煤矿安全监控系统培训内容

1、第一章 KJ19N煤矿安全监控系统介绍1.KJ19N 煤矿安全监控系统概述系统由地面中心站(Windows2000/2003平台 、 KJ19-J (N 数据传输接 口、 KJ19-F 监控分站、 BFDZ-Z2A(N风电甲烷闭锁装置主机、各种制式的模 拟量和开关量传感器等部分构成,可对矿井中的甲烷、一氧化碳、风速、温 度、负压、烟雾、水位、氧气、二氧化碳等环境参数以及地面、井下各种设 备的开停状态进行实时监控和连续记录。系统通过地面监控主机对井下重要地点的安全环境进行实时监控,当井 下测点出现异常时监控主机能发出声光报警, 并能对各测点的历史数据进行 查询和分析。各测点的数据通过监控主机数据

2、库能实现存储、备份、分析和 打印。系统具备风电甲烷闭锁装置的全部功能,并具有防雷保护功能。 2.KJ19N 系统构成系统地面中心站主要由监控主机、备用机、打印机、传输接口、 UPS 电 源、交流稳压电源、避雷器、计算机软件、大屏幕投影仪、本地终端及远程 终端等设备组成。 监控主机放置在监控室, 负责数据采集、 数据分析、 处理、 记录、 显示及打印, 操作系统为 Windows2000/2003。 终端根据需要数量可多 可少,主要放置在调度室、总工室、矿长室。监控室与终端可以同时互不影 响地看到实时数据,检索、打印历史数据和曲线,在监控室通过监控主机可 以向井下发送取数、配置、断电、复电等命令

3、,并对系统的参数、功能进行 设置。系统井下部分主要由 BFDZ-Z2A(N风电甲烷闭锁装置主机、 DXB0.07/660矿用隔爆型电源箱、 KJ19-F 监控分站、 KDK 4煤矿用隔爆兼本安电控箱、 KDC-24煤矿用电池箱、 KYD 2Y 煤矿用隔爆兼本安型远程断电器、 GJC4(N载体催化式甲烷传感器、 GTH500煤矿用一氧化碳传感器、 GFW15煤矿用风速 传感器、 GDP5煤矿用负压传感器、 GWD40煤矿用温度传感器、 GFK40矿用风 门开闭状态传感器、 KGT-31机电设备开停传感器、 GKD127-V 馈电状态传感 器、 GJH10A 红外甲烷传感器、 GQLO.1烟雾传感

4、器等组成。系统监控软件窗口可以显示各种传感器参数及状态、多屏组合显示、分 区模拟显示、趋势曲线显示、动态柱显示、设备运行动画显示、各种事件检 索显示、重要测点高密显示以及传输线断路、馈电异常等特殊主体的弹出显 示等。系统示意图如下: 3.KJ19N 系统软件主要功能3.1软件运行基于 Windows2000/2003平台, 界面设计风格新颖, 操作灵活方 便,一只鼠标就可完成所有操作。3.2数据的存储采用数据库模式,其信息资源可与联网的其它计算机共享, 用户可以方便地从开放的数据库中提取数据,随心所欲地设计自己的图形、 表格、曲线,为系统的二次开发提供了广阔的空间。无二次开发能力的用户 也可以

5、从众多的标准处理模块中选取适合自己的模式。3.3系统采用用户分级管理方式,不同等级的人员拥有不同的操作权利,无 关人员无法介入,确保系统数据安全可靠。3.4系统采用大容量、高密度全息数据存储方式,充分利用硬件资源,实时 数据定时存档。3.5此软件具有极好的兼容性。用户可任意接入各种参数的传感器,量程自 行定义。3.6监测参数:甲烷、一氧化碳、风速、负压、温度、开停、馈电、风门等 全部安全参数;电流、煤位、皮带等全部生产参数。3.7显示:全息参数及状态显示、多屏组合显示、分区模拟显示、趋势曲线 显示、动态柱显示、设备运行动画显示、各种事件检索显示、重要测点高密 显示以及传输线断路、馈电异常等特殊

6、主体的弹出显示等。3.8报警:超限报警(上限、下限、点限、差限报警 ;故障报警(传感器及 线路故障、传输线故障、断电失效 ;智能报警方式(二级报警、消声记忆、 重入报警 ;自定义报警(用户自定义报警条件 。3.9存储:瞬时值存储(保留所有实时数据及状态,以月单位存档 ;定时存 储(每五分钟存一个数,以年为单位存档 。3.10控制:遥控设备启停;解除风电瓦斯闭锁;异地断电;手控断电;通播 断电。3.11检索与打印:各类监测信息报表;各类工作日志表;异常事件统计表; 设备运行表;各类监测信息曲线图;局部采区安装设备及通风系统示意图; 配、断电系统示意图及用户自定义图表等。3.12日常维护与管理:数

7、据备份; 动态参数设置与修改; 及用户分级管理 (五 级 。第二章 系统设计安装1. KJ19N 煤矿安全监控系统设计、安装、使用规范1.1 KJ19N 煤矿安全监控系统的设计、安装、调试、维护要由经过培训 的专业人员进行 , 必须有专门的部门负责管理。1.2 KJ19N煤矿安全监控系统的所有设备安装前必须对设备进行调校测试验 收,合格后方可使用。1.3安装断电控制时,必须根据断电范围要求,提供断电条件,并接通井下 电源及控制线。安全监控设备的供电电源必须取自被控制开关的电源侧,严禁接在被控 开关的负荷侧。拆除或改变与安全监控设备关联的电气设备的电源线及控制线、 检修与 安全监控设备关联的电气

