1、楠江集团有限公司产品使用说明书 FDZB-1型煤矿用风电甲烷闭锁装置 安装、使用产品前请仔细阅读产品使用说明书 ！ 执行标准号：Q/FZG2010-2008KHJ-F型煤矿用风电甲烷闭锁装置使用说明书抚顺正工矿业科技装备有限公司1KHJ-F型煤矿用风电甲烷闭锁装置使用说明书目 录 一、概 述2 二、工作原理3 三、技术参数3 四、控制功能5 五、显示功能6 六、使用安装6 七、试验运行8 八、断电仪用法10 九、维护与修理10 十、故障与排除11十一使用注意事项11十二随机文件及备、附件12十三附录 13一概述KHJ-F型煤矿用风电甲烷闭锁装置(下简称装置)，是根据现行煤矿用风电甲烷闭锁装置通
2、用技术条件（MT631-96）、煤矿用固定式甲烷断电仪通用技术条件（AQ6208-2007）、爆炸性气体环境用电气设备（GB3836-2000）、新版煤矿安全规程（2001年版）以及MT209-90、MT281-94、MT443-95等相关的煤炭行业标准设计的。它是适用于煤矿井下掘进工作面的一种安全监控设备，它是根据掘进工作面与其相关巷道内的甲烷浓度，局部通风机的开停状态，风量大小，实现对局部通风机及关联巷道内相应的电器设备的可靠起动、断电闭锁以及解锁复电的控制。可实现监视区域内甲烷浓度跟踪显示、报警，并对被控电器设备进行闭锁和解锁控制。 内部设有一组容量为2Ah的可充电电池组，保证交流供电电
3、源掉电时，自动投入到电池组的工作，使主机及其配接的传感器能够不间断连续工作。KHJ-F型煤矿用风电甲烷闭锁装置是由KHJ-F型煤矿用风电甲烷闭锁装置主机（以下简称主机）一台、CJC4 型煤矿用低浓度甲烷传感器及GJC4/100(B)智能型高低浓度甲烷传感器（以下简称传感器）三台（分别为T1、T2、T3）、KG5009风筒风量开关、KXB1矿用本质安全型声光报警器、GKT5L型开停传感器组成。产品执行标准和型号说明型号含义： K H J- F型煤矿用风电甲烷闭锁装置 风电 甲烷 矿用保护设备装置在掘进工作面的布置示意图 如图1 10MK3 T3 K4 Z ZK 风图1二主要技术指标主机的基本参数
4、1 主机防爆型式：矿用隔爆兼本安型；主机防爆标志：ExdibI2、主机基本容量3路模拟量输入、2路开关量输入、4路控制开关量输出接口。3、模拟量信号制式：频率型：2001000Hz（或其它类型）。4、开关量制式：输入：触点式，电流型， 0 /5mA 5、主机的配置表：见附录A。6、数码显示采用4位，其中最高位为传感器地址通信道号，低三位显示数据。7、检测误差：符合表1规定测量甲烷浓度%CH4基本误差%CH40.001.000.101.002.000.202.004.000.30表18 电源a）输入电源：AC660、或380V AC 50Hz；b）交流电源电压等级为：AC 50Hz 660/38
5、0V。电压范围：75110c）主机本安输出电源： 3 路 ，每路本安参数： U0：16VDC， I0：210mA ，C0：2uF， L0：2mH;9、断电接点容量：36V，5A，AC；10、备用电池：28 .8V 2Ah, 供电时间2小时11 使用电缆：主机至传感器使用电缆：矿用橡套阻燃电缆，最大长度：2km（MHYVR型传输电缆，导线截面1.52 ，电缆分布参数，分布电容：0.1F/km；分布电感：1.0mH/km；直流电阻：12.8/km)。12 外传的信号应符合MT209中5.3条的要求。13 装置的装配图见附录(B) 14 工作制为长时工作制。15 平均无故障工作时间（MTBF）应大于
