DJ4G-2020A固定式甲烷断电仪在公司生产矿井中的应用

PAGEDJ4G-2023A固定式甲烷断电仪在公司生产矿井中的应用一、应用目的意义：瓦斯防治是煤矿安全生产的重点。国家安全生产监督管理局《国有煤矿瓦斯治理规定》：煤矿严禁瓦斯超限作业。采掘工作面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1.0%时，必须停止使用电钻；瓦斯浓度达到1.5%时，必须停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理；爆破地点附近20米以内风流中瓦斯浓度达到1.0%时，严禁爆破。又根据《煤矿安全规程》第一百五十八条规定：没有装备矿井安全监控系统的矿井的采煤工作面，必须装备甲烷断电仪。因此，在各生产矿井中装备甲烷断电仪是矿井安全生产的需要。以往，我公司各生产矿井对矿井瓦斯检测均采用人工检测方法，该方法简单、便捷，但对瓦斯重点监控地点不能持续监测。虽然我公司下属生产矿井均属低瓦斯矿井，但瓦斯防治工作仍是我公司“一通三防”工作的重中之重。为了有效、持续监测采掘工作面及相关地点的甲烷浓度。在甲烷浓度超限时，立即报警，并可靠切断采掘工作面机械设备的电源，保证生产安全。207月我公司购置100套DJ4G固定式甲烷报警断电仪，下属9对生产矿井各配备10套该类型甲烷报警断电仪。二、甲烷断电报警仪元件组成、适用范围及功能特点DJ4G型甲烷断电报警仪由一台DJ4G-2023固定式甲烷断电仪主机、一只配接设备为GJ4-2023低浓度甲烷传感器(甲烷传感器测量范围：0—4.00％CH4)组成，是隔爆兼本质安全型设备。适用于煤矿井下和其它具有爆炸性气体（甲烷混合物、煤尘）场合，可用于井下大中型采掘设备和其它机电设备上，连续监测设备附近风流中的甲烷浓度。断电仪采用高性能热催化元件、智能单片机和新型电子器件，数码显示、自动控制，性能稳定、门限准确、反应迅速、精度高。断电仪还具有体积小、功耗低等特点。1、甲烷断电仪DJ4G-2023A固定式甲烷断电仪是一种适用于煤矿井下各作业场所,为各种传感器提供直流本安电源,并提供甲烷超限断电指令的固定式仪器.仪器具有数字显示、红外线遥控调校功能，能巡回检测一路甲烷传感器信号和提供一路断电指令输出。断电点的设置和断电控制方式的设定均通过遥控器进行。2、GJ4-2023矿用低浓度甲烷传感器GJ4-2023矿用低浓度甲烷传感器是采用热催化原理探头制成的固定式智能甲烷测量仪器，该仪器适用于测量煤矿井下各作业场所空气中的甲烷浓度。仪器具有红外线遥控调校功能；具有超限声、光报警功能，具有超限断电指令输出功能；另外，由于仪器没有调节孔和需要调节的元件，使得密封性能好，工作可靠。传感器探头部分为隔爆结构，其它为本安电路。3、主要技术参数和性能(1)使用环境条件：工作温度0℃~40℃相对湿度≤98％；气压86~116KPa；风速0~8m／s。(2)测量范围：0—4％CH4。。(3)测量误差：0.00％~1.00％CH4时，±0.10％CH4；1.00％~2.00％CH4时，±0.20％CH4；2.00％~4.00％CH4时，±0.30％CH4。(4)响应时间：≤30S。(5)显示方式：3位红色数码显示，1位正负号显示。(6)工作方式：长时间连续式工作。(7)超限报警功能：报警范围：≥1.00％CH4（可调）；报警误差：±0.01％cH4；报警方式：红色闪光、警车声；报警声级强度：≥85dB。光可见度：≥20m(8)超限闭锁(断电)功能：断电范围≥1.50％CH4（可调）；断电误差±0.01％CH4。(9)自动解锁(恢复供电)功能：解锁范围0.50％CH4（可调）。4、甲烷断报警电仪主要功能(1)断电仪刚送电而未达到稳定输出的1min内，被控设备开关闭锁，不能起动。(2)断电仪未送电，断电或因故障而失电时，被控设备开关闭锁，不能起动。(3)被监视区域风流中的甲烷浓度达到预置断电点时，被控设备开关闭锁，不能起动；待甲烷浓度降至预置复电点以下时，才可复电。(4)甲烷传感器监视区域内甲烷浓度达到预置断电点时,传感器发出声光报警信号；甲烷浓度下降至预置报警点以下时，自动解除声光报警信号。