【正文】 1992年建井， 1999年 12月正式投產，設計生產能力 180萬噸 /年，核定的生產能力可達 238萬噸 /年， 2021年生產能力達 210萬噸 /年，礦井地質儲量40555萬噸。 這次我實習的地點是在永煤集團車集礦。 永煤文化基本內容包括精神文化、制度文化、行為文化和物質文化四個層面，其中物質文化是基礎，制 度文化是保證，行為文化是關鍵，精神文化是核心和靈魂。 永煤集團全稱為永城煤電集團有限責任公司，下屬于河南煤業(yè)化工集團，是河南省國有大型煤炭企業(yè)，中國 500 強企業(yè)之一，全國工業(yè)重點行業(yè)效益十佳企業(yè)之一。 //解碼并填充隊列 *(unsigned int*)0x7012=1。 //清看門狗 } SACM_A2021_Stop()。 //停止播放 } RETI music2: Void Playsnd(int SndIndex,int DAC_Channel { SACM_A2021_Initial(1) //初始化為自動播放 SACM_A2021_Play(SndIndex,DAC_Channel,2)。 //開始播放 1號音樂 While((SACM_A2021_Status()amp。 music2。} //抽取十個采集的數(shù)據(jù) r1=0x0000 for（ i=*BUFFER。 } //傳感器連接有故障，藍色 LED 燈亮，否則將 K賦值給 key，而 K為子程序定義 *P_Watchdog_Clear=1｝ //清看門狗 檢測流程部分： r1=*P_TimerA_Data *P_TimerA_Data=0xFFF5 //設置 R2 為計數(shù)器，并設初值為 0xFFF5 *P_INT_Ctrl=0x3000 //允許定時器 A中斷 for (BUFFER=0x0000。 *P_IOA_Data=0xFFFC。流程圖如下： 太原理工大學畢業(yè)設計（論文） 29 中斷流程圖 中斷是要進行數(shù)模轉化，所以在中斷流程中應設置數(shù)模轉換，轉換完畢則跳出流程。 三、語音播放流程 此次設計用到語音播放，其步驟為： 新建工程； 復制語音播放需要的文件到工程所在的文件夾 把剛剛復制的支持文件和語音資源添加到工程中 把 語音函數(shù)庫添加到工程中 編寫語音播放函數(shù) 編寫中斷服務函數(shù) 編寫主函數(shù) 添加語音資源索引表 下載試聽 太原理工大學畢業(yè)設計（論文） 27 四、各部分流程圖 主程序流程圖 主程序中要先進行傳感器的預熱，然后將小喇叭和各個顯示二極管處于熄滅狀態(tài)，同時對各個部分進行初始化。 在程序中，接收信號的兩個端口程序要設置成死循環(huán)，以保證單片機可以接收即時信號，并予以保存和分析。 小喇叭報警電路 小喇叭報警電路圖如下圖所示。 由此可知最終送到單片機的安全電壓為低于 的電壓，報警電壓為，危險電壓為 ，高于此電壓需撤離！ 太原理工大學畢業(yè)設計（論文） 24 傳感器連接故障診斷電路 (1)判斷傳感器電源連接情況 在傳感器的地端串聯(lián)一個電阻 R4。 (2)電壓放大倍數(shù) A =1+ Rf/R1 ，即輸出電壓與輸入電壓的幅值成正比，且相位相同，所以此電路實現(xiàn)了同相比例放大。 同相比例運算電路中反饋的組態(tài)為電壓串聯(lián)負反饋，同樣可以利用理 想運放工作在線性區(qū)時的兩個特點來分析其電壓放大倍數(shù)。 