dòng)操作，是否能第一時(shí)間進(jìn)入滅火現(xiàn)場、進(jìn)入滅火現(xiàn)場滅火設(shè)備是否好用，工人是否會(huì)用滅火器材，都取決于煤礦日常的管理和培訓(xùn)是否到位，其效率低，人為漏檢隱患大。
二、系統(tǒng)及硬件設(shè)施介紹
1.帶式輸送機(jī)自動(dòng)報(bào)警滅火控制系統(tǒng)介紹
（1）帶式輸送機(jī)自動(dòng)報(bào)警滅火控制系統(tǒng)
系統(tǒng)全程分布式溫度、大范圍紅外熱成像、火焰及煙霧等信號(hào)監(jiān)測實(shí)現(xiàn)皮帶異常點(diǎn)監(jiān)測，并控制滅火裝置將異常溫度或火源消除掉；
系統(tǒng)可以根據(jù)保護(hù)范圍內(nèi)可能產(chǎn)生的不同火災(zāi)類型進(jìn)行配置不同的傳感器種類及傳感器數(shù)量；
具有自診斷及光纜狀態(tài)檢測功能；
系統(tǒng)具備斷電續(xù)航能力。
（2）系統(tǒng)優(yōu)勢
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無人值守、24小時(shí)不間斷實(shí)時(shí)監(jiān)測。
實(shí)現(xiàn)隱患提前檢測，定位隱患點(diǎn)、自動(dòng)滅火，避免更大范圍嚴(yán)重火災(zāi)。
系統(tǒng)模塊構(gòu)成
2.新型皮帶機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)創(chuàng)新點(diǎn)
（1）多參數(shù)感知火情。系統(tǒng)集成溫度、CO、煙霧、火焰監(jiān)測及視頻監(jiān)控，實(shí)時(shí)感知火情。
（2）精確定位火點(diǎn)。系統(tǒng)利用分布式光纖測溫光纜屬性，準(zhǔn)確定位發(fā)火點(diǎn)，定位精度±1m。
（3）分區(qū)控制，節(jié)能降耗。系統(tǒng)提供人性化自助分區(qū)功能，用戶根據(jù)皮帶機(jī)巷供水條件自主分區(qū)。
（4）構(gòu)架簡單。系統(tǒng)組合為主機(jī)+感溫光纜+控制分站+各類傳感器，系統(tǒng)采取了4級(jí)防滅火監(jiān)測手段。
（5）系統(tǒng)具備斷電續(xù)航能力。當(dāng)系統(tǒng)供電異常后或火災(zāi)發(fā)生時(shí)，分布式主機(jī)與控制分站都可以獨(dú)立運(yùn)行＞4個(gè)小時(shí)以上。
（6）環(huán)境兼容。系統(tǒng)適合在易燃易爆、高溫、高壓、潮濕、強(qiáng)電磁場、腐蝕性等極端條件運(yùn)行。
（7）該系統(tǒng)還具有噴霧降塵功能，噴淋滅火與噴霧降塵于一體，及時(shí)消除因運(yùn)輸大巷煤塵堆積造成火災(zāi)的隱患。
3.新型皮帶機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn)
（1）數(shù)字化、智能化。地面服務(wù)器與井下主機(jī)、井下主機(jī)與PLC控制箱、PLC控制箱與傳感器全部實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、智能化；系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)地面服務(wù)器與井下主機(jī)智能火災(zāi)監(jiān)測與控制，環(huán)網(wǎng)異常井下主機(jī)與PLC控制箱智能監(jiān)測與火災(zāi)控制；火災(zāi)發(fā)生后PLC控制箱與語音報(bào)警器自動(dòng)切換到安全疏散指示狀態(tài)。