6、1000h。17 环境条件17.1 装置在下列环境条件下应能正常工作：a)环境温度：040；b)平均相对湿度：不大于95%（25）；c)大气压力：80kPa110kPa；d)无显著振动和冲击的场合；e)煤矿井下有甲烷及煤尘爆的场所，但无破坏绝缘的腐蚀性气体的场合。17.2 装置能承受的最恶劣的贮运条件为：a)高温：+60；b)低温：-40；c)平均相对湿度：95%（25）；d)振动：50m/s2；e)冲击：500m/s2。18 外形尺寸及重量18.1 外形尺寸：440mm386mm225mm。18.2 重量：45kg。三工作原理1、 甲烷传感器工作原理传感器由供电电源、传感器及检测电桥、放大器
7、、A/D变换器、遥控器及红外接收头、单片机以及显示电路和频率信号输出等部分组成。其工作原理如图3所示。传感器由气室、黑白元件等组成，黑元件是一种对甲烷气体很敏感的载体催化元件，而白元件是补偿元件，对甲烷不起反应。黑白元件作为检测电桥的两臂，另两臂由电阻组成。将黑白元件置于同一气室中, 施加工作电压。无甲烷时,电桥处于平衡、输出约为零，当甲烷气体进入气室，接触到黑元件表面时，就在其表面进行无焰燃烧, 元件的温度升高，阻值增大，而白元件不发生反应，阻值不变，于是破坏了检测电桥平衡,在一定的甲烷浓度范围内,产生正比于甲烷浓度的直流电压输出信号。检测电桥的电位器是用来调节零点的。甲烷浓度为零时，调节该
8、电位器使放大器的输出电压（vr+,vr-）为13mV左右。 DC 923V供电电源一路经DC/DC变换器，变换成3.0V供检测电桥使用，DC/DC变换提供低电压大电流时有较高的效率，降低了整机工作电流。检测电桥输出为差动式的mV级信号, 经过放大后送A/D，A/D转换器将模拟信号变为数字信号送入单片机进行运算和处理。 红外遥控器将各种按键指令转换成串行红外光编码信号发送。接收器将串行红外光编码信号转换成串行电信号送单片机进行处理，完成各种功能。 电源输入四位数码管（LED）5V三端稳压器DC/DC 单 片 机ADC检测电桥放大器声光报警频率输出遥控器遥控接收图2 甲烷传感器电路原理方框图2、主
9、机结构特征与工作原理1、结构特征该装置采用隔爆兼本质安全型结构，安装、使用、调整都十分方便。外壳采用高强度的优质钢板材料，经金加工处理后，机壳内外表面进行喷塑处理，隔爆面进行磷化防锈处理，使机壳具有美观、防护好、不易生锈、不易损坏等优点，在煤矿井下使用时能确保产品长期可靠工作。现场使用时，调整很方便。外壳上有透明窗可观察瓦斯浓度数值以及各种信号灯状态。结构如图3所示接线腔显示窗 隔爆腔图32、工作原理 请见图4，四路甲烷传感器信号进入装置主机，首先经光电耦合器隔离及单片机外围电路，再进入单片机处理电路。四路开关量传感器信号，首先经光电耦合器隔离及单片机外围电路，再进入单片机处理电路。这样，可使
10、传感器信号和主机处理电路不发生直接的电联系，局扇状态及解锁开关信号由装置主机内部直接进入单片机电路。模拟量及开关量进入单片机电路以后，单片机根据预先设定的程序进行运算和逻辑控制，输出运算结果进行数码显示及断电复电控制。模拟量本安电源充电电路电源变压器5V开关量 光电耦合外围电路通道与浓度显示驱动单片机磁力开关控制继电器声光报警驱动电路 图4 风电甲烷闭锁装置主机工作原理框图主机全部电路至于隔爆箱内，电源变压器有外部380VAC/660VAC 供电，二次有二组绕组：22VAC、31VAC；22VAC经整流滤波、稳压，供给本安电路、单片机电路、继电器电路电源；31VAC经过整流滤波稳压处理，供给充
