第2章安全检测的目的和内容ppt课件.ppt

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1、第二章 安全检测的目的和内容,第一节 安全检测的目的和意义第二节 安全检测内容第三节 安全监测监控技术标准 及法律法规第四节 安全监测监控技术的发展,第一节 安全检测的目的和意义1 安全检测的目的(1)能及时、正确地对设备的运行参数和运行状况做出全面检测，预防和消除事故隐患。(2)对设备的运行进行必要的指导，提高设备运行的安全性、可靠性和有效性，以期把运行设备发生事故的概率降低到最低水平，将事故造成的损失减低到最低程度。(3)通过对运行设备进行检测、隐患分析和性能评估等，为设备的结构修改、设计优化和安全运行提供数据和信息。,2 安全检测的意义 煤矿井下生产工艺流程复杂，作业环境条件特殊；机器设

2、备的数量、品种繁多，各生产环节需要相互衔接和紧密配合。这些客观实际因素，使井下发生灾变事故的机率一直高于其它行业，事故发生的随机性也很强。 据统计2005年全国工矿商贸企业共发生安全事故12826起，死亡15396人，煤矿企业发生3341起，死亡5986人，分别占26.05%和38.88%。 为确保矿井安全生产，必须全面、系统地掌握作业环境和机器设备的工作状况，以实现有效控制。因此，矿井安全生产必须首先作好测试与监控工作。,第二节 安全检测内容1 煤矿安全检测方法 安全检测方法依检测项目不同而异，种类繁多。根据检测的原理机制不同，大致可分为化学检测和物理检测两大类。 化学检测 利用检测对象的化

3、学性质指标，通过一定的仪器与方法，对检测对象进行定性或定量分析的一种检测方法。它主要用于有毒有害物质的检测，如有毒有害气体、水质和各种固体、液体毒物的测定。 物理检测 利用检测对象的物理量(热、声、光、磁、力等)进行分析，如噪声、电磁波、放射性、压力、水质物理参数(水温、浊度、电导率等)等的测定均属物理方法。,2 煤矿安全检测内容 在工业生产过程中，各种有关因素，如烟、尘、水、气、热辐射、噪声、放射线、电流、电磁波以及化学因素，还有其他主、客观因素等，造成对生产环境的污染，对生产产生不安全作用，也对人体健康造成危害。查清、预测、排除和治理各种有害因素是安全工程的重要内容之一。安全检测的任务是为

4、安全管理决策和安全技术有效实施提供丰富、可靠的安全因素信息。狭义的安全检测侧重于测量，是对生产过程中某些与不安全、不卫生因素有关的量连续或断续监视测量，有时还要取得反馈信息，用以对生产过程进行检查、监督、保护、调整、预测，或者积累数据，寻求规律。广义的安全检测，是把安全检测与安全监控统称为安全检测，认为安全检测是指借助于仪,器、传感器、探测设备迅速而准确地了解生产系统与作业环境中危险因素与有毒因素的类型、危害程度、范围及动态变化的一种手段。 为了获取工业危险源的状态信息，需要将这些信息通过物理的或化学的方法转化为可观测的物理量(模拟的或数字的信号)，这就是通常所说的安全检测和安全监测。它是作业

5、环境安全与卫生条件、特种设备安全状态、生产过程危险参数、操作人员不规范动作等各种不安全因素检测的总称。不安全因素具体包括如下几种：(1)粉尘危害参数。如粉尘浓度、粒径分布；全尘或呼吸性粉尘；煤尘、石棉尘、纤维尘、岩尘、沥青烟尘等。,(2)化学危害参数。如可燃气体、有毒有害气体在空气中的浓度和氧含量等。 (3)物理危害参数。如噪声与振动、辐射(紫外线、红外线、射频、微波、激光、同位素)、静电、电磁场、照度等。(4)机械伤害参数。如人体部位误入机械动作区域或运动机械偏离规定的轨迹等。(5)电气伤害参数。如电压、电流、电气设备开停和供电状态等。(6)气候条件参数。如气温、气压、湿度、风速等。 (7)

6、生产过程参数。如压力、流量、物位等。,3 煤矿安全监测监控的任务 (1)提供信息 它为各级生产指挥和业务部门提供安全状况和工作状况动态信息，以便指挥生产。 (2)探测和预报灾害事故 通过被测参数的比较和分析，为预防灾害事故提供重要技术数据，以便提前采取防范措施。 (3) 防治灾害事故的发生 通过对测试参数适时有效控制，及时实现自动报警、断电和闭锁，以防治事故的发生或扩大。,(4)设施的自动调控 通过对生产工艺活动的动态监测分析，实现各种设施的自动调控，如：通风网络系统调控、运输系统调控等。 (5)为救灾提供决策信息 在发生事故的情况下，能及时指示最佳救灾和避灾路线，为抢救和疏散人员、器材提供决