（2）多參數(shù)、大容量。PLC控制箱的傳感器接口配有模擬/開關(guān)量/數(shù)字量，單機(jī)接入容量可達(dá)16個(gè)，可接入火焰、煙霧、一氧化碳、水壓、溫度等物理量傳感器。系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的全部功能和技術(shù)指標(biāo)，而且增加了諸如語音報(bào)警、短信提示、運(yùn)行診斷等特色功能，監(jiān)測數(shù)據(jù)可通過通訊網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)傳輸?shù)奖O(jiān)測主機(jī)，也可以記錄于本地儀器內(nèi)，本地儀器內(nèi)存可以保存5年以上數(shù)據(jù)，監(jiān)測主機(jī)進(jìn)行永久保存。
（3）自診斷、多級(jí)報(bào)警。系統(tǒng)及系統(tǒng)中的設(shè)備，設(shè)計(jì)了大量的自診斷及自身運(yùn)行狀態(tài)檢測，可使用聲光報(bào)警器報(bào)警，短信報(bào)警，WEB發(fā)布報(bào)警，多種報(bào)警方式可以組合使用，針對(duì)報(bào)警值可以設(shè)置 黃色，紅色2個(gè)級(jí)別的報(bào)警閥值，干粉滅火裝置欠壓、缺粉，灑水管道泄漏、壓力不足等功能檢測與報(bào)警。
（4）人機(jī)對(duì)話、多級(jí)控制。系統(tǒng)具有故障閉鎖、手動(dòng)控制、異地控制、煙霧控制、溫度控制、火焰控制、氣體控制等，實(shí)現(xiàn)了功能豐富的系統(tǒng)軟件。
系統(tǒng)具有人機(jī)對(duì)話功能，以便于系統(tǒng)生成、參數(shù)修改、功能調(diào)用等。系統(tǒng)各分區(qū)的開啟和關(guān)閉閥的溫度報(bào)警值可根據(jù)礦方實(shí)際情況進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置。
4.系統(tǒng)硬件設(shè)施介紹
（1）礦用光纖分布式測溫主機(jī)
a）交流輸入電壓：127V /660V/1140V AC；
b）測溫通道數(shù)：8路；
c）單通道最大測量距離：6km，定位誤差為±2m。；
d）溫度測量范圍：0～200℃，誤差為±1℃；
f）主機(jī)內(nèi)有備用電源，在額定負(fù)載條件下工作時(shí)間不小于6小時(shí)。
功能作用：實(shí)現(xiàn)發(fā)火點(diǎn)的精確定位并監(jiān)測皮帶機(jī)沿線環(huán)境溫度。
（2）隔爆兼本安型PLC控制箱
a）工作電壓：AC127V；
b）工作電流：AC500mA（設(shè)備滿載狀態(tài)）；
c）本安輸入：13路開關(guān)量輸入；7路模擬量輸入；
d）非本安輸出口：8路控制繼電器。
功能作用：負(fù)責(zé)各類傳感器的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)報(bào)警聯(lián)動(dòng)控制及數(shù)據(jù)上傳。
光纖分布式測溫主機(jī)
隔爆兼本安型PLC控制箱
（3）礦用本安型紅外熱像攝像儀
a）輸入電源：12v；
b）分辨率：2688*1520；
d）測溫范圍：0-300℃；
e）測溫精度：±2℃；
g）有效覆蓋范圍：100米。
功能作用：監(jiān)測皮帶機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾設(shè)備及皮電機(jī)沿線托輥的溫度場。
本安型紅外熱像攝像儀
本安型CO傳感器
（4）礦用本安型CO傳感器
a）工作電壓：12VDC；
b）工作電流：≤55mA；
c）分辨 率 ：1ppm；
d）測量范圍：1000ppm。
功能作用：監(jiān)測皮帶因摩擦高溫時(shí)產(chǎn)生的有毒氣體。
（5）礦用本安型火焰?zhèn)鞲衅?
a）工作電壓：12VDC；
b）工作電流：≤55mA；
c）靈 敏 度：可探測到5m遠(yuǎn)外1cd火焰（火焰直徑1cm，高5cm）；
d）監(jiān)視范圍：120°圓錐夾角。
功能作用：監(jiān)測皮帶機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾設(shè)備及皮電機(jī)沿線托輥的明火。
本安型火焰?zhèn)鞲衅?