(5)甲烷传感器断线或发生严重故障时，则该传感器所监控的动力设备断电并闭锁。三、DJ4G甲烷报警断电仪的工作原理及在采掘机械设备上的应用断电仪的传感器采用热催化元件组成惠氏电桥，由载体催化元件(俗称黑元件)和纯载体元件(俗称白元件)组成测量臂，由金属膜电阻和电位器组成辅助臂，由相应的稳压电路为电桥提供稳定的电压。在断电仪的使用中，将主机安装在控制采掘机械设备的真空接触器附近，无淋水地点，将传感器安装在需要测定地点，主机与传感器靠通信电缆连接。将主机控制板上执行继电器的常闭接点接入用以控制采掘机械设备电机电源通断的启动开关线圈电源回路中。当给断电仪送电后，在测定位置的被测气体中，甲烷在传感器中的黑元件表面发生催化氧化反应(无焰燃烧)，使黑元件温度增高，电阻增大，惠氏电桥失去平衡，从而输出一个电位差(在一定范围内，其大小与甲烷的浓度成正比)。此电位差经转换器转换成脉冲信号，一路经脉冲处理电路处理后输出脉冲信号。另一路送单片机进行数字处理，驱动数字显示器直接显示出被测气体的甲烷浓度。当甲烷浓度达到或超过1.00％CH4(报警值)时，立即控制光报警器和声报警器，发出红色闪光和警车声。当甲烷浓度达到或超过1.50％CH4(断电值)时，立即控制光断电报警器，发出红色闪光，并向断电仪主机发出断电信号，主机立即给执行继电器供电，执行继电器常闭接点断开，最终切断各电机的电源，采掘机械设备停止工作。由传感器控制，断电1min后，若甲烷浓度仍为1.00％CH4(解锁值)或大于该值时，则由主机控制执行继电器继续带电，执行继电器常闭接点维持断开状态，各电机不能重新送电，采掘机械设备不能工作。若甲烷浓度已在1.00％CH4以下，传感器将立即停止光断电报警器报警，同时主机立即断掉执行继电器的电源，执行继电器常闭接点恢复闭合状态，允许各电机重新送电运行，即允许采掘机械设备正常作业。四、甲烷断电仪在公司各矿井中的应用1、甲烷断电仪的设置根据《煤矿安全规程》第二篇第三章通风安全监控的有关规定和公司各矿井实际情况，主要在以下地点设置甲烷断电仪（见表1）。2、甲烷断电仪应用207月公司对下属9对生产矿井各配备10套甲烷断电仪，各生产矿井根据各自生产布局及生产实际情况进行设置。主要设置地点为采煤工作面、被串联的采掘工作面，其中甲烷断电仪的报警点、断电点、复电点数值，均按《煤矿安全规程》相关要求设置。经过一年多的运行，总体运行情况良好，能与人工瓦斯检测有效结合，做到持续、准确测定被检测地点的瓦斯浓度，成为预测预报、技术防治瓦斯的有效措施。(1)安装安装前，每台断电仪和传感器均在地面进行调校、测试和试运行，合格后，方可入井。安装时，严格按安装要求接入需要被控制的电气设备的启动开关上，断电仪与传感器之间电缆连接牢固，传感器牵到测定地点，如采煤工作面甲烷传感器必须设置到工作面迎头。安装后，重新进行断电、报警、复电值设置，并进行断电试验。确认无误后通电运行。表1甲烷断电仪、传感器设置地点及报警浓度、断电浓度、复电浓度和断电范围甲烷断电仪设置地点甲烷传感器设置地点报警浓度断电浓度复电浓度断电范围采煤工作面采煤工作面≥1.0%CH4≥1.5%CH4＜1.0%CH4工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备采用串联通风的被串采煤工作面采用串联通风的被串采煤工作面进风巷≥0.5%CH4≥0.5%CH4＜0.5%CH4被串采煤工作面及其进回风巷内全部非本质安全型电气设备煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面≥1.0%CH4≥1.5%CH4＜1.0%CH4掘进巷道内全部非本质安全型电气设备采用串联通风的被串掘进工作面采用串联通风的被串掘进工作面局部通风机前≥0.5%CH4≥0.5%CH4＜0.5%CH4被串掘进巷道内全部非本质安全型电气设备回风流中机电设备硐室回风流中机电设备硐室的进风侧≥0.5%CH4≥0.5%CH4＜0.5%CH4机电设备硐室内全部非本质安全型电气设备甲烷传感器应垂直悬挂在顶板下300mm，距巷道侧壁不小于200mm处。(2)日常管理每天检查甲烷断电仪及电缆是否正常，使用便携式光学甲烷检测仪与甲烷传感器进行对照，并将记录和检查结果报各矿安全信息中心；当两者读数误差大于允许误差时，先以读数较大者为依据，采取安全措施并在8小时内对2种设备进行调校。