7、策信息。,3.1 运行状态检测设备运行状态检测的任务是了解和掌握设备的运行状态，包括采用各种检测、测量、监视、分析和判断方法。结合系统的历史和现状，考虑环境因素，对设备运行状态进行评估，判断其处于正常或非正常状态，并对状态进行显示和记录，对异常状态做出报警，以便运行人员及时加以处理，并为设备的隐患分析、性能评估、合理使用和安全评估提供信息和基础数据。,通常设备的状态可分为正常状态、异常状态和故障状态三种情况。(1)正常状态指设备的整体或局部没有缺陷，或虽有缺陷但性能仍在允许的限度以内。(2)异常状态指设备的缺陷已有一定程度的扩展，使设备状态信号发生一定程度的变化。设备性能已劣化，但仍能维持工作

8、，此时应注意设备性能的发展趋势，即设备应在监护下运行。,(3)故障状态则是指设备性能指标已有大的下降，设备已不能维持正常工作。设备的故障状态尚有严重程度之分，包括：已有故障萌生并有进一步发展趋势的早期故障；程度尚不严重，设备尚可勉强“带病”运行的一般功能性故障；已发展到设备不能运行必须停机的严重故障；已导致灾难性事故的破坏性故障；以及由于某种原因瞬问发生的突发紧急故障等。,3.2 安全预测和诊断安全预测和诊断的任务是根据设备运行状态监测所获得的信息，结合已知的结构特性、参数以及环境条件，并结合该设备的运行历史(包括运行记录、曾发生过的故障及维修记录等)，对设备可能要发生的或已经发生的故障进行预

9、报、分析和判断，确定故障的性质、类别、程度、原因和部位，指出故障发生和发展的趋势及其后果，提出控制故障继续发展和消除故障的调整、维修和治理的对策措施，并加以实施，最终使设备复原到正常状态。,3.3 设备的管理和维修发展概况设备的管理和维修方式的发展经历了三个阶段，即从早期的事后维修(Run-to-BreakdownMaintenance)，发展到定期预防维修方式(Time basedPreventireMaintenance)，现在正向视情维修(Condition-basedMaintenance)发展。定期预防维修制度可以预防事故的发生，但可能出现过剩维修和不足维修的弊病。视情维修是一种更科

10、学、更合理的维修方式。但要做到视情维修，必须依赖于完善的状态监测和安全诊断技术的发展和实施。随着我国安全诊断技术的进一步发展和实施，我国的设备管理、维修工作将上升到一个新的水平，我国工业生产的设备完好率将会进一步提高，恶性事故将会逐渐得到控制，使我国的经济建设向更健康的方向发展。,第三节 安全监测监控技术标准及法律法规1 煤矿安全监测监控技术标准体系在2005年国家安全生产监督管理总局成立以前，煤矿安全检测仪表标准及监测监控标准属煤炭行业标准(MT)，分别归类于基础标准、矿山电工；通风、防尘和排水；矿山通讯监控、煤矿安全和其它，形成了以“煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求、基本试验

11、方法、质量检验规则”和“煤矿信号设备通用技术条件”、“煤矿监控系统主要性能测试方法”、“煤矿井下环境监测用传感器通用技术条件”为代表的煤矿安全监测监控行业标准114部。,2005年和2006年相继成立了国家安全生产监督管理总局和全国安全生产标准化技术委员会。分别修订和制定了“煤矿安全监控系统通用技术要求”和“煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件”等安全行业标准10项。全国安全生产标准化技术委员会煤矿安全分技术委员会于2007年7月2931日在昆明对煤矿安全监测监控安全行业标准召开了宣贯会。煤矿安全监测监控AQ行业标准煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范(AQ1029-2007)煤矿安全监控系

12、统通用技术要求(AQ6201-2006)煤矿甲烷检测用载体催化元件(AQ6202-2006)煤矿用低浓度载体催化式甲烷传感器(AQ6203-2006)瓦斯抽放用热导式高浓度甲烷传感器(AQ6204-2006)煤矿用电化学式一氧化碳传感器(AQ6205-2006)煤矿用高低浓度甲烷传感器(AQ6206-2006)便携式载体催化甲烷检测报警仪(AQ 6207-2007)煤矿用固定式甲烷断电仪(AQ 6208-2007)煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件(AQ 6210-2007),2 煤矿安全监测监控法律体系2.1 煤矿安全规程规定 煤矿安全规程第三章对安全监测监控系统要求、功能、设备使用维护、