8、设备、需要安全监控设备停止运行时,须报告矿调 度室,并制定安全措施后方可进行。1.4安全监控设备必须定期进行调试、校正,每月至少 1次。甲烷传感器、 便携式甲烷检测报警仪等采用载体催化元件的甲烷检测设备, 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。 安全监控设备发生故障时,必须及时处理,在故障期间必须有安全措施。 1.5必须每天检查安全监控设备及电缆是否正常,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 监测值班员;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

9、种设备调校完毕。1.6矿井安全监控系统中心站必须实时监控全部采掘工作面瓦斯浓度变化及 被控设备的通、断电状态。矿井安全监控系统的监测日报表必须报矿长和技术负责人审阅。1.7必须设专职人员负责便携式甲烷检测报警仪的充电、收发及维护。每班 要清理隔爆罩上的煤尘,发放前必须检查便携式甲烷检测报警仪的零点和电压或电源欠压值,不符合要求的严禁发放使用。1.8配制甲烷校准气样的装置和方法必须符合国家有关标准,相对误差必须 小于 5%。制备所用的原料气应选用浓度不低于 99.9%的高纯度甲烷气体。 1.9安全监控设备布置图和接线图应标明传感器、声光报警器、断电器、分 站、电源、中心站等设备的位置、接线、断电

10、范围、传输电缆等,并根据实 际布置及时修改。2 地面中心站2.1中心站必须具备交流稳压电源以确保设备正常稳定工作。2.2中心站必须具备 UPS 电源,以确保监控设备(如工控机、打印机等在停 电之后能持续工作(不小于 2小时 。2.3煤矿安全监控系统的主机必须 双机备份, 24 h不间断运行。当工作主机发生 故障时,备份主机应在 5min 内投入工作。2.4中心站设备应有可靠的 接地装置和防雷装置 (放置井口和监控室 。2.5中心站必须 安装打印机,便于打印报表数据及其它数据。2.6监控系统应 安装宽带网络功能,便于煤管局或矿务局进行网络监控。 2.7联网主机应装备防火墙等网络安全设备。2.8中

11、心站应使用录音电话。2.9煤矿安全监控系统主机或显示终端应设置在矿调度室内。3 井下作业区域3.1每一个掘进工作面需安装分站,监测甲烷、风速、一氧化碳、温度、设 备开停等参数。掘进工作面安装的分站必须具有风电甲烷闭锁功能。 3.2每一个回采工作面需安装分站,监测甲烷、风速、一氧化碳、温度、设 备开停等参数。回采工作面安装的分站必须具有风电甲烷闭锁功能。 3.3井下机电峒室、变电所需设置分站,监测运输巷、机电峒室的甲烷等参 数以及各种设备的开停、馈电、烟雾等参数。3.4总回风巷需监测甲烷、风速、负压、温度以及风门状态。4 传感器的设置原则4.1甲烷传感器的设置甲烷传感器应垂直悬挂,距顶板(顶梁、

12、屋顶不得大于 300mm ,距巷 道侧壁(墙壁不得小于 200mm ,并应安装维护方便,不影响行人和行车。 4.2甲烷传感器的报警浓度、 断电浓度、 复电浓度和断电范围及便携式甲烷检测报警仪的 报警浓度必须符合下表的规定。4.3 采煤工作面甲烷传感器的设置4.4掘进工作面甲烷传感器的设置4.4.12井下煤仓、地面选煤厂煤仓上方应设置甲烷传感器。4.4.13封闭的地面选煤厂机房内上方应设置甲烷传感器。4.4.14封闭的带式输送机地面走廊上方宜设置甲烷传感器。4.4.15瓦斯抽放泵站甲烷传感器的设置a 地面瓦斯抽放泵站内必须在室内设置甲烷传感器。b 井下临时瓦斯抽放泵站下风侧栅栏处必须设置甲烷传感

13、器。c 抽放泵输入管路中应设置甲烷传感器。利用瓦斯时,应在输出管路中设置 甲烷传感器;不利用瓦斯、采用干式抽放瓦斯设备时,输出管路中也应设置 甲烷传感器。5其它传感器的设置5.1一氧化碳传感器的设置5.1.1一氧化碳传感器应垂直悬挂,距顶板(顶梁不得大于 300mm ,距巷 壁不得小于 200mm ,并应安装维护方便,不影响行人和行车。5.1.2开采容易自燃、自燃煤层的采煤工作面回风巷必须至少设置一个一氧 化碳传感器,地点可设置在上隅角、工作面或工作面回风巷,报警浓度为 0.0024%CO,5.1.3带式输送机滚筒下风側 10-15m 宜设置一氧化碳传感器,报警浓度为 0.0024%CO。5.

14、1.4自然发火观测点、封闭火区防火墙栅栏外宜设置一氧化碳传感器,报 警浓度为 0.0024%CO。5.1.5开采容易自燃、自燃煤层的矿井,采区回风巷、一翼回风巷、总回风 巷应设置一氧化碳传感器,报警浓度为 0.0024%CO。5.2风速传感器的设置采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷的测风站应设置风速传感器。风速 传感器应设置在巷道前后 10m 内无分支风流、 无拐弯、 无障碍、 断面无变化、 能准确计算风量的地点。5.3风压传感器的设置主要通风机的风硐应设置风压传感器。5.4瓦斯抽放管路中其它传感器的设置瓦斯抽放泵站的抽放泵输入管路中宜设置流量传感器、 温度传感器和压 力传感器;利用瓦斯时,应在