11、电电路电源。四控制功能本装置符合MT631-96煤矿用风电瓦斯闭锁装置通用技术条件规定的所有控制功能：1、掘进工作面或掘进工作面回风流中的甲烷浓度达到和超过1.0%时，闭锁装置能向该区域发出警报信号； 当上述地点风流中的甲烷浓度达到1.5%时,闭锁装置能切断掘进工作面及其回风巷道的动力电源并闭锁。2、串联通风工作面入风流中甲烷浓度达到和超过0.5%时，闭锁装置能向该区域发出警报信号并能切断串联通风区域内的动力电源并闭锁。3、 当排除掘进工作面积聚的甲烷使工作面回风流与全风压风流混合处甲烷浓度达到1.0%时，闭锁装置能切断回风区域内的动力电源并闭锁；同时发出声、光报警信号，促使采取减少风量的措施
12、。4、局部通风机停止运转时， 闭锁装置能切断供风区域的动力电源并闭锁。5、局部通风机停止运转且未恢复正常通风之前， 停风区域中甲烷浓度达到3%时，闭锁装置能闭锁局部通风机的电源。6、甲烷传感器发生故障或失电时， 闭锁装置能切断传感器监视区域的动力电源并闭锁。7、主机失电时闭锁装置能切断整个监视区域的动力电源并闭锁8、 闭锁装置在开始接通电源的一分钟内能继续闭锁相应监视区域的被控设备。9、闭锁装置实现了控制功能1至8条以后， 如果恢复到正常通风状态或故障设备恢复正常并达到稳定运行，闭锁装置能自动解锁。10、闭锁装置的主机上配有解锁开关，可对局部通风机进行人工解锁。已闭锁的动力电源不能强行人工解锁
13、。五显示功能主机和传感器同步显示被检测区域风流中的甲烷浓度数值，主机的观察窗口如下图所示：报警指示a. 通道显示：显示“1，2，3，4”，分别表示主机配接的1#、2#、3#、4#甲烷传感器检测信号输入通道编号。 b. 电池供电指示：指示供电方式：灯灭为交流供电状态，灯亮为备用电池直流供电c. 报警指示：报警指示灯用一个白发红二极管显示，任一通道的模拟量超过报警上限时，该发光管熄灭。d. 甲烷浓度指示：显示被监视区域风流中的甲烷浓度值，三位数码管显示。测量值10时显示“xx.x”。e. J1、J2、J3、J4断电指示灯：被监视区域风流中的甲烷浓度超过断电设定值时，主机上的断电指示灯被熄灭，显示主
14、机已切断被控电器设备的电源。下列情况下，甲烷浓度显示特殊符号：当某一传感器发生断线、短路等故障时，该传感器甲烷浓度显示消失，当主机循环显示到该路时，显示“ ”；六使用安装1、 配置表见附录A2、 装配示意图见附录B3、 主机打开主机侧盖，在其内表面附有接线腔全部接线端子的编号和接线示意图，如图6所示。 图6 主机接线示意图接线端子连接方式如表2所示：表2 接线端子连接表编号名称 接线柱用途备注11#甲烷传感器 1正，10负，6信号正-正电源，负-负电源，信-模拟信号22#甲烷传感器 2正，11负，7信33#甲烷传感器 3正，12负，8信44# 4正，13负，9信4380VAC电源 29，305
15、660VAC电源 29，316J1控制接点 19，20控制工作面电气设备磁力开关（2、9）线7J2控制接点 21，22控制回风巷电气设备磁力开关（2、9）线8J3控制接点23，24控制串联风巷电气设备磁力开关（2、9）线9J4控制接点 25，26控制风机磁力开关（2、9）线10风机开关状态17开停信号声光报警18报警信号11风量开关状态15，16接风筒传感器常闭接点主机的断电接点应接入动力开关控制电路中，对于660V磁力起动器，可接入2，9脚；对于馈电开关，可接在检漏继电器的断电回路中。TAzJ936V411552221X2X3311111313194QA888磁力开关框图 图7当被监视区域风