13、传感器安装设置等都做了详细的规定和要求。煤矿安全规程第一百八十九条规定“高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯突出矿井，必须装备矿井安全监控系统”。2.2 国家及地方法律法规 (1) 11996年10月11日，劳动部颁布了中华人民共和国矿山安全法实施条例。条例规定“每个矿井配置足够数量的通风检测仪表和有毒有害气体与井下环境检测仪器。开采有瓦斯突出的矿井，装备监测系统或者检测仪器”,(2)2004年2月9日，国家发布：国家安全生产科技发展规划(2004-2010)。在规划的十一个重大工程中，明确了“重大危险源检测和建立全国重大危险源监控体系”和“煤矿瓦斯防治、矿井水害防治、顶板灾害治理、矿山工程地质灾害监测

14、与预警”等研究任务。 (3)2005年2月23日，国务院召开第81次常务会议，专题研究煤矿安全问题，提出“推广数字化瓦斯远程监控系统，高瓦斯和高突矿井没有建立瓦斯抽放和监测系统的，一律限期整改”。 (4)2005年8月31日国务院第104次常务会议通过并颁布了国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定。规定要求“高瓦斯矿井未建立瓦斯抽放系统和监控系统，或者瓦斯监控系统不能正常运行的应当立即停止生产，排除隐患”。,(5)2006年8月31日，国家发布了十一五安全生产科技发展规划。提出了“安全生产检测与物证分析关键技术与装备的研究”、“煤矿灾害连续监测、预警及防控技术”、“重大危险源辨识指标体系、监

15、测与监控网络化技术”等重点优先项目；“燃性气体(粉尘)爆炸危险性动态监测、预警技术”政策性优先项目；“瓦斯、风、电闭锁装置”、“全矿井安全综合监控系统”等10项重点推广项。 (6)2007年2月17日，国家发布煤矿安全生产“十一五”规划。“煤矿安全监测及信息化技术”被纳入5个煤矿安全示范工程；“检测检验与物证分析”被纳入6个煤矿安全生产科技支撑平台；“瓦斯灾害监测预警与控制技术”被纳入60个煤矿安全支撑体系建设工程。,(7)国务院安全生产委员会、国家发展改革委员会、国家煤矿安全监察管理总局、国家煤矿安全监察局和各地方政府、地方安全监察管理部门都分别发文对矿山安全监测监控的安装、使用，以及安全监

16、控系统联网等作了要求和规定。,第四节 安全监测监控技术的发展1 概述 由于中国煤矿井型和开采条件多种多样，矿井安全事故的隐患也有着很大差别，因而，对矿井安全监测仪表提出了多种多样的要求。中国煤矿安全监测仪表起源于瓦斯检测，并逐步向顶板、运输、机电设备、水、火等参数的监测监控以及瓦斯突出预测预报领域发展。现行煤矿安全规程规定所有矿井都必须建立瓦斯的个体巡回检测和连续监测控制的双重体系，并对矿井顶板、运输、机电设备、水、火的监测管理提出了明确的要求， 为此， 需要不断开发和制造新型的煤矿安全监测仪表， 以满足煤矿安全生产的需求。,目前，我国共有煤矿安全仪表生产厂家100多家，形成了8各大类，142

17、7个小类，近3000个产品的生产能力。,2 安全检测与仪表发展2.1 安全检测仪表的发明1815年，当时工业发达的英国发明了第一项安全仪器安全灯，它是利用瓦斯在灯焰周围燃烧，根据火焰高度来测量瓦斯含量的简单仪器。由于它构造简单、性能可靠、使用寿命长，一百多年来一直被沿用下来，至今仍在许多国家使用。随后，由于基础科学的发展和科学技术的进步，在石油、化工、制药、冶金、煤炭等工业生产中，陆续出现了利用光学原理、热导原理、热催化原理、热电效应、弹性形变、半导体器件、气敏元件等多种工作原理和不同性能的各类检测仪器，对影响生产安全的各种因素实现了不同程度的监测，并逐渐形成了不同种类的检(监)测仪器仪表。,