15、输出管路中设置流量传感器、温度传感器和压 力传感器。防回火安全装置上宜设置压差传感器。5.5烟雾传感器的设置带式输送机滚筒下风側 10-15m 处应设置烟雾传感器。5.6温度传感器的设置5.6.1温度传感器应垂直悬挂,距顶板(顶梁不得大于 300mm ,距巷壁不 得小于 200mm ,并应安装维护方便,不影响行人和行车。5.6.2开采容易自燃,自燃煤层及地温高的矿井采煤工作面应设置温度传感 器。温度传感器的报警值为 30。4.2.6.3机电硐室内应设置温度传感器,报警值为 34。4.2.7开关量传感器的设置4.2.7.1主要通风机、局部通风机必须设置设备开停传感器。4.2.7.2矿井和采区主要

16、进回风巷道中的主要风门必须设置风门传感器。当 两道风门同时打开时,发出声光报警信号。4.2.7.3掘进工作面局部通风机的风筒末端宜设置风筒传感器。4.2.7.4为监测被控设备瓦斯超限是否断电,被控开关的负荷侧必须设置馈 电传感器。第三章 KJ19N 煤矿安全监控系统设备介绍一、 KJ19-J(N数据传输接口1主要技术参数1.1 FSK发送信号:电压峰峰值 3V , 电流峰值 5.0mA 。1.2波特率a FSK 信号波特率为 1200bit/sb 计算机 RS-232串口波特率为 57600bit/s1.3工作电压、电流值a 传输接口额定工作电压:AC220Vb 传输接口工作电流: 40mAc

17、 整机功耗:10W1.4本安参数UO :AC 3V IO :5mA LO:15mH CO:30uF1.5传输距离a 与井下设备最大传输距离:10kmb 与计算机的最大传输距离:3m2功能2.1向井下设备发送地址和控制命令并接收井下设备发来的数据和状态信号。 2.2将井下设备发来的数据和状态信号转换成 RS-232标准信号, 与地面主机 进行串口通信。2.3本传输接口具有 1、 2号两个 RS-232串口,双机冷备份,其主要功能是:一台计算机的串口连接传输接口的 1、 2号两个 RS-232串口中的任意一个,打开传输接口时传输接口会自动选择并与该计算机通信;二台计算机的串口 分别连接传输接口的

18、1、 2号两个 RS-232串口,打开传输接口时传输接口首 先与 1号计算机通信,当 1号计算机关机时 5分钟内自动转换到 2号计算机 通信。2.4传输接口有电源及故障诊断指示灯。2.5传输接口与井下设备的通信信号为本质安全型。3工作原理3.1电源电路变压器将 AC220V 变为 AC9V 经整流桥整流、 电解电容滤波、 稳压块稳压输 出 DC 5V, 给电路元器件供电。3.2控制电路单片机采用 STC4052, FSK 通信元件采用 CMX868DS, RS-232串口信号制 式转换元件采用 MAX232。3.3发送电路监控计算机将寻址信号经 RS-232串口信号制式转换元件 MAX232送

19、到单片 机 STC4052,单片机控制 CMX868DS 输出寻址信号,该信号经隔离变压器 到通信线。3.4接收电路井下设备送来的数据信号经隔离变压器送入 CMX868DS, 当监控计算机向传 输接口调数据时, 单片机将数据经 RS-232串口信号制式转换元件 MAX232, 送到监控计算机,最终由计算机处理数据。二、 BFDZ-Z2A(N风电甲烷闭锁装置主机1主要技术参数1.1负载配置一路本安 5V :接主控制电路板一路本安 18V :接三台开关量传感器.四个控制继电器线圈。三路本安 18V :每路接 1台模拟量传感器。见图 3-3 1.2闭锁装置主机容量:模拟量输入:3路开关量输入:3路开

20、关量输出:4路1.3传感器信号制式1.3.1频率量输入 : 2001000Hz1.3.2开关量输入有以下两种:a 设备开停传感器:设备“开”状态为恒流 8mA ;设备“停”状态,为恒流 2mA 。b 风筒传感器:在风筒正常工作时,输出“关”信号,电流 I=7mA,电压 V=0V;当 风筒风压报警状态时:输出“开”信号, I=0, V=18V。1.4开关量输出容量 : AC36V, 5A1.5电源电压:AC50Hz 660V/380V1.6电压变化范围:75-110%1.7输出电源本安参数:aUo :DC18.5V ; Io:410mA; Lo :2mH ; Co :31uF 。bUo :DC5

21、.5V ; Io:500mA。1.8数据通讯时通讯端本质安全参数:a 电压峰峰值 ; 不大于 AC3.0V ;b 电流峰值:不大于 5.0mA 。电源2闭锁装置主机功能2.1风电甲烷闭锁功能2.1.1掘进工作面风流中甲烷浓度达到 1.5%时,切断相应区域的动力电源并 闭锁。2.1.2回风道风流中甲烷浓度超过 1.0%时, 切断相应区域的动力电源并闭锁; 同时也切断掘进工作面区域的动力电源并闭锁。2.1.3串联通风的风机入风处甲烷浓度达到 0.5%时,切断串联供风区域的动 力电源并闭锁。2.1.4工作面、 回风道甲烷浓度超过规定值而切断电源的电气设备, 只有当甲 烷浓度下降到 1.0%以下时方可