傳感器連接圖為下圖所示： 太原理工大學畢業(yè)設計（論文） 22 ΩΩ 前置放大電路 傳感器輸出信號一般比較微弱，需要經過前置電路對其進行放大，滿足單片機對輸入信號的要求。 因為所選擇的 MQ4 氣體傳感器必須要進行至少 24小時的預熱，所以在設計外殼的時候設計兩個電源安裝槽，以用于電源的更換，這樣可以減少重復預熱的時 間。 本設計所采用的負載和傳感器均為 20KΩ，本設計中的參數(shù)計算暫且設定為標準條件下，如果是非標準條件，則可根據(jù)實際情況調整，其調整方法為調整電路上的滑動變阻器。 VC 則是用于測定與傳感器串聯(lián)的負載電阻（ RL）上的電壓（ VRL）。建議使用 5000ppm 甲烷校準傳感器。 Rs：元件在不同氣體，不同濃度下的電阻值。封裝好的氣敏元件有 6只針狀管腳，其中 4個用于信號的取出， 2個用于提供加熱電流。 其特點是： 對甲烷、天然氣有很高的靈敏度； 對乙醇、煙霧的靈敏度很低； 具有快速的響應恢復特性； 具有長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性； 驅動電路簡單。 凌陽 16 位單片機的主要性能有： 16位 181。較高的處理速度使 181。’ nSP?內核為中心集成不同規(guī)模的 ROM、 RAM和功能豐富的各種外設接口部件。圍繞 181。凌陽的 16位單片機就是為適應這種發(fā)展而設計的。 三、便攜式檢測儀器使用要求 便攜式甲烷檢測報警儀和甲烷報警礦燈等檢測儀器應設專職人員負責充電、收發(fā)及維護。 二、甲烷傳感器的設置 甲烷傳感器應垂直懸掛，距頂板 (頂梁、屋頂 )不得大于 300mm，距巷道側壁 (墻壁 )不得小于 200mm，并應安裝維護方便，不影響行人和行車。 聲光報警器 acousto optic alarm 太原理工大學畢業(yè)設計（論文） 10 能發(fā)出聲光報警的裝置。 (三 )防止瓦斯爆炸災害事故擴大的措施 萬一發(fā)生爆炸，應使災害波及范圍局限在盡可能小的區(qū)域內，以減少損失。 搞好通風。 三、影響煤層瓦斯含量的因素 煤的瓦斯含量是指單位體積或重量的煤在自然狀態(tài)下所含有的瓦斯量（標準狀態(tài)下的瓦斯體積），單位為 m3/m3(cm3/cm3)或 m3/t(cm3/g)。 瓦斯爆炸條件濃度在 5 至 16%，氧氣大于 12%，遇明火或者溫度 650 至 750攝氏度，就會引起爆炸。這樣循環(huán)不已，游離基越來越多，化學反應速度也越來越快，最后就可以發(fā)展為燃燒或爆炸式的氧化反應。 二、瓦斯爆炸 礦井瓦斯爆炸是一種熱一鏈式反應（也叫鏈鎖反應）。煤礦術語中的瓦斯指的就是甲烷。 Gas的原意就是氣體，包括各種可燃和不可燃氣體。 對于甲烷的各種報警濃度等要根據(jù)各個專業(yè)標準來設定，并將其轉化為二進制數(shù)據(jù)存入單片機中，與所采集到的數(shù)據(jù)進行比較。但前兩種氣體含量多，且?guī)缀醪蝗萦谒?，屬于易燃易爆氣體。瓦斯是在成煤過程中形成并大量儲存與煤層之中的氣體，是煤礦井下危害最大的氣體。甲烷濃度檢測儀器就是用來監(jiān)視礦井沼氣動態(tài)的有效工具。 