18、2.2 从单点间断检测发展到远程连续监测20世纪50年代之后，由于电子通讯和自动化技术的发展，出现了能够把工业生产过程中不同部位的测量信息远距离传输并集中监视、集中控制和报警的生产控制装置，初步实现了由“间断”、“就地”检测到“连续”、“远地”检测的飞跃，由单体检测仪表发展到监测系统。早期的监测系统，其监测功能少、精度低、可靠性差、信息传递速度慢。20世纪80年代以来，电子技术和微电子技术的发展，特别是计算机技术的应用，实现了化工生产过程控制最优化和管理调度自动化相结合的分级计算机控制，检测仪器仪表和监测系统，无论其功能、可靠性和实用性都产生了重大的飞跃，使安全监测技术与现代化的生产过程控制紧

19、密地联系在一起。,2.3 监测系统的发展目前，大型化工企业中的安全监测系统，已可使检(监)测的模拟量和开关量达上千个，巡检周期短，能同时完成信号的自动处理、记录、报警、联锁动作、打印、计算等；监测参数除可燃气体(如CH4、H2、CO等)成分、浓度、可燃粉尘浓度、可燃液体泄漏量之外，还有温度、压力、压差、风速、火灾特征(烟、温度、光)等环境参数和生产过程参数。由于可以从连续监测数据、屏幕显示图形和经过数据处理得到各种图表，及时掌握整个化工生产过程的过程参数、环境参数和生产机械的状态，就保证了生产的连续与均衡、减少停顿和阻塞，防止重大事故发生。同时，由于及时掌握生产设备和机械的工作状态，可以分析设

20、备的配置情况和利用率，发现生产薄弱环节，改善管理，提高生产效率。,2.4 我国安全监测监控仪表改革开放以来，我国的工业生产发展很快，国家十分重视安全，在安全检测仪表的研究和生产制造方面投入了很大的力量，使安全仪表生产具备了相当的规模，形成了以北京、抚顺、重庆、西安、常州、上海等为中心的生产基地，可以生产多种型号环境参数、工业过程参数及安全参数的监测、遥测仪器。但是我国安全监测传感器目前种类较少，质量尚不稳定；监测数据处理、计算机应用与一些发达国家有一定差距，这些都需要在今后重点解决。特别是安全检测中最关键的敏感元件的国产质量，远远不及国外发达国家。,3 安全检测和监测监控发展阶段3.1 危险性

21、分析和定量分析阶段“安全第一”是安全活动的中心，早在1906年，美国就首次提出“安全第一、质量第二、产量第三”的口号，并采取了一系列安全操作的新措施。1912年，日本也提出了“安全第一”的思想，1927年日本内务省组织开展了以“安全第一”为方针的“安全周”运动，并把每年7月1日到7月7日定为“安全周”，大部分工厂提出了“001”口号，即做到事故、公害为零，生产为世界一流。,对于安全监测技术，实际上自有工业生产以来就已存在。安全监测技术作为一门学科，则是20世纪60年代以后才发展起来的。第二次世界大战以后，关于劳动安全方面的一门边缘学科人机工程学诞生了。人机工程学的发展最早是从军事上开始的，19

22、59年成立了国际人机工程学会，标志着这门学科的成熟。1961年国际劳工评论给人机工程学下了一个定义，即“运用生物学和技术科学对人及其工作进行最适宜的调整，使之提高工效，并能胜任愉快”。人机工程学解决的问题，一方面是从机器方面考虑如何适应人体在劳动中的生理特征；另一方面是使人如何适应机器，最终达到保证人和机器的安全。人机工程学的提出和发展，无疑是人类对安全技术研究的一大进步。,3.2 实时在线检测监控阶段20世纪70年代，过程系统的在线故障监测与安全诊断技术随着生产和科学技术的发展迅速得到发展。这是动态系统的故障监测与诊断问题，是应用现代控制理论、数理统计等方法来分析处理非正常工况下系统特性的结

23、果。所谓故障监测、诊断和预报系统，通常有两种含义：一种是指某些专用的仪器，如对于汽轮发电机组等旋转机械设备，就有转速测量仪、旋转机械振动检测仪和频谱分析仪等，可以检测出这类机械设备的运转是否正常。另一种是指计算机数据采集分析系统，它可以采集生产过程的有关数据，完成工况分析，对设备是否正常，引起故障的原因是什么，故障的程度有多大，工况的趋势是否安全等问题进行分析、判断并得出结论。,近年来，在线故障监测与安全诊断技术的研究十分活跃，现代安全诊断技术和方法取得了长足发展，如红外诊断技术(包括红外测温、红外气体分析和红外气体泄漏监测)、声发射监测技术、智能安全监测系统等，其工程应用也日益广泛。发达国家

