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1、安装、使用产品前请仔细阅读产品使用说明！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（
2、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
3、（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 1BF10M图1二 主要技术指标主机的基本参数1 主机防爆型式：矿用隔爆兼本安型；主机防爆标志：Exdibl2、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
4、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 /5mA5、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%CH40.001.00W0.101.002.00W0.202.004.00W0.30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 660/380V。电压范围：75%110%c） 主机本安输出电源：3路，每路本安参数：U0： 16VDC, I0： 210mA , C0： 2
5、uF,L0： 2mH;9、断电接点容量： 36V， 5A， AC；10、备用电池：28 .8V 2Ah,供电时间三2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1.5 mm 2 ,电缆分布参数，分布电容：W0.1pF/km；分布电感：W1.0mH/km； 直流电阻：W12.8Q/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：0C+40C；b
6、）平均相对湿度：不大于95% （+25C）；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）咼温：+60 C；b）低温：-40C；c）平均相对湿度：95% （+25C）；d）振动：50m/s2；e）冲击:500m/s2。18 外形尺寸及重量18.1 外形尺寸：440mmX 386mmX 225mm。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、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
7、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, 元件的温度升咼，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，调节该电位器使放大器的输出电 压（vr+,vr-）为13mV
8、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。电源输入图 2 甲烷传感器电路原理方框图2、主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
9、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
10、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。38O/66OVAC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
11、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。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
12、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。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：JI J2 J3 J4序电断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
13、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“X.XX”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“X”六使用安装1、配置表见附录 A2、装配示意
14、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。fg)(18)& u 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29，305660VAC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
