[实用新型]瓦斯自动排放监测装置

说明书

本实用新型属煤矿瓦斯安全监控设备，具体地说是一种瓦斯自动排放监控装置。广泛适用于煤矿井下掘进工作面和采用局部扇风机通风的采煤工作面。

目前煤矿井下掘进巷道瓦斯积聚时，需用局扇通风，并控制排风速度，常(1)采用人工挡扳，其所用时间长、人手多且不安全；(2)采用一台磁力起动器和“三通”排放装置，风机一直运转，不需要风时，将其吹自别处，且费电、体积大；(3)采用一台磁力起动器和变频调速装置，控制风机，调节风量，但其体积笨重、价格昂贵。

本实用新型的目的就是要提供一种节能、体积小、价格合理、安全可靠的瓦斯自动排放监控装置。

该装置通过软起动控制器，将起动器、风机与微机控制器相接，微机控制器分别接有甲烷浓度传感器、显示器、通讯接口、自动/手动转换开关及工作方式选择按钮，采用隔爆外壳直接与上述电力电子器件相连接形成散热片。

本实用新型的显著特点在于：

(1)当掘进初期巷道不深，瓦斯含量低时，能自动调整局部扇风机处于低档功率运转，在满足工人生产和瓦斯含量始终处于安全限以下的前提下，达到节省电能的目的。

(2)当瓦斯涌出量增大，局部通风机达最大风量，瓦斯亦不能减至安全限以下时，则系统可靠地执行风、电、瓦斯闭锁的各项功能。

(3)当瓦斯积聚需要排放时，回风流中瓦斯含量能主动控制局部扇风机风量，使瓦斯含量永不超出排放标准，实现自动排放，避免一风吹造成的各种危害。

(4)该装置既能就地检测就地控制，又能与井下环境监测系统分站联接，将三路瓦斯含量和局部扇风机状态传至地面。

(5)该装置为矿用隔爆兼本质安全型设备。

(6)采用绝缘散热传导技术，将隔爆外壳与电力电子器件相连接，有效地增大了散热面积。

附图说明

图1为本实用新型电路接线图

图21、图22为本实用新型中微机控制电路原理图

图31、图32为本实用新型中可控硅触发控制器电路原理图

下面将结合附图对本实用新型作进一步详细描述

该装置将所有电子器件置于抽屉中，并以隔爆外壳兼作电力电子器件散热片，通过软起动控制器，将起动器、风机与微机控制器相接，其中起动器选用反并联可控硅SCR1-6组成固态起动器，对局部扇风机进行软起动软停止和通断控制，使其输出电压可以在零至额定电压之间调整，通过软起动控制器将固态起动器与微机控制器相连，该软起动控制器主要由可控硅触发控制器TCA785、三相同步变压器TB、时基电路555、开关三极管、脉冲变压器、比例积分放大器组成(如图31、图32)。当来自微机控制器的继电器吸合时，1#、2#端子短接，通过电容器C_X积分，IC5：B的输出端电压线性上升，经IC5：A反向放大器后，加在三个TCA785(IC1-IC3)的10端，TCA785处理后，即可输出与移相电压成线性关系的相位控制脉冲，从而使可控硅的导通角由小变大，而加在风机上的电压也就逐浙上升，即实现软起动。同时微机控制器直接与甲烷浓度传感器、显示器、风量预设置及通讯接口相接，共同控制风机工作。该微机控制器由IC1单片微型机作主控件，其输出口线经IC3并行接口扩展芯片后，一路经光电耦合器IC9、IC10至反向驱动器IC6驱动继电器，另一路经IC4反向驱动器驱动发光管和显示器；其输入口线直接与模拟开关IC2的输出端及译码显示器IC7的输入端相连，IC2的输入端一路接工作方式选择按钮，另一路经IC8光电耦合器至传感器(T1-T3)，T1是工作面当头传感器，T2是回风流传感器，T3是汇合处传感器，单片机对瓦斯信息的显示是通过译码显示显示驱动器来实现。

送上电后，微机首先进行初始化设置，并闭锁有关电源开关，然后对三个瓦斯传感器进行1分钟测试，若任何一个传感器有故障(输出脉冲频率低于200HE)则给出报警，否则1分钟后系统将根据外部设置转入相应工作状态。工作状态由相应的工作方式选择按钮(AN1-AN4)控制，其中工作方式一是风电瓦斯闭锁工作状态，在此状态下，微机控制器一方面按外部设置的风量档次由控制局扇按相应的ON-OFF关系运行，另一方面不断地检测三个瓦斯传感器的值并显示，一旦出现越限，立即停止风机并对电源进行闭锁，同时给出报警，以便工作人员处理。只有在瓦斯不超限，且人工手动情况下，才能使被闭锁的开关解除闭锁。工作方式二是瓦斯自动排放方式，在该方式下，微机控制器将根据瓦斯的含量来自动调整ON-OFF比率，从而使瓦斯按安全指标逐渐排放出巷道。进入该方式后，微机首先控制按最小风量送风，然后每隔一定时间检测一下各瓦斯探头值，当T3传感器小于设定的下限时，将增加一个等级的风量，并继续下去，如果出现T3传感器在上下限之间，则维持原风量不变，当T1、T2两传感器，均小于其设定值时，微机控制器将控制给出最大风量，并解除所有闭锁，完成瓦斯的自动排放。工作方式三为手动方式，在该方式下，微机控制器只检测各传感器值并显示，但不参与风量控制，这时的风量完全由人工手动控制。