24、在安全检测监控技术领域起步较早、研究投入较多，安全监测技术这一领域的理论、方法、技术和装备等已遍及诸多行业，如航天、航空、核工业、石油、化工、电力、采矿、林业和建筑等各种社会支柱产业中。在我国，安全监测技术的发展，在国家经济建设中发挥了越来越大的作用，也取得了十分明显的社会经济效益。,4 安全监测监控技术发展4.1 过程控制技术在一体化生产中，一些重要的工艺参数大都由变送器、工业仪表乃至计算机来测量和调节，以保证生产过程及产品质量的稳定，这就是过程控制。在比较完善的过程控制设计中，有时也会考虑工艺参数的超限报警、外界危险因素(如可燃气体、有毒气体在环境中的浓度，烟雾、火焰信息等)的检测，甚至停

25、车等连锁系统。然而，这种设计思想仍然着眼于表层信息捕获的习惯模式。,4.2 应急控制技术在对危险源的可控制性进行分析之后，选出一个或几个能将危险源从事故临界状态拉回到相对安全状态，以避免事故发生或将事故的伤害、损失降至最小程度。这种具有安全防范性质的控制技术称为应急控制。监测与控制功能合二为一称为监控，将安全监测与应急控制结合为一体的仪器仪表或系统，称为安全监控仪器或安全监控系统。,5 安全检测及监测监控技术的发展趋势5.1 综合发展趋势从安全科学的整体观点出发，现代生产工艺的过程控制和安全监控功能应融为一体，综合成一个包括过程控制、安全状态信息监测、实时仿真、应急控制、自诊断以及专家决策等各

26、项功能在内的综合系统。这种系统既能够对生产工艺进行比较理想的控制，从而使企业受益，又能够出现异常情况时及时给出预警信息，紧急情况下恰到好处地自动采取措施，把安全技术措施渗透到生产工艺中去，避免事故的发生或将事故危害和损失降到最低程度。,5.2 网络化、信息化发展趋势监控技术的发展主要表现在：监控网络集成化。它是将被监控对象按功能划分为若干系统，每个系统由相应的监控系统实行监控，所有监控系统都与中心控制计算机连接，形成监控网络，从而实现对生产系统实行全方位的安全监控(或监视)。预测型监控。这种监控即控制计算机根据检测结果按照一定的预测模型进行预测计算，根据计算结果发出控制指令。这种监控技术对安全

27、具有重要的意义。,5.3 安全检测仪表的发展趋势可燃性气体、压力、管道流体等安全检测技术的发展趋势是：开发检测新技术和电子监控等先进的安全控制技术和产品，实现检测监控设备的数字化、智能化、小型化，积极推进检测监控仪器的国产化，提高安全检测敏感元件的可靠性和检测精度，重点发展新材料的研究推广使用，加强设计、制造、安装等环节的监察，提高煤矿安全检测设备本身的安全性能和安全防范能力。,5.4 安全检测的自身安全防范技术发展趋势网络安全检测技术基于自适应安全管理模式，这种管理模式认为任何一个网络都不可能安全防范其潜在的安全风险。它有两个特点：一是动态性和自适应性，这可以通过网络安全扫描软件的升级以及网

28、络安全监控中的入侵特征库的更新来达到。二是应用层次的广泛性，可以应用于操作系统、网络层和应用层等各个层次网络安全漏洞的检测。网络安全自动检测系统和网络入侵监控预警系统的开发为网络信息资源的安全提供了预防和防范攻击的有效措施。不断发现、总结，及时抽象、概括最新的攻击方法，将其纳入系统，可增强系统的识别和防范能力。,5.5 我国煤矿安全检测的主要发展情况21世纪我国煤矿安全检测技术发展非常迅猛，主要表现在： (1)煤矿安全检测技术理论更加成熟，检测和监测监控技术先进更实用； (2)煤矿安全检测设备的生产逐渐进入正规化，行业管理更加严格规范； (3)煤矿安全检测设备操作更简便，数据处理更直观； (4)在计算机技术的发展基础上，开发了矿井安全综合监控系统、人员定位系统、安全预警系统等； (5)在高瓦斯矿区全部实现了矿井安全系统联网，实现了中央、地方和企业三层监管体系，并逐步在全国煤矿安全监测监控中推广应用。,