每隔一周就进行一次检测，以保证断电仪测量准确、动作无误、功能正常。甲烷断电仪定期进行调试、校正，每月至少一次。公司考虑到甲烷传感器调校困难，对甲烷传感器调校由分片救护队负责调校。每7天使用备用传感器进行调换，将换下的传感器送分片救护队调校。每7天对甲烷超限断电功能进行测试。在日常使用中，个别采煤工作面搬迁频繁，不利于断电仪的保护，存在使用时间不长，断电仪、传感器被碰坏、摔坏的情况。(3)数据对比、分析根据操作要求，每天检查甲烷断电仪是否运行正常，使用便携式光学甲烷检测仪与甲烷传感器进行对照，并将记录和检查结果报各矿安全信息中心。当两者读数误差大于允许误差时，先以读数较大者为依据，采取安全措施并在8小时内对2种设备进行调校。下面仅就××煤矿202月19日所测数据进行对比分析。早班序号甲烷断电仪设置地点工作面地点第一次CH4浓度测定值（%）第二次CH4浓度测定值（%）甲烷传感器便携式光学甲烷检测仪甲烷传感器便携式光学甲烷检测仪1采煤工作面延五+35-19#0.120.100.110.102采煤工作面东一±0-20#0.110.120.130.133采煤工作面延五±0-20#E0.150.120.140.114采煤工作面延五±0-20#S0.170.140.160.155被串联掘进工作面延五+70-16#0.190.220.170.20中班序号甲烷断电仪设置地点工作面地点第一次CH4浓度测定值（%）第二次CH4浓度测定值（%）甲烷传感器便携式光学甲烷检测仪甲烷传感器便携式光学甲烷检测仪1采煤工作面延五+35-19#0.140.120.160.152采煤工作面东一±0-20#0.160.130.140.113采煤工作面延五±0-20#E0.130.120.110.134采煤工作面延五±0-20#S0.180.140.180.145被串联掘进工作面延五+70-16#0.210.200.250.23夜班序号甲烷断电仪设置地点工作面地点第一次CH4浓度测定值（%）第二次CH4浓度测定值（%）甲烷传感器便携式光学甲烷检测仪甲烷传感器便携式光学甲烷检测仪1采煤工作面延五+35-19#0.100.080.110.102采煤工作面东一±0-20#0.160.120.150.133采煤工作面延五±0-20#E0.140.150.130.144采煤工作面延五±0-20#S0.190.170.220.205被串联掘进工作面延五+70-16#0.210.170.190.16从以上数据对比分析，可以得出该矿甲烷断电仪设置合理，甲烷传感器所测数据在测量误差范围内，数据准确、可靠，甲烷断电报警仪运行正常。五、运行要求(1)甲烷断电仪在下井使用前必须在地面进行通电检查和功能试验。经确认各项功能正确无误，断电仪运行稳定正常后，方可下井安装、使用。井下安装后，应严格检查接线是否有误，确认无误后方可通电运行。运行l一2天后即进行复查和调整。一般情况下，每隔一周就应进行一次检测，以保证断电仪测量准确、动作无误、功能正常。(2)甲烷断电仪必须定期进行调试、校正，每月至少一次。每7天必须使用校准气样和空气样调校1次。每7天必须对甲烷超限断电功能进行测试。(3)必须每天检查甲烷断电仪及电缆是否正常，使用便携式甲烷检测报警仪或便携式光学甲烷检测仪与甲烷传感器进行对照，并将记录和检查结果报检测值班员；当两者读数误差大于允许误差时，先以读数较大者为依据，采取安全措施并必须在8h内对2种设备调校完毕。(4)甲烷断电仪必须安设在顶板坚硬支护完好的地点，悬挂必须牢固安全，每班指定专人管理、维护。(5)解锁开关必须使用专门的解锁钥匙，不可用其它工具强行操作。(6)对甲烷断电仪进行搬运、检修及故障处理时必须切断甲烷断电仪输入电源并严防强烈震动和撞摔，打开断电仪上盖时，防止拉断机内连线及损坏机内元件。(7)断电仪的防爆面要特别注意保养。因拆除重新装配时，要注意防爆面的清洁。(8)经常清洗断电仪上的灰尘，特别是传感器的粉末冶金罩和防风防护罩。清洗时要注意保护催化元件。(9)甲烷断电仪主机与甲烷传感器之间的连接必须使用专用阻燃电缆或光缆，甲烷断电仪之间的输入、输出信号必须是本质安全型信号。