一種風(fēng)靶磁控式風(fēng)電閉鎖控制開關(guān)的研制

張保印 張智起 程永江

摘要：研制的新型風(fēng)靶磁控式風(fēng)電閉鎖控制開關(guān)，是利用局部通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，推動(dòng)風(fēng)道中的風(fēng)靶，在通風(fēng)機(jī)風(fēng)量不夠時(shí)，控制磁控繼電器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)雙風(fēng)機(jī)的自動(dòng)切換。

關(guān)鍵詞：風(fēng)靶磁控式風(fēng)電閉鎖控制開關(guān) 掘進(jìn)工作面

0 引言

為了稀釋井下煤巖不斷向采掘空間涌出的瓦斯，創(chuàng)造安全、舒適的作業(yè)環(huán)境，掘進(jìn)工作面采用局部通風(fēng)機(jī)送入新鮮空氣，掘進(jìn)工作面經(jīng)常因?yàn)橥ｋ?、電氣開關(guān)故障。電動(dòng)機(jī)故障，局部通風(fēng)機(jī)故障、風(fēng)筒斷開。漏風(fēng)等原因造成巷道通風(fēng)風(fēng)量不足，導(dǎo)致瓦斯等有害氣體超限，掘進(jìn)區(qū)就會(huì)出現(xiàn)瓦斯超限，特別是在高瓦斯煤層掘進(jìn)的巷道，瓦斯?jié)舛葧?huì)在很短時(shí)間內(nèi)達(dá)到爆炸界限。因此，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定高瓦斯和半煤巖巷掘進(jìn)工作面必須安設(shè)風(fēng)電閉鎖裝置，當(dāng)局部通風(fēng)機(jī)因故障停風(fēng)時(shí)能立即自動(dòng)切斷停風(fēng)區(qū)工作設(shè)備的電源。目前普遍采用風(fēng)機(jī)電源與工作面電源閉鎖的形式，這種方法僅能在局部通風(fēng)機(jī)停電時(shí)才能夠切斷工作面工作設(shè)備的電源，但是當(dāng)局部通風(fēng)機(jī)本身發(fā)生故障如風(fēng)機(jī)電機(jī)燒壞、風(fēng)扇故障、風(fēng)筒斷開等，而造成無風(fēng)或風(fēng)量不足，是不能有效斷開工作設(shè)備的電源的，是不完善的風(fēng)電閉鎖，達(dá)不到完全的停風(fēng)即停電的要求，這時(shí)會(huì)造成工作面瓦斯聚集，對(duì)安全生產(chǎn)造成威脅。

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，研究一種操作安全、可靠性高、維修方便的風(fēng)靶磁控式風(fēng)電閉鎖控制開關(guān)，解決了礦用局部通風(fēng)機(jī)在出現(xiàn)線路斷電，開關(guān)故障。電機(jī)故障，通風(fēng)機(jī)故障、風(fēng)筒斷開，風(fēng)筒漏風(fēng)等原因引起風(fēng)量不足時(shí)，裝置能自動(dòng)切斷該供風(fēng)巷道中設(shè)備電源控制回路的安全裝置，并在通風(fēng)量沒達(dá)到要求前，不能接通巷道中的電源。保障工作面安全生產(chǎn)。

1 裝置的技術(shù)路線

風(fēng)靶磁控式風(fēng)電閉鎖控制開關(guān)，安裝在局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)筒的尾部，見圖1。開關(guān)包括風(fēng)靶1、霍爾傳感器2、磁鋼3、風(fēng)量控制調(diào)節(jié)滑道4，風(fēng)靶通過軸承連接在控制開關(guān)上，風(fēng)靶的連接桿上固定有磁鋼，在控制開關(guān)中間設(shè)有霍爾傳感器，在控制開關(guān)的外側(cè)設(shè)有風(fēng)量控制調(diào)節(jié)滑道。見圖2。

圖2風(fēng)靶磁控式風(fēng)電閉鎖控制開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖

事故信號(hào)直接取之風(fēng)筒尾端通風(fēng)量，因此只要對(duì)通風(fēng)量造成影響的因素，都可以施加控制，對(duì)電源故障，電氣開關(guān)故障、電動(dòng)機(jī)故障、局部通風(fēng)機(jī)故障、風(fēng)筒故障等原因造成風(fēng)量不夠時(shí)，都可以可靠動(dòng)作，對(duì)工作面的電氣設(shè)備實(shí)施有效的風(fēng)電閉鎖。包含的故障斷電內(nèi)容更完全、可靠性高，維修更方便。