國外的監(jiān)控系統(tǒng)技術理論上講高于國內發(fā)展水平，但應用于國內煤礦尚有一定的局限性，如煤礦管理模式生產方式的不同，價格過高不適于國內煤礦現(xiàn)有條件，除在傳感器技術方面可供借鑒外，其它 僅具一定的參考價值。傳感器測量穩(wěn)定性差，調校頻繁，壽命短 但是目前安全監(jiān)測傳感器的種類和質量與國際水平的差距還較大，這是需要解決的問題。由此可見，有效地防止瓦斯爆炸事故是改善我國煤礦安全狀況的重中之重。從以上數(shù)據(jù)可以看出，瓦斯災害事故是煤礦企業(yè)中危害最大、死亡比例最高的重大事故之一。但是煤礦災害事故仍然頻繁發(fā)生，煤礦企業(yè) 2021年發(fā)生傷亡事故 2863起、死亡 5798人 。 隨著科技水平的提高和企業(yè)管理的規(guī)范，我國煤礦安全生產狀況從總體上講，出現(xiàn)了不斷好轉的局面。另外，在煤礦井下工作的人員，從 某種意義上講也是危險源，一旦出現(xiàn)違章作業(yè)（有意或者無意），就可能導致事故的發(fā)生。為此，只能是自主開發(fā)與之相應的安全技術，以確保高瓦斯礦井和瓦斯突出 礦井的安全生產。特別是煤礦重大及特大瓦斯（煤塵）災害事故的頻發(fā)，不但造成國家財產和公民生命的巨大損失，而且嚴重影響了我國的國際聲譽。 我國 95％的煤礦開采是地下作業(yè)。因此，煤炭在相當長的時期內仍將是我國的主要能源。作為間斷方式檢測的攜帶式儀器，也隨著測試技術的飛速發(fā)展及多功能集成電路的出現(xiàn)，檢測元件的性能不斷提高而實現(xiàn)了單機分級報警，數(shù)碼顯示，自動校正，電源監(jiān)視和故障指示等功能。同時還能對井下設備的工作狀態(tài) 進行監(jiān)控。隨著礦井開采深度的增大，機械化和綜合機械采煤的普遍推廣，通風安全方面問題日益突出。所有這些都需要有相應的檢測儀器和救護裝備。為了防止事故發(fā)生，保障礦工的健康和安全，促進生產發(fā)展，提高煤炭企業(yè)的經濟效益，應對井下的氣象進行檢測，對可能造成災害事故的各種有害氣體及礦塵進行及時而準確的檢測和嚴格控制，一旦發(fā)生災變，必須及時救護遇難人員和處理事故。 1897年瑞典制成第一臺容積壓力式瓦斯?jié)?度測量儀。 特別是隨著電子計算機技術的應用，一套監(jiān)測系統(tǒng)，除能檢測高低濃度甲烷外，還可測一氧化碳、氧、氫的濃度，氣溫，風速等等。譬如當井下某測點的甲烷濃度超限時，能發(fā)出聲、光報警信號，切斷該測點附近的電源。 二、我國煤炭安全生產歷史、現(xiàn)狀及分析 在我國的能源工業(yè)中，煤炭占我國一次能源生產和消費結構中的 70％左右，預計到 2050年還將占 50％以上。 太原理工大學畢業(yè)設計（論文） 3 煤炭生產，作為我國能源工業(yè)的支柱，其地位將是長期的，穩(wěn)定的，但是煤炭工業(yè)的安全生產狀況卻不容樂觀，中小型煤礦的情況尤為嚴重，已經直接威脅到整個煤炭 工業(yè)的穩(wěn)定生產，給國家財產和人民生命造成了很大的損失。由于煤礦事故多，死亡人數(shù)多，造成了我國煤礦的百萬噸死亡率一直居高不下。在目前的能源供應條件下，對高瓦斯礦井和瓦斯突出礦井，不可能采取停產關閉的措施。而美國、澳大利亞等先進國家的煤礦，實現(xiàn)了高度機械化，井下工作人員少，全礦的巷道布局簡潔，巷道面積大、風流通暢，一旦發(fā)生災變時，易于撤離，傷亡人員少。