22、人工复电; 串联通风处甲烷浓度降到 0.5%以 下时方可人工复电。2.1.5风筒中无风或风量低于预定值时,切断供风区域的动力电源并闭锁。3.1.6因临时停电或其它原因, 局扇停止运转时切断供风区域动力电源, 只有 当供风区内甲烷浓度不超过 1.0%时,方可人工开动局扇。2.1.7甲烷传感器接通电源时, 未达到稳定输出的 1分钟内, 闭锁相应区域动 力电源和风机。2.1.8本闭锁装置发生故障时, 如传感器损坏,断线断电,主机损坏等,切断 相应区域动力电源并闭锁(注:回风传感器损坏、断线、断电则工作面控制 的相应区域动力电源也被切断并闭锁 ,同时保持风机的原工作状态不变。 2.1.9当甲烷浓度 4

23、.0%时 , 甲烷传感器进入间歇供电,避免催化元件在高浓 甲烷下工作,同时闭锁装置保持在断电状态。2.1.10闭锁装置具有通风正常情况下自动解锁功能还具有非正常情况下人工 解锁功能。2.1.11在掘进工作面甲烷浓度达 3.0%,同时回风巷道甲烷达 1.5%时,闭锁 装置关闭风机,并输出一个信号(主机显示窗最左边数码管的小数点亮 , 指示应当采取排放甲烷措施。闭锁功能一览表(见表 3-72.2 可配接甲烷、一氧化碳、温度、负压、风速、设备开停、馈电和风门等 传感器。2.3与 KJ19N 煤矿安全监控系统通讯。2.4 接收断电通道控制信号。2.5接收断电、复电值信号。3. 工作原理3.1 该分站由

24、信号采集、 信号隔离、 整形电路、 LPC2114单片机、 显示单元、 输出隔离驱动电路等组成。 模拟量传感器输出的频率信号经光电隔离和整形 电路进入单片机, 单片机根据循环采集各地点监测值、 局扇和风筒工作状态, 发出控制指令,同时将各地点监测值送显示单元循环显示。3.2 主控电路采用 LPC2114单片机。开机时,在保持原工况状态下,延时一分钟待 传感器稳定后,再进入正常循检过程。模拟量信号先 RC 隔直和光电隔离整 形进入。 单片机定时计每路的频率数, 然后把它换算成对应的模拟量监测值, 送显示单元循环显示。3.3 输入输出控制部分设备开 /停传感器输出信号为 2/8mA,风筒传感器输出

25、无电位节点信号, 这两种信号经光电耦合器隔离后直接送入单片机。闭锁输出指令经光电隔离 后经继电器动作实现闭锁功能。3.4 显示单元采用八段半导体发光管显示器 (LED 作为显示元件,它是由 LPC2114单片机控制,经驱动电路显示数据。3.5 防死机措施为了增强分站的抗干扰能力,编制了数字滤波软件。采用中值法,消除 干扰。还设有“看门狗”电路,在遇到干扰发生软件“跑飞”时能自动回到 主程序入口。4 结构特点装置主机为隔爆兼本质安全型电器设备, 外形见图 3-4所示。 壳体是长方体, 分前后 两个腔体和上腔, 前腔装机芯, 后腔作为接线腔, 上腔为本安腔, 装本安线路板。 前腔即 为主腔,机芯的

26、安装采用滑道形式。调整、维修、接线都十分方便。 1前端盖; 2上盖; 3提手; 4主腔; 5防护罩; 6引线端子;7接线端口; 8后端盖; 9本安腔; 10隔爆接线腔; 11显示窗; 12电源开关; 13防爆标志牌; 14警告牌; 15电源指示灯; 16图 3-4 主机外形图1(+ 、 2(- 5V 接主控板3(+ 、 4(- 18V 接开关量传感器和控制继电器线圈 5(+ 、 6(- 18V 接第一路模拟量传感器7(+ 、 8(- 18V 接第二路模拟量传感器9(+ 、 10(- 18V 图 3-6 本安腔接线柱配线图 18V18V18V18V5V工作面区域断电控制端 回风区域断电控制端 串

27、联风区域断电控制端 局扇闭锁控制端 图 3-7 显示窗状态说明三、 DXB0.07/660矿用隔爆型电源箱1. 主要性能参数1.1电池 : 12V 7AH 铅酸电池1.2供电电源电压 :AC50HZ ,660V/380V.1.3输出电压 : AC50HZ ,660V/380V.1.4输出功率 :50W1.5供电功耗 :50W2工作原理该电源箱主要由输入、输出、逆变电路、电池充电电路、工作指示等几 部分组成。根据煤矿实际情况输出交流 380V 或交流 660V 两种电压 , 输入也 分交流 380V 或交流 660V 两种 . 外壳为防爆型式 , 正面有电源开关和工作情况 指示灯。 当电网没有停

28、电时, 电源箱停止逆变由电网向负载供电 , 充电电路向 电池充电,此时红色指示灯亮 ; 当电网停电时 , 电源箱工作在逆变状态,由逆 变电源向负载供电 , 电池放电 , 此时绿色指示灯亮,由此可判断电源箱的工作 情况 .电源箱的输入和输出线都从接线腔引出 , 接线柱上已标明输入和输出端 .3. 安装和调试3.1电源箱应安装在距分站不到十米的地方、通风好、易于观察的地方。3.2该电源箱下井使用前,应在井上通电检查和调试,并进行 1至 2天的试验运行,正常 后方可下井。3.3外壳应无严重砸伤、 撞伤, 电源指示灯罩应完整无损, 所有紧固件不得有松动或失落。 3.4通电时首先检查电源箱的电源电压应与