16、流中的甲烷浓度超限达到断电设定值时，除被监控的非本安型电器设备可靠断电外，还应切断监视区域内的所有隔爆电器设备的电源。主机应设在新鲜风流中。1、 GJC4型煤矿用低浓度甲烷传感器采用P20型接插件，连接电缆为YZ31.5+11.0三芯或四芯矿用阻燃电缆，电缆芯线与插头的焊接如图8：1：电源正输入端2：电源负输入端4：信号输出端 图8 插头焊接说明图传感器的电路及其供电电源都是本质安全型的，并且采取了隔爆措施。它安装在被监视区域内，即使甲烷浓度超限，仍能正常工作。传感器的使用应当按照煤矿安全规程和原煤炭部下发的矿井通风安全监测系统装备标准和使用管理规定的要求严格执行。 七试验运行下井使用前，应在
17、井上通电检查和调整，并进行1至2天的试验运行，正常后方可下井安装。1、 准备工作a. 交流380V或660V电源b. 隔爆型磁力起动器至少一台，其他各个开关的通断状态可利用万用表的电阻挡来测量相应控制触点c. 1.5mm2阻燃电缆d. 2.00%CH4甲烷气样一瓶e. 500ml/min转子流量计一个，乳胶管等若干f. 通气罩g. 电烙铁、镊子等焊接工具h. 螺丝刀、六角扳手等拆装工具2、接线图9（地面试验与井下连线相同） T1 BF3 K1 T2 K2 380VAC K3 T3 K4 ZK J5 KHJ-FJ4J3J2 BF3J1 T1 T2 T3 图93、控制功能试验(1)主机送电前，人工
18、起动K1、K2、K3、K4，应不能吸合， 即处于闭锁状态(控制功能7)(2)主机接通电源，一分钟内人工起动K1、K2、K3、K4， 应继续被闭锁。(控制功能8)(3)主机通电一分钟后，在K4起动后随即解锁K1、K2、 K3。闭锁装置完成起动过程，投入正常巡回检测。(控制功能4、5、9、)(4)当人为的切断K4时，将引起K1、K2被切断。欲起动K1、K2 必须先起动K4，然后才能解锁K1、K2，人工起动K1、K2。此时即“送电必须先送风”。(控制功能4、9)(5)将甲烷传感器T1、T2、T3的低浓度零点调偏， 试验闭锁装置的报警点、断电点及复电点，结果应符合控制功能1、2、3、及9。(6)分别将
19、T1、T2、T3传感器插头拔下，形成断线故障， 此时相应地K1、K2、K3应被切断。若主机断电，则K1、K2、K3、K4被切断闭锁。(控制功能6、7)若T1、T2、T3或主机分别重新送电，则K1、K2、K3被解锁，主机按试验(1)、(2)、(3)条处理(控制功能9)(7)闭锁装置解锁试验。将主机上的解锁开关拧转解锁位， 使之处于解锁位置，此时可以起动K4，但不能起动K1、K2。(控制功能10)3、 调零，检查报警点、断电点、解锁点用遥控器调偏电桥的平衡，检查是否在1.00%CH4时报警，1.50%CH4时断电闭锁，调回1.00%CH4时解锁。4 、检查增益，气样标定首先用遥控器调零，使之显示为
20、零，然后通入2.00%CH4的标准气样，流量100ml/min，稳定2min左右，若显示不为2.00,则用遥控器调节增益使之显示为2.00。此外，可以人为地制造断线、短路等故障，以检查闭锁和报警情况。至此，井上检查和调整全部结束。在带上一袋新鲜空气下井安装，安装完毕再按上面办法复查调整。以后每周进行一次气样标定。八、断电仪用法当闭锁装置用做断电仪时，配接传感器可以有四种情况：1、配接1、2、3、4号传感器；2、配接1、2、3号传感器；3、配接1、2号传感器；4、只配接1号传感器。闭锁装置能在主机接线腔、及防爆腔内连接成瓦斯断电仪工作方式， 做为一台主机配备四台各自独立工作的甲烷传感器，并可控制
