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1、培训资料之三YTC-10型瓦斯突出预测仪操作与使用重庆安仪煤矿设备有限公司二零零九年YTC-10瓦斯突出预测仪技术操作与使用1、概述1.1 功能及特点YTC-10瓦斯突出预测仪为便携式矿用本质安全型仪器，主要用于煤矿井下煤巷掘进、回采工作面瓦斯突出危险程度的预测和防突措施效果检验。该仪器采用综合指标预测方法，预测准确度高。可测定钻屑瓦斯解析指标K1，辅助判断指标k2、煤结构指标i和煤的坚固性系数f等与突出密切相关的指标，采用专用传感器的数据采集和16位单片微机的数据处理，自动判断出煤层突出的危险程度。使有关人员能实时了解被测工作面瓦斯突出危险程度，及时地采取相应的防范措施，防止瓦斯突出重大灾害
2、的发生，是煤矿防止瓦斯灾害、保障井下人员和煤矿安全不可缺少的一种先进装备。具有如下功能与特点：1.1.1特点:a)综合性指标判断，除K1判断煤层突出指标外，增加了i、k2指标，提高了预测的准确度。b)采用了专用的煤硬度测量仪，可在现场测量煤的硬度；c)采用16位单片微机作数据分析和处理，提高了数据的处理精度；d)采用超大规模集成电路，外围元件少，电路结构简单，测量精度高，性能稳定。e)中文菜单操作提示，操作更简便、更加人性化；f)大屏幕LCD显示，显示内容齐全，字体大，方便操作和查看g)与上位机联机，可将所有的数据和预测结果传送给上位机，有利于资料的保存、分析和处理。f)多种故障诊断提示，提高
3、故障判断故障处理速度。1.1.2功能：a)数据采集与处理功能实时采集煤样解吸的瓦斯压力，对实时采样数据进行滤波处理。对采集的数据按所提供算式进行分析、计算。b)存储功能存储实时采样数据、计算值以及键盘输入的数据,关机后所存储的数据不丢失。c)显示功能可显示汉字、英文（大写和小写）、阿拉伯数字常用的标点符号以及代码。d)键盘输入功能通过键盘应能进行数字输入以及指令的操作。e)数据传输功能和PC机通讯功能，能将仪器内的数据通过数据线传送给PC机，以便进一步进行分析和处理。f)电池容量监视功能具有电池容量监视功能，开机后随时检测电池的容量，并在屏幕右上角显示电池容量提示标志，当电池欠压时，电池容量提
4、示标志应闪烁，同时在屏幕上显示“电池电量不足，请及时充电！”的汉字警告提示。g)报警和提示功能当被监测的工作面有瓦斯突出危险时进行声报警，同时显示报警内容和报警值。当电池容量低于规定值时，进行声报警，同时屏幕上显示“电池电量不足，请及时充电！”的汉字警告提示。当仪器自检失败或运行中诊断出部件有故障时，进行声报警，同时显示故障内容和处理方法。输入设置错误时，进行声报警，同时显示错误内容和处理方法。仪器开机和关机时，有提示声响。h)时钟功能具有实时时钟功能，开机后时钟常驻显示屏右下方，时钟为24小时制。i)数据查询功能能查询存储器中的有关数据，并在显示屏上显示。j)校验功能 具有对仪器数据采集的零
5、点和精度校验的功能。k)自检和诊断功能开机时能对仪器的主要电路如传感器、显示器、键盘、内存等进行自检，在仪器运行中应对主要电路的运行进行诊断，当仪器出现故障时，能诊断出故障的原因，发出有故障提示的声响，并显示故障原因及处理方法。l)电池充放电保护功能当电池电压低于最低放电电压时，能立即自动关机当电池充电满足时，能自动切断充电电源。m)休眠功能仪器开机后10分钟无任何操作，仪器自动转入休眠状态，关闭显示屏，单片机处于待机状态。按任何键（电源开关和复位键除外）唤醒，仪器回到休眠前的工作状态。1.2主要用途和适用范围1.2.1 主要用途主要用于煤矿井下煤巷掘进、回采工作面瓦斯突出危险程度的预测。1.