29、电网电压一致。机内安装的变压器输出有二个 电压等级660V 或380V ,如果要改变电源电压(出厂时接到660V 或按用户要求连 接 , 就打开上盖, 首先找到变压器, 用380V 时将引线接到变压器的抽头 1(抽头 2空 和线路板插座 CN2的 4脚 (5脚空 ; 用660V 时将引线接到变压器的抽头 2(抽头 1空 和线路板插座 CN2的 5脚(4脚空见图 3-10所示。保险丝均使用 0.5A 。改好后上盖拧紧螺丝。四、 KJ19-F 监控分站1. 主要技术参数1.1负载配置一路本安 18V :接八台开关量传感器。一路本安 18V :接主板、报警器、控制输出。四路本安 18V :每路接 2

30、台模拟量传感器,且可随意定义类型。1.2分站容量:a 模拟量输入:8路b 开关量输入:8路c 开关量输出:5路1.3监控分站本安参数a 监控分站与 KJ19-J(N数据传输接口本安通讯参数:电压峰 -峰值:AC 3V ; 电流峰值: 5mA 。b 监控分站本安参数 : Ui:18.5V ; Ii :45mA ; Ci :0.09uF ; Li :0mH1.4传感器信号制式1.4.1频率量输入 :2001000Hz 。1.4.2开关量输入有以下两种:a 设备开停传感器,设备 开 状态为恒流 8mA ;设备 停 状态,为恒流 2mA 。b 风筒传感器,在风筒正常工作时,输出 关 信号,电流 I=8

31、-10mA,电压 V=0V;当 风筒风压报警状态时:输出 开 信号, I=0mA, V=18V。1.5开关量输出四路控制输出分别控制工作面、回风、串联风和局扇相应区域的动力电源。2结构特点五、 KDK 4煤矿用隔爆兼本安电控箱1. 主要技术参数1.1供电电源电压 : AC50Hz,660V 0.12A,380V 0.21A1.2本安参数:a Uo :DC18.5V ; Io:410mA;b Lo :2mH Co :31uF1.3输出本质安全直流电压路数 :6路2. 工作原理2.1该电控箱主要由交流输入变压器 (380V 和 660V 、 DC18V 本安电源输出 电路板、电池充电电路板、固态继

32、电器(继电器板等几部分组成。外壳为 防爆型式 , 正面有电源开关和工作情况指示灯。2.2变压器输入有 380V 和 660V 两种。变压器输出一组交流 26V 给三个 DC18V 电 KDK-4电控箱接线腔图源板供电,每个电源板输出两路 DC18V ,三个 DC18V 电源板共输出六路 DC18V ,前四路 DC18V 给八个模拟量传感器供电;第五路 DC18V 给分站 主板、继电器和报警器供电;第六路 DC18V 给八个开关量传感器供电。变 压器输出交流 30V 给电池充电板供电,充电板的输出连接 KDC-24电池箱。 2.3四个固态继电器控制信号来自 KJ19 F 监控分站,交流输出控制电

33、器设 备的通断。3. 接线3.1传输电缆 MHYVR ×20连接到 KJ19 F 监控分站 24芯航空插头上,拧 紧不要松动。3.2在电控箱接线腔中的两个接线柱电池+和电池通过传输电缆 MHYVR ×2连接到 KDC-24煤矿用隔爆型电池箱的两个接线柱电池+和电池,见 图 3-15和图 3-16。3.3电控箱电源输入 380V 和 660V 分别由两个喇叭口引入,接到接线腔的对 应接线柱上, 380V 和 660V 公用一个接线柱, 所以电源输入部分共有三个接 线柱。见图 3-15和图 3-16(注意:不可将 380V 和 660V 同时接,只能任选 其中一种输入3.4四路

34、断电接到接线腔的对应接线柱上,见上图。4结构特点六、 KDC 24煤矿用隔爆型电池箱1. 主要技术指标1.1电池容量 : 24V/7Ah (12V/7Ah 两节,串联1.2最高充电电压 : DC35V1.3充电截止电压:DC30V1.4放电终止电压:DC23V1.5充电电流 : 1A1.6工作时间 2h (在额定负载下1.7转换时间: 500ms2. 工作原理该电池箱内有两节 12V 蓄电池串联输出 24V 电压,该电压通过内部开关 接到两个接线柱上,当接通开关时从接线柱输出 24V 电压;同时点亮通过 RJ2K 1/4W电阻限流的红色电源指示发光二级管。3. 安装和使用3.1在电池箱接线腔中

35、的两个接线柱电池+和电池通过传输电缆 MHYVR ×2连接到 KDK-4 煤矿用隔爆兼本安型电控箱的两个接线柱电池+和电池 。3.2电池箱应安装在距电控箱 5m 的地方、通风好易于观察的地方。 3.3该电池箱下井使用前,应在井上通电检查和测试 , 正常后方可下井。 3.4外壳应无严重砸伤、撞伤,电源指示灯罩应完整无损,所有紧固件不得 有松动或失落。3.5靠上盖的接线柱为 24V 正极,靠外壳底部的接线柱为 24V 负极。七、 KYD 2Y 煤矿用隔爆兼本安型远程断电器1. 主要技术指标1.1供电电源电压 : AC50HZ,AC660V/380V1.2本安参数 : Uo:DC15V ;

36、 Io :140mA ; Co :0.2uF ; Lo :2mH1.4断电器断电容量:AC. 660VAC/0.35A、 380V AC/0.65A、 36V AC/6.5A2. 工作原理该断电器电源电路, 中央控制电路, 信号输入输出电路, 按键测试电路, 工作指示电路,以及馈电检测电路所构成,其中央单元由高性能的 8位单片 机 STC12C4052进行控制 . 其基本工作原理如下:在电路板的左侧中部位置具有一个三脚的单排插针, 以中间为基准左测 标注为“ 0” ,右测为“ 1” ,此为人为控制处。这样可以满足用户的两种需要,当用户希望用分站发出的“ 0”码让设备断 电时,即用短路套选中“