為此，建議國家應當將煤礦列入高危行業(yè)，給予必要的投入，建立煤礦行業(yè)準入制度，甚至在新礦井設計時，就要求提高技術裝備水平和勞動生產率。“九五”期間比“六五”期間煤礦百萬噸死亡率下降約 %，比建國初期下降約 %。從事故的分類看：在 2021年煤礦企業(yè)的 4344起，死亡 6995人死亡事故中，瓦斯災害死亡事故 325起，占煤礦死亡事故的 %，死亡 1703人，占煤礦死亡事故的 %。 2021年國家煤礦安全監(jiān)察局安全日志上統(tǒng)計發(fā)生瓦斯爆炸傷亡事故共 153起，占煤礦瓦斯災害傷亡事故的 %，死亡 1216人，占煤礦瓦斯災害傷亡事故的 %。所有這 些成就，表明我國的安全監(jiān)測儀器的研制和裝備進入了新的水平。造價高，系統(tǒng)最基本的配置過于龐大，運行費用大 必須依賴專業(yè)的維護隊伍，對人員技術，素質有較高的要求。 沼氣 (甲烷 CH4的俗稱 )礦井在我國煤礦生產礦井中所占比重很大，隨著礦井開采強度和深度的增加，沼氣涌出量也在不斷增加，沼氣積聚可能引起沼氣事故，及時掌握煤礦井下沼氣動態(tài)是一件十分重要的工作。 三、研究思路及方案 隨著采礦技術的不斷發(fā)展，井下作業(yè)的安全越來越有保障，但是仍然有許多采礦企業(yè)的機械化程度低，對現(xiàn)場采礦的工作人員的生命安全造成潛在的威脅，特別是針對瓦斯氣體的檢測和報警仍舊存在隱患，每年由于瓦斯泄露造成的特大 事故依然很多。經煤礦開采時的噴水處理后變成酸。 本設計以凌陽單片機為基礎，通過氣體傳感器進行測量，對采集到的數(shù)據(jù)進行分析，便可以得到想要的結果，然后通過發(fā)光二極管和小喇叭對所采集的數(shù)據(jù)進行報警等處理，提醒工人們進行必要的防護工作。其實它是來自英文和俄文的不規(guī)范發(fā)音。 礦井瓦斯是煤礦生產過程中，從煤、巖內涌出的各種氣體的總稱。在煤礦井下是煤礦工人第一天敵，煤礦井下地質復雜，環(huán)境、空氣、工 作場所復雜，由于多種原因，有一定濃度瓦斯，遇到明火就會爆炸，是礦難主要原因。在適合的條件下，每一個游離基又可以進一步分解，再產生兩個或兩上以上的游離基。另外，爆炸后生成大量的有害氣體，造成人員中毒死亡。 太原理工大學畢業(yè)設計（論文） 8 瓦斯的最低點燃溫度和最小點燃能量決定于空氣中的瓦斯?jié)舛?，瓦?空氣混合氣體的最低點燃溫度，絕熱壓縮時 565℃，其它情況時 650℃。 煤層露頭 煤層的埋藏深度 深，瓦斯大 圍巖透氣性、泥巖、完整石灰?guī)r低透氣性 煤層傾角 大，瓦斯小，小，瓦斯大 地質構造 封閉地質，瓦斯大，開放的，瓦斯小 水文地質條件 水流，帶走瓦斯 四、煤礦井下瓦斯爆炸事故原因分析 火源 井下的一切高溫熱源 —— 電 氣、放炮、摩擦、靜電 發(fā)生地點 太原理工大學畢業(yè)設計（論文） 9 掘進工作面占 80%~90%，采煤工作面占 10%~20% 采煤工作面發(fā)生地點上隅角，采煤機藥割附近 五、預防瓦斯爆炸的措施 (一)防止瓦斯積聚 所謂瓦斯積聚是指瓦斯?jié)舛瘸^ 2％，其體積超過 的現(xiàn)象。生產中可能發(fā)生的熱源，必須嚴加管理和控制，防止它的發(fā)生或限定其引燃瓦斯的能力。 甲烷傳感器 methane transducer 連續(xù)監(jiān)測礦井環(huán)境氣體中及抽放管道內甲烷濃度的裝置，