KDD-2000型甲烷断电仪的应用及疑难故障处理.pdf

a ,-U 系 钟 技 2 0 0 5 年第 1 期 K D D一 2 0 0 0 型甲烷断电仪的应用及疑难故障处理 淄博矿业集团 庄永胜刘增平崔 珠 摘 要 该文介绍了K D D - 2 0 0 0 型甲 烷断电仪的工作原理， 并针对现代化矿井大型机械设备多， 使用电 压等级多， 掘进巷道 距离长等实际情况， 对K D D - 2 0 0 0 型甲 烷断电 仪进行工艺改革， 实现了 瓦斯、 电闭 锁。 关键词多等级电压综放工作面 长距离掘进工作面 瓦斯 电闭 锁 我国大部分煤矿是瓦斯矿井， 防止瓦斯爆炸历来是煤矿 生产的重中 之重。甲烷断电仪是一种瓦斯超限时及时切断 工作面一切非本质安全型电器设备电源， 从而有效避免瓦斯 爆炸的瓦斯、 电闭锁装置。 1 K D D 一 2 0 0 0 型甲烷断电仪工作原理 K D D 一 2 0 0 0 型甲烷断电仪其电路板分为上、 中、 下三层 板。上板为显示板， 中板为后备电池充、 放电板， 下板为电源 板。 1 . 1 电源板 6 6 0 V 交流电 源经变压器降压到2 8 V 后经整流、 过压保 护、 双重稳压、 双重限流分成四路， 两路输出2 1 V D C 供瓦斯 传感器; 一路输出1 2 V D C ; 一路供后备电池充电。 1 . 2 后备电 池充、 放电 板 当电池电压检测电路检测到后备电池欠压后， 输出低电 平给单片机A T 8 9 C 5 2 ， 单片机对充电电路输出开通指令， 开始 对电池充电。电池电压充到一定值 2 4 V 后， 电池电压检测 电 路输出高电 平给单片机A T 8 C 5 2 , A T 8 9 C 5 2 输出指令充电停 止。 当 交流停电后， 由交流停电检测电路输出给A T 8 9 C 5的 高电平消失从而检测到交流停电， A T 8 9 C 5 2 给电池放电电路 输出开通指令， 电路由 后备电池供电， 且有发光二级管指示。 1 . 3 显示板 瓦斯传感器检测到瓦斯后， 输出与其浓度相对应的2 0 0 一 1 0 0 0 H z 的频率信号， 经信号电缆传送至甲 烷断电仪。 频率 信号经放大隔离后， 进入施密特触发器整形， 经8 通道模拟 开关选择后进人单片机A T 8 9 C 5 2 进行处理， 并由数码管显示 其数值。瓦斯浓度达到或超过设定值时， 断电仪输出断电指 令， 从而切断被控工作的电源， 实现瓦斯、 电闭锁。 将瓦斯传感器 信号并接人甲 烷断电仪信号输人端IN l , IN 2 中， 使瓦斯传感器同时控制两路断电输出J D 1 , J D 2 。将 1 2 V D C 电 源接人」 D 2 继电器的常开触点 有传感器信号时 」 砚常开变为常闭 ， 将三个外接断电 执行器并接」 砚公共端 与电源之间， 则此三个外接断电执行器带电吸合 电源为 1 2 V D C , 2 7 0 m A ; 外接断电执行器电源为 1 2 V D C , 8 0 m A , J D 2 即可控制三路断电 输出。 此时， 甲 烷断电仪具备了同时闭锁 四 路电源的能力， 经现场使用效果非常好。 2 . 2 K D D - 2 0 0 0 型甲 烷断电仪在综掘工作面中的应用 许厂煤矿采煤面两顺槽长度为 1 6 0 一 1 8 0 0 m ， 切眼长度 为1 7 0 一 200m， 瓦斯传感器信号传输距离将超过2 0 0 0 m 。 实 践证明， 当瓦斯传感器信号传输距离达到 1 7 0 0 m时， 甲烷传 感器信号电压将达到5 V A C 正常为2 . 5 V A C ， 频率超过 1 0 k H z ， 断电仪无法正常工作。为解决超长距离掘进巷道瓦 斯、 电闭锁问 题， 经分析认为信号电压升高、 频率增加的原因 是 信号电 缆各芯线之间存在着分布电容、 电感。当电缆达 到一定长度时， 其分布电容、 电感、 电阻以 及传感器中的信号 放大器满足了自 激振荡的幅值条件和相位条件， 使其产生一 高 频寄生振荡， 致使信号频率达到1 0 k H z 以上， 信号电压达 到5 V A C 。 针对以 上原因， 采用了一低通滤波器将高频成分 滤除掉， 让2 0 0 一 1 0 0 0 H z 的低频信号通过， 经现场使用， 断电 仪恢复正常工作， 实现了 超长距离掘进巷道瓦斯、 电闭锁， 工 作示意图如图t o CI 2 p F R 1 为新加 去断电仪或分站 频率输入 图1 长距离掘进巷道瓦斯传感器信号频率升高解决方案 2 K D D 一 2 0 0 0 型甲烷电 仪的应用及故障处理 3 结束语 2 . 1 K D D - 2 0 0 0 型甲 烷断电仪在综放工作面中的应用 淄矿集团许厂煤矿经鉴定为瓦斯矿井， 采煤工作面采用 德国进口S I 3 0 0 型采煤机组; 国产 S G Z 6 3 0 / 2 6 4 型刮板运输 机; Z M 6 0 0 / 1 7 / 3 5 型液压综放支架; J S D J 1 2 0 0 / 3 x 2 5 0 型可伸 缩皮带运输机。 由于综放工作面采用大型现代化设备， 使用的电压等级 多 1 3 3 0 0 V 供采煤机; 2 1 1 4 0 V 供前后部机、 转载机; 3 6 6 0 V 供破碎机、 照明、 水泵等; 4 1 1 4 0 V供皮带运输。而 K D D 一 2 0 0 0 型甲烷断电仪只有二路断电输出， 无法实现同时 闭锁四路电源。据此对甲烷断电仪进行工艺改进。 通过对K D D 一 2 0 0 0 型甲 烷断电仪的工艺改进， 实现了一 个瓦斯探头对综放工作面多路电源、 多等级电压瓦斯电闭 锁; 解决了长距离掘进工作面瓦斯电闭锁问题。消除了瓦 斯、 煤尘爆炸事故隐患， 确保了矿井安全生产。 作者简介 庄永胜男， 工程师， 现在淄博矿业集团安监局 工作。 万方数据