37、0” 。当用户希望用分站发出的“ 1”码让设备断电 时,即用短路套选中“ 1” 。这样就可以让用户随心所欲的控制。工作流程:上电后电源指示灯亮;当符合断电条件由单片机对固态继电器实施控制并且点亮继电器状态 灯;对馈电信号进行判断, 如果在断电的情况下仍然有电信号回馈则说明有 故障现象,这样故障指示灯就会不挺的闪烁。利用测试按键可模拟馈电传感 器的状态从而判断故障指示是否正常;八、 GJC4(N载体催化式甲烷传感器1.概述1.1GJC4(N载体催化式甲烷传感器用于检测煤矿井下空气中的甲烷含量。 它是一种红外遥 控智能型检测仪表, 采用本安电路设计, 可以对甲烷浓度进行连续检测。 该仪器最大特点

38、是:免开盖就可用遥控器调零、调精度(灵敏度等。并具有精度高、兼容性好、稳定可 靠等优点。1.2防爆型式:矿用本安兼隔爆型,防爆标志 ExibdI 。1.3型号及规格: 测量范围 04%CH4催化式甲烷传感器2.主要技术指标2.1测量范围 04%CH42.2测量误差 01%CH4 ±0.1%CH4 >13%CH4 真值±10%CH4>34%CH4 ±0.3%CH42.3响应时间:小于 20s2.4遥控距离:6m2.5报警点:0.502.00%CH4区间内(出厂调至 1.0%CH4 ;声光报警:声级 >80db,红 色 LED 闪光。2.6电源供电方

39、式 : BFDZ-Z2A(N风电甲烷闭锁装置主机或 KJ19-F 监控分站供电。 2.7输入电压范围 :9V24V 。2.8整机工作电流 :小于 85mA 。2.9本安参数:aUi :18.5V ; bIi: 85mA; cLi: 0.3uH ; dCi: 0.2nF。2.10输出信号制式 :频率:2001000Hz(脉冲宽度大于 0.3ms2.11电源至传感器电缆最长为 2Km, 分布参数 :电容 60nF/Km 电感 0.8mH/Km,电缆分布电 阻:13.5/Km。3.仪器的配套与使用3.1仪器的联接本仪器由 P20航空插头座与供电设备连接 , 接线方式如下 :航空插头示意图3.2仪器的

40、通电与使用当仪器接通电源后 , 单片机首先进入自检状态 , 数码管依次显示 :C H 4 甲烷传感器X X X 软件版本|-d-| 地址X X X 地址值|-b-| 报警X X X 报警值8 8 8 自检完成X.X X 甲烷检测值(低浓完成上述后进入检测状态。 新使用的仪器必须预热 30分钟后再调校。3.3遥控器使用方法本仪器遥控器使用两节 5#普通干电池供电。井下禁止使用镍镉、镍氢、锂等可充电 电池。使用遥控器时,将遥控器前端指向被控传感器,按下遥控器键盘上相应按键,遥控 器即发射对应控制编码,同时遥控器上发射指示灯亮。被控传感器正确接收控制编码后,即发出短暂鸣响回应,且数码管有相应显示。

41、遥控器处于发射状态时如发射指示灯偏暗或遥控器控制距离明显缩短,应及时更换 电池。4.工作原理本仪器由传感元件、稳压电源、测量电桥、放大器、红外接收头、单片机电路、显示 电路、讯响电路、测程转换及间歇保护电路等部分组成,原理框图见图一。4.1供电电源本仪器中由 34063开关电源为黑白元件供电, 由 2940三端稳压器输出 5V , 供给 CPU 及显示等电路。4.2传感元件本传感器低浓段(04%采用载体催化元件,工作时催化元件(黑白元件 被加 热到 400 ,黑元件表面涂有催化剂,甲烷进入气室接触到黑元件表面时,就会在表面产 生无焰燃烧, 使黑元件温度升高, 阻值增大, 而白元件不发生反应,

42、阻值不变, 两元件串 联, 中点桥路输出的差值电压正比于甲烷浓度, 将其放大输出即得到与甲烷浓度相关的电 压信号。黑白元件桥路输出的信号在 1035mv/每 1%CH4。 4.3电桥及放大器本仪器检测桥路输出的电压信号经 U5(MCP6002运放进行放大。电路采用直流放 大方式,电压增益 k=28倍。放大后信号输出单片机进行 AD 采样数据处理。4.4红外遥控器及接收电路红外遥控器的各种操作指令由大规模专用电路编码后驱动红外发射管发送出去, 接收 电路由一体化大规模红外接收集成电路组成。 当该电路收到红外光脉冲后, 接收器将光编 码信号转换成串行电信号送单片机进行处理,完成各项操作。4.5单片

43、机电路该仪器采用 ATMEL 的高性能、低功耗 8位单片机 A Tmega16L 片做主控制器。芯片 内集成有 16K 字节的系统内可编程 Flash ,擦写寿命 10000次。 512字节的 EEPROM 和 1K 字节的 SRAM 。两个具有独立预分频和比较器功能的 8位定时计数器、一个具有预分 频器,比较功能和捕捉功能的 16位定时计数器。具有 8路 10位 ADC , 32个可编程 I/O口。主频 0 8MHZ 。4.5.1 单片机将 AD 后的检测值,经运算处理送出 2001000Hz 频率信号。4.5.2 当甲烷浓度达到报警值时,单片机驱动晶体管 N2发出声报警, N3发出光报警。