語音字幕報(bào)警器
（6）礦用語音字幕報(bào)警器
a）工作電壓：12VDC；
b）工作電流：≤200mA；
c）光信號(hào)可見距離：光信號(hào)在黑暗中20m處可見；
d）字幕漢子數(shù)量：兩行8個(gè)字LED顯示。
功能作用：語音加字幕展示現(xiàn)場灑水、應(yīng)急逃生、氣體濃度等信息。
（7）12KG礦用超細(xì)干粉滅火器
a）凈含量：12KG；
b）使用方法：自動(dòng)滅火及電控滅火；
c）滅火劑主要成分：磷酸銨鹽干粉；
d）噴射距離：≥3m；
e）最大工作壓力：2.5MPA。
功能作用：主要針對(duì)有電氣機(jī)電設(shè)備或者可燃液體設(shè)備的滅火。
12KG礦用超細(xì)干粉滅火器
礦用隔爆型電磁閥
（8）礦用隔爆型電磁閥
a）工作電壓：127AC；
b）功耗：≤25W；
c）壓力適應(yīng)范圍：0～10MPa；
d）公稱通徑：20mm。
功能作用：針對(duì)火情自動(dòng)啟動(dòng)噴淋系統(tǒng)。
三、帶式輸送機(jī)防滅火監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方案
（一）某煤礦主平硐帶式輸送機(jī)自動(dòng)報(bào)警滅火控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
1.監(jiān)測區(qū)域
方案是對(duì)某煤礦主平硐（巷）內(nèi)長2920米的帶機(jī)輸送機(jī)進(jìn)行全方位火災(zāi)監(jiān)控。
2.方案設(shè)計(jì)依據(jù)
（1）《煤礦安全規(guī)程》145條 裝有帶式輸送機(jī)的井筒中必須裝設(shè)自動(dòng)報(bào)警滅火裝置、敷設(shè)消防管路。
（2）《煤礦安全規(guī)程》626條 布設(shè)固定帶式輸送機(jī)應(yīng)遵守下列規(guī)定：在轉(zhuǎn)載點(diǎn)和機(jī)頭處應(yīng)當(dāng)設(shè)置消防設(shè)施。使用帶式輸送機(jī)或液力偶合器的巷道以及采掘工作面附近的巷道中必須設(shè)置足夠數(shù)量的撲滅電氣火災(zāi)的滅火器材。
（3）《陜西省煤礦智能化建設(shè)指南（試行）》在電氣設(shè)備、帶式輸送機(jī)等易發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域，應(yīng)配備紅外成像、光纖測溫等監(jiān)測裝置及防滅火裝置；
（4）《煤礦智能化建設(shè)基本要求及評(píng)分方法（試行》礦井電氣設(shè)備、帶式輸送機(jī)等易發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域，應(yīng)設(shè)置完善的火災(zāi)感知裝置及防滅火系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)智能聯(lián)動(dòng)。
（5）《煤礦智能化建設(shè)基本要求及評(píng)分方法（試行》礦井電氣設(shè)備、帶式輸送機(jī)等易發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域，應(yīng)設(shè)置完善的火災(zāi)感知裝置及防滅火系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)智能聯(lián)動(dòng)。
3.方案設(shè)計(jì)原則
從這些年帶式輸送機(jī)災(zāi)害實(shí)際發(fā)生的情況來看，有相當(dāng)一部分火災(zāi)發(fā)生位置不局限于機(jī)頭、機(jī)尾機(jī)電設(shè)備上，而是發(fā)生在輸送機(jī)沿線托輥部位。所以本方案在設(shè)計(jì)時(shí)，不僅僅考慮機(jī)頭、機(jī)尾滾筒、制動(dòng)裝置等機(jī)電設(shè)備火災(zāi)，方案在整條皮帶沿線做了充分火災(zāi)測點(diǎn)布局。
方案采用技術(shù)是目前國內(nèi)最先進(jìn)、監(jiān)測也是最全面。在兼容性即可獨(dú)立運(yùn)行，也可融入智能化監(jiān)控系統(tǒng)。
系統(tǒng)—測點(diǎn)布局示意圖
（1）分區(qū)單元