2 工作原理

參照?qǐng)D1、圖2，風(fēng)靶通過軸承連接在控制開關(guān)上，風(fēng)靶的連接桿上設(shè)有磁鋼，在控制開關(guān)中間設(shè)有一個(gè)可以高低可調(diào)，遠(yuǎn)近可調(diào)的霍爾傳感器，在控制開關(guān)的外側(cè)設(shè)有風(fēng)量控制調(diào)節(jié)滑道?；魻杺鞲衅鹘邮艽帕ψ饔枚鴦?dòng)作，當(dāng)通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量小于規(guī)定值時(shí)，風(fēng)靶因?yàn)橹亓ο麓梗配撾S風(fēng)靶遠(yuǎn)離霍爾傳感器，霍爾傳感器的電路動(dòng)作，切斷掘進(jìn)工作面的設(shè)備電源。達(dá)到風(fēng)電閉鎖的要求。通過風(fēng)量控制調(diào)節(jié)滑道和霍爾傳感器的上下左右調(diào)節(jié)旋鈕可以調(diào)節(jié)通風(fēng)量的動(dòng)作值。

只要對(duì)通風(fēng)量造成影響的因素，都可以施加控制，對(duì)電源故障，電氣開關(guān)故障、電動(dòng)機(jī)故障、局部通風(fēng)機(jī)故障、風(fēng)筒故障等原因造成風(fēng)量不夠時(shí)，都可以可靠動(dòng)作，對(duì)掘進(jìn)工作面的電氣設(shè)備實(shí)施有效的風(fēng)電閉鎖。

在具體應(yīng)用過程中，風(fēng)靶磁控式風(fēng)電閉鎖控制開關(guān)接在通風(fēng)機(jī)尾部，由風(fēng)筒中的風(fēng)靶及霍爾傳感器構(gòu)成，當(dāng)因?yàn)殡娫垂收?，電氣開關(guān)故障、電動(dòng)機(jī)故障、局部通風(fēng)機(jī)故障、風(fēng)筒斷裂等原因造成欠風(fēng)時(shí)，在重力作用下，使得風(fēng)靶下垂，霍爾傳感器發(fā)出電流信號(hào)，通過信號(hào)線，傳送到微控制器PIC16F877的13號(hào)節(jié)點(diǎn)輸入，經(jīng)過微控制器PIC16F877軟件判斷分析，經(jīng)21節(jié)點(diǎn)輸出控制信號(hào)，啟動(dòng)遠(yuǎn)程控制繼電器，切斷磁力開關(guān)控制回路，使中間繼電器C1斷電，磁力啟動(dòng)器K1斷開，K1主觸點(diǎn)分?jǐn)啵箍傠娫磾嚅_。C1是中間繼電器，QA是啟動(dòng)按鈕，TA是停止按鈕，B是中間隔離變壓器，K1是磁力啟動(dòng)器。K2是電源隔離開關(guān)，X1、X2、X3是三相電源。12、18是順序控制連鎖節(jié)點(diǎn)。由于自保節(jié)點(diǎn)C1的作用，恢復(fù)送電，必須人工啟動(dòng)方可。見圖3。

風(fēng)靶磁控式風(fēng)電閉鎖控制開關(guān)還可以接受工作面和回風(fēng)巷的回風(fēng)流的瓦斯探頭的模擬信號(hào)，通過5號(hào)、8號(hào)節(jié)點(diǎn)輸入微控制器，經(jīng)過判斷處理，驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程繼電器，實(shí)施超瓦斯斷電，其過程和風(fēng)電閉鎖相同，形成瓦斯電閉鎖功能。

3 小結(jié)

這種新型的風(fēng)電閉鎖控制開關(guān)，靈敏度高，在通風(fēng)機(jī)出現(xiàn)的電源故障，電氣開關(guān)故障、電動(dòng)機(jī)故障、局部通風(fēng)機(jī)故障、風(fēng)筒斷裂等原因造成欠風(fēng)時(shí)，可以可靠的動(dòng)作，現(xiàn)場維修方便，在煤礦中具有很好的應(yīng)用前景。

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