44、 4.5.3 当甲烷浓度达到 4.00%CH4时, 单片机驱动 UG1停止工作, 使黑白元件转入间歇保 护状态,当甲烷浓度低于 4.00%CH4后,黑白元件恢复供电。4.6显示电路本仪器电路由 3只 0.5 数码管组成, 由单片机端口直接驱动输出。 数码管采用共阴方 式驱动,逐划限流,笔划亮度均匀。数码管的首位在显示遥控命令时用来代表各功能代码,在零点漂向负时显示“ - 号, 后两位在有功能码时显示功能代码对应的内容,无功能代码时显示甲烷浓度。5.调试方法以下调试方法仅适用于 003及以后版本的甲烷传感器。 传感器上电以后首先显示字符 “ CH4” , 之后显示的数字“ XXX ”即为软件版本

45、。若传感器上电后没有显示版本或版本 号为“ 09b ” 、 “ 002”等,请与厂家联系,更新到 003版本后系统会更稳定。 传感器连续 工作 15天后,应重新进行零点和精度的调整。5.1零点调整(新仪器 本仪器调零分硬件调零与软件调零两种。仪器出厂前硬件调零在厂内完成,用户使 用时,只需用软件调零即可。在更换黑白元件或使用日久后,软件零点偏移太多时须重新硬件调零。软件的调零 范围是:-0.100.50%CH4。硬件调零的基本方法是:将仪器置于空气中,用遥控器的“ 显频率 ”键将仪器置成 频率显示状态, 用小螺丝刀微调电位器 RW1, 将零点频率调在 5580之间, 此时按下 “ 确 定 ”键

46、,保存当前硬件调零值并回到甲烷检测状态,显示值会在 3秒内自动归零。 软件调零的基本方法是用遥控器的“ 调零 + 或 调零 - 键直接对仪器进行零点调整。 只需按相应键不放,零点会以每步 0.01%CH4递增 /减(当软件调零到达上限或下限时, 仪器会停止递增 /减 , 之后按下“ 确定 ”键,存储软件调零值并回到甲烷检测状态。 注:a 、 电路板和黑白元件必须是一一对应的关系, 只要更换黑白元件必须进行硬件调零。b 、在常态下按“ 补偿 +”键可以查看上一次存储的硬件调零值;按“ 补偿 -”键可以 查看上一次存储的软件调零值。c 、在进行硬件调零前先查看软件调零值是否为零,若不为零可按 7.

47、6条说明的方法 将其清零,在硬件调零的情况下无需进行软件调零。d 、常态下显示“ CH4”而不显示数值,此时传感器已经不能正常检测甲烷的存在,必须进行硬件调零或维修。5.2精度调整本仪器的精度调整(灵敏度全部由软件完成,调整时要求通入浓度为 2%的标准气 样,并且在调零完成后方可进行。方法如下:在气室上套上调试塑料罩,通气流量为 180ml/min,用浓度为 2%的标准 CH4气样, 待显示稳定后,用遥控器的精度调整键将显示值调至与气样值相同,然后按下“ 确定 ” 键,保存当前精度调整值并回到甲烷检测状态。注:a 、 本仪器精度调整范围在 0.802.50之间, 所以建议尽量选择浓度为 2%的

48、标准 CH4气样。b 、如果在正常充气的情况下显示值不在精度调整范围内,需换黑白元件或维修电路 板。c 、 在充气样校准前先按动一次“确定”键,可以使充气过程中数值变化连续,反应 速度快。5.3报警调整仪器的报警值通过遥控器任意设定与修改,每次修改后,仪器将长期记忆,直到下 次修改为止。调整方法如下:先按 显报警 键,然后按遥控器“ 报警 +”或“ 报警 -”键,即可实现报警值的修改。 注:a 、报警值调节范围:0.50 2.00 %CH4;b 、本仪器的报警值仅对本仪器设定,与监测系统报警无关,报警状态也不能传输给 分站。5.4测试声光报警按“ 试验 ”键,仪器显“ 3.00 并发出声光报警

49、,用以检查声光报警电路,此时频率 脉冲输出 800HZ 信号供分站断电测试,按下“ 确定 ”键自动恢复到检测状态。 使用中慎 用此键,以免造成误断电控制。5.5系统复位长按下“ 复位” 键,本仪器即执行一次系统复位过程。5.6 系统初始化长按“初始化”键,显示“ -”后按下“ 确定 ”键,本仪器完成一次系统初始化过 程。九、 GJH10A 型红外甲烷传感器1.概述1.1GJH10A 型红外甲烷传感器是长春东煤高技术股份有限公司针对煤矿及其它含甲烷爆 炸气体环境而设计的甲烷气体浓度检测仪,该仪器采用红外吸收测量原理、扩散式采样、 数字式温度补偿等技术, 检测精度高、 环境适应能力强、 稳定可靠。

50、 适用于煤矿作业场所、 瓦斯抽放泵站、 加气站等存在甲烷泄漏危险场所的甲烷气体检测。 它的成功应用标志着我 国煤矿甲烷检测技术跃上了一个新的台阶, 是我国煤矿甲烷检测设备的更新换代产品, 可 以有效提高防范甲烷事故的预警能力, 促进我国煤矿甲烷检测领域的科技进步, 提高我国 煤矿安全生产的水平。1.2防爆型式:矿用本安兼隔爆型,防爆标志 ExibdI 。1.3型号:产品类型(A 类为 0-10%vol CH4产品登记序号红外原理甲烷传感器2.主要技术指标2.1测量范围 : 010%CH42.2测量误差 : 01%CH4 ±0.06%CH4 >110%CH4 真值±6%