21、相应监视区域的动力电源。闭锁装置的控制功能均符合AQ6208-2007煤矿用固定式甲烷断电仪通用技术条件标准中的功能要求。参照表2，对照图6（主机侧盖上附有接线示意图），检查无误后，即可起动主机，过程如下：拧转主机侧壁的组合开关旋钮90度，主机送电，传感器有显示，主机闭锁磁力开关1min，以使传感器预热达到稳定。1min后，若主机、传感器正常，则起动自检完成，进入正常工作状态。(量程、断电点及复电点参照附录C)九 维护和修理必须指定专人负责使用和维护仪器，使用前应仔细阅读本说明书，并详尽了解仪器的性能。使用期间，需每周进行一次传感器零点和增益的标定与调整。应按井下电器设备防爆规程的有关规定，维
22、护好仪器的所有防爆面。主机、传感器的电气线路及电子元器件的型号规格不得擅自改变，以免破坏闭锁装置的本安性能。各位调电位器出厂使均已经过周密调整，无故不得任意旋动。使用本装置最好购置备用印刷线路板。若怀疑某处发生故障时，只要用备用的印刷电路板更换一下即可。装置故障以电缆损坏最多。有故障的印刷电路板可拿到井上检查处理，或送回我公司修理。我公司本着“服务第一，用户至上”的宗旨，竭诚为用户提供技术指导和服务。 并且本产品自出厂之日起，非人为或使用原因造成故障，将免费保修一年。十 故障与排除序号故障现象故障可疑点排除方法1通电后，主机与传感器均无显示电源进线错误或断线，保险丝管烧坏或不配套按线牌正确接线
23、；更还原容量保险丝管主机显示1 - - - 2- - -传感器断线或接线错误按接线牌正确接线调零电位器不能调零黑白元件有断路更换黑白元件气样校准时，增益电位器不能调节达到气样表称值黑白元件活性下降更换黑白元件数码管显示缺少笔划数码管对应该笔划的二极管开路或损坏重焊焊点或更换数码管十一使用注意事项维修时不得随意改变本安电路和本安电路有关的元、器件的电气参数、规格和型号。本产品不得随意与其他未联检的设备连接。维修时应防止“失爆”（注意保护隔爆面，注意紧固件和注意引入装置中的橡胶 密封圈的完好性、可靠性和密封性）等。 使用时只可与本说明书规定的配接设备和关联设备使用。与其他设备连接时，必须有防爆合格
24、证，并经联检合格。注意警告表示牌，松开隔爆腔体螺丝前必须关断断电仪的电源。敷设电缆时应注意电缆的防护。传感器自由悬挂，其中心线与铅直线间的夹角不大于度。严禁更改装置的配置。十二随机文件及备、附件随机文件：使用说明书；出厂合格证；装箱单。备、附件：通气罩；专用工具。中国 辽宁抚顺正工矿业科技装备有限公司地址：抚顺经济开发区中兴大街西（7号路北A4区）邮编：113122电话：024-56615666 16附录A装置的配置表产品名称型号生产厂家防爆标志防爆证号安标证号低浓度甲烷传感器GJC4抚顺正工矿业科技装备有限公司Exibd申办中申办中甲烷传感器GJC4/100(B)阳泉红海机电有限公司Exib
25、d1084469MFA050022风筒风量开关KG5009楠江集团有限公司Exib10741665MAD070833矿用设备开停传感器GKT5L煤科总院抚顺分院ExibI1084269MFB040016煤矿用风电甲烷闭锁装置主机KHJ-F抚顺正工矿业科技装备有限公司ExdibI申办中申办中矿用本质安全型声光报警器KXB1煤科总院抚顺分院Exib10641329200613686附录B开停传感器风量开关甲烷传感器声光报警器井下电源380/660AC KHJ-F型煤矿用风电甲烷闭锁装置装配示意图1 2 3 4 5 6 7 8 ON DIP1 2 3 4 5 6 7 8 ON DIP此拨码开关为量程设置：12为第一路，345678为第二路到第四路拨码开关设置量程定义12OFFOFF4% ONOFF40%OFFON100%ONON该路无传感器 此拨码开关为断电点、复电点设置：12为第一路，345678为第二路到第四路拨码开关设置断电点复电点12OFFOFF0.50.5ONOFF0.750.75OFFON1.01.0ONON1.51.0 断电仪拨码开关设置附录C