防滅火區(qū)域長2920米，皮帶沿線以水為滅火介質(zhì)給予保護(hù)，機(jī)頭機(jī)尾以電動(dòng)干粉滅火器為滅火介質(zhì)，以100米為一個(gè)分區(qū)單元，一臺(tái)PLC控制箱可帶兩個(gè)分區(qū)，全線共計(jì)15個(gè)單元；
（2）噴淋單元
消防主管安裝與皮帶機(jī)一側(cè)上方、距離上皮帶1.5米處 ，噴頭布局沿著皮帶機(jī)軸向布局，噴頭間距：10米。噴頭布局參考《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)》GB50084設(shè)計(jì)規(guī)范，達(dá)到兩個(gè)噴頭能全覆蓋所有托輥。
（3）感溫單元
分布式測溫主機(jī)具有8個(gè)測溫通道，一臺(tái)主機(jī)可實(shí)現(xiàn)主平硐（巷）內(nèi)長2920米的帶機(jī)輸送機(jī)4個(gè)區(qū)域的長距離監(jiān)測。分別布置在上皮帶兩側(cè)托輥槽鋼上與下皮帶兩側(cè)托輥槽鋼上，共需感溫光纜1.2萬米。
系統(tǒng)—感溫光纜布局設(shè)計(jì)圖
（4）系統(tǒng)總配置
主運(yùn)皮帶機(jī)全長2920米，按照每200米一臺(tái)分站布置（可根據(jù)礦方要求或《煤礦安全規(guī)程》增減分站布置）共計(jì)需要：井上工業(yè)計(jì)算機(jī)1臺(tái)、液晶顯示器1臺(tái)；井下需要PLC主控制箱1臺(tái)、PLC主控制箱14臺(tái)、煙霧傳感器30臺(tái)、火焰?zhèn)鞲衅?臺(tái)、一氧化碳傳感器15臺(tái)、電磁閥30個(gè)、壓力傳感器15個(gè)、直流電源1臺(tái)、交換機(jī)1臺(tái)、礦用分布式光纖測溫主機(jī)1臺(tái)、語言報(bào)警器15臺(tái)、干粉滅火器2支、礦用本安型紅外熱像攝像儀2臺(tái)、噴淋管件154節(jié)、噴淋頭140個(gè)、煤礦用阻燃通信光纜3200米、礦用感溫光纜3200米、礦用電纜1850米、配套輔材1批。
某煤礦主平硐帶式輸送機(jī)自動(dòng)報(bào)警滅火控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案如下所示：
四、帶式輸送機(jī)防滅火監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用案例介紹
1.皮帶輸送機(jī)沿線測點(diǎn)----布置設(shè)計(jì)方案
設(shè)計(jì)方案
2.系統(tǒng)運(yùn)行效果
2019年8月2日，我司自主研發(fā)的礦用皮帶機(jī)（巷）防滅火控制系統(tǒng)在某集團(tuán)骨干礦井通過礦方驗(yàn)收，順利的將系統(tǒng)交付給礦方使用，受到了礦方專家組的一致好評(píng)，為礦山井筒膠帶輸送機(jī)的安全運(yùn)行增添了一份保障。
該系統(tǒng)通過沿著皮帶走向敷設(shè)測溫光纜，實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶的無盲區(qū)溫度監(jiān)測，系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測灑水電動(dòng)球閥的工作狀態(tài)，可遠(yuǎn)程控制灑水電動(dòng)球閥的開關(guān)動(dòng)作，測溫系統(tǒng)將溫度數(shù)據(jù)上傳給監(jiān)控主機(jī)，監(jiān)控主機(jī)可分區(qū)設(shè)置報(bào)警上限以及實(shí)時(shí)監(jiān)測煙霧傳感器的工作狀態(tài)，并自動(dòng)打開對(duì)應(yīng)分區(qū)的電動(dòng)球閥灑水滅火，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制。
3.系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益
項(xiàng)目成功實(shí)施后，能更有效地監(jiān)測皮帶輸送機(jī)沿線皮帶及托輥的溫度、煙霧、火焰、大區(qū)域設(shè)備的溫度場分布在線顯示，有效的降低人工巡檢時(shí)間及人力成本，提高了皮帶機(jī)運(yùn)行效率，提升了采煤自動(dòng)化和生產(chǎn)管理信息化程度，達(dá)到煤礦安全高效生產(chǎn)的目的。
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