51、CH42.3响应时间:小于 25s(T902.4遥控距离:6m2.5报警点:0.005.00%CH4区间内(出厂调至 1.0%CH4可 0.01步长任意设置,声光 报警:声级 >80db,红色 LED 闪光。2.6输入电压范围 :9V24V 。2.7本安参数:aU i :18.5V ; bIi : 100mA; cLi : 0.3uH ; dCi : 0.2nF。2.8输出信号制式 :频率:2001000Hz(脉冲宽度大于 0.3ms3.工作原理本仪器由传感元件、稳压电源、红外接收头、单片机电路、显示电路、讯响电路、测 程转换部分组成,原理框图见图三。3.1供电电源本仪器中由 LM259

52、5开关稳压芯片组成的电源为传感元件供电,由 SPX3819稳压器 输出 3.3V ,供给 CPU 及显示等电路,整机电流小于 100mA 。3.2传感元件本仪器全量程(010%采用红外传感元件进行测量。红外甲烷传感元件是利用甲 烷对 3.33m 波长的红外光有一极强的吸收峰,而杂质气体中影响较大的水蒸汽和二氧 化碳则并无明显吸收这个光谱特性, 来实现甲烷气体检测。 测量气体分子的光吸收谱是气 体种类识别和气体分子浓度测定的有效手段。 红外甲烷传感元件所采用的光谱气体传感技 术, 正是基于甲烷 (CH4分子振动/转动吸收特征谱或泛频/复合吸收谱线与发光光源 发射谱间的光谱一致性。 当红外光通过待

53、测气体时 , 甲烷对 3.33m 波长的红外光有一 极强的吸收峰,正是这个光谱特性,实现了甲烷气体的检测。3.3 红外遥控器及接收电路红外遥控器的各种操作指令由大规模专用电路编码后驱动红外发射管发送出去, 接收 电路由一体化大规模红外接收集成电路组成。 当该电路收到红外光脉冲后, 接收器将光编码信号转换成串行电信号送单片机进行处理,完成各项操作。3.4 单片机电路该仪器采用 Luminary 最新的 32位高性能 ARM LM3S308芯片做主控制器。芯片内 集成有 16K 的 Flash 和 4 KB单周期访问的 SRAM , 3个通用定时器模块 (GPTM, 每个提 供 2个 16位定时器

54、,每个 GPTM 可被独立配置进行操,高达 5-28个 GPIO ,具体数目 取决于配置,输入 /输出可承受 5V ,中断产生可编程为边沿触发或电平检测,在读和写操 作中通过地址线进行位屏蔽。主频 25MHz 。3.4.1 单片机将修检测到的甲烷浓度值,经运算处理送出 2001000Hz 频率信号。信号经 过晶体管放大后经接线端子连接到插座 3脚上。3.4.2 当甲烷浓度达到报警值时,单片机驱动晶体管 N2发出声报警, N3发出光报警。 3.5显示电路本仪器电路由 4只 0.5 数码管组成, 由单片机端口直接驱动输出。 数码管采用共阳方 式驱动, 逐划限流, 笔划亮度均匀。 采用焊接式结构,

55、使显示更稳定。 数码管的首位在显 示遥控命令时用来代表各功能代码, 后三位在有功能码时显示功能代码对应的内容, 无功 能代码时显示甲烷浓度。显示定义:左起第一位数码管:“ H ”红外甲烷传感器; “ 0”零点; “ A ”精度; “ b ”报警; “ C ” 恢复出厂设置; “ F ”复位; “ S ”试验。后三位:测量值显示(单位:%vol CH4特殊字符:CCDG :长春东高HCH4:红外甲烷传感器|-XX-|:预热 60秒倒计时4.使用与调校用户在使用前一定要仔细阅读本 使用说明 , 对 GJC4H 型红外甲烷传感器的主要性 能、技术指标有主要功能有一个全面的了解,然后再进行具体的接线、

56、使用及操作。 4.1传感器的使用使用前用户首先要完成本传感器与所挂井下分站的连接。 将来自分站的专用的电缆接 到传感器上。 具体方法是:将电缆航空插头的缺口对准传感器的下方的航空插座的相应位 置,插入并旋紧,确保连接可靠。航空插头的接线规定:1:电源负极, 2:电源正极, 3:信号输出, 4:空4.2、传感器的调校本仪器在高校过程中,如超过 20秒没有按动遥控器的任何按键,则自动退回到甲烷 检测状态。4.2.1 零点调校正确连接好传感器,接通电源,使传感器进入正常工作状态。预热 20分钟后,在新 鲜空气中观察传感器显示窗口的 LED 数字显示是否为零,若有偏差,请将配套遥控器对 准传感器显示窗

57、,按动遥控器上的“功能(显频率键” ,使左侧第一个数码管显示“ 0” 并且闪烁,再次按动遥控器上的“功能(显频率键” ,即可完成传感器的校零工作。 4.2.2 精度调校使传感器进入正常工作状态,将通气罩罩在传感头气室的上面,然后通入浓度为 2.0%CH4的标准甲烷气体,通气流量控制在 200ml/分钟。此时,传感器的显示窗内的数 字显示应与通入的甲烷气体浓度值相同。 若有偏差, 请将遥控器对准传感器的显示窗, 按 动遥控器上的“功能(显频率键” , 当左侧第一个数码管显示“ 0”并且闪烁以后,按 动遥控器上的“增加(显报警键”或“减少(显地址键” ,使左侧第一个数码管显示 “ A ”并且闪烁,此时再一次按动“功能(显频率键” ,左侧第一个数码管显示的“ A ” 停止闪烁, 后三位数码管开始闪烁, 进入精度调节菜单选项, 此