6、2.2 适用范围a) 煤巷掘进、回采以及石门揭煤过程中工作面前方810m范围内突出危险性的预测;b) 防突措施效果检验。1.3 型号的组成及其代表的意义预测仪的型号根据MT/T 154.10-1996 规定编制，其含义如下：Y T C 10 型瓦斯突出预测仪 主参数：（010 kPa） 测量对象： 煤与瓦斯突出 产品类型代号：预测仪1.4 使用环境条件a) 环境温度：(040)；b) 湿 度：96%；c) 大气压力：(80110)kPa；d) 风速：不大于8m/s。e) 无显著振动和冲击、无破坏金属和绝缘材料的腐蚀性气体、无滴水的场所；f) 煤矿井下有瓦斯和煤尘爆炸危险的场所。1.5 贮存温度
7、: -40401.6对环境及能源的影响预测仪整机电路均由低功耗的集成器件组成，工作电压：（4.8V），电流：(55mA)，整机功耗仅0.1W，对电能消耗很小。预测仪采用镍氢充电电池作电源，请用户将更换下来的报废电池送专业回收点回收，不要随意抛弃，以免污染环境。1.7 防爆型式a) 防爆型式：矿用本质安全型b) 防爆标志：ExibI2、仪器的组成 仪器成套见图1。主要由主机、秒表、煤样罐、弹簧秤、充电器、分样筛和气管等部件组成。各部件的功能及作用分别介绍如下： 图11、主机 2、秒表 3、煤样罐 4、弹簧秤 5、充电器 6、分样筛2.1主机主机是YTC-10瓦斯突出预测仪的核心部件，用于完成数据
8、的采集、分析、处理，数据显示，声报警，键盘输入，与PC机通讯等功能。主要由主电路、显示器、键盘、传感器、蓄电池和外壳等组成。电路原理框图见图2.信号放大电路键盘通讯接口电路稳压电路电池组单片机显示器传感器至PC机电池容量监视蜂鸣器存储器充放电保护电路图2 电路原理方框图2.1.1工作原理从预测煤层中取得煤样，经分样筛制样后放入煤样罐，传感器将煤样解吸瓦斯的压力转换成电信号，送至放大电路进行信号放大，然后送至单片机进行数据处理，最后在显示器上显示出瓦斯突出危险程度。将主机与上位机（PC机）联机，可将主机内的数据传送给上位机进行数据存储，报表打印以及进一步处理等。2.1.2 各部件组成及作用a)
9、主电路主电路主要由信号放大电路，单片机系统、通讯接口电路、控制电路、驱动电路、电源电路、充放电保护电路、电池容量监视电路等组成。信号放大电路：信号放大电路由运算放大器和外围元件组成，其的作用是将传感器的输出信号进行放大和增强信号的带负载能力。单片机系统：由单片机和存储器组成。其作用是数据采集、处理以及控制各电路有序的运行。控制电路：控制各电路由控制器和开关电路组成，在单片机的控制下，使受控电路按照程序的要求进行运行。电源电路：由稳压器组成，向各电路提供稳定的直流工作电源。为了提高传感器的稳定性，设计一路高精度的稳压电路单独向传感器供电。充放电保护电路：由充电检测电路、电池电压监测电路和控制电路
10、组成。其作用是保护蓄电池以免过充电或过放电。电池容量监视电路：由电池容量监视器组成。实时监测蓄电池的容量，并将监测的结果送给单片机，当蓄电池容量下降到某一值时，屏幕显示电池容量不足的提示。b)显示器显示器由控制器、译码器、背光源和显示屏等组成。受单片机控制，用于显示实时采集数据、各种警示提示和操作提示、时间和蓄电池容量、键盘输入、计算结果以及危险程度估评。当键盘输入和警告提示时，背光自动点亮，以方便用户校对键盘的输入信息和查看警告提示的内容。C）键盘及电源和复位键键盘用于参数设置的数据输入和执行有关命令。键盘上共设16个键。数字键共10个(09)，用于数字的输入和命令的执行。返回键1个，用于操
11、作状态的返回，按“返回”键，仪器立即返回到上一个状态。左移键和右移键各1个，用于光标的移动。测量键1个，用于执行测量程序。联机键1个，用于与PC机联机通讯。校验键1个，用于传感器量程和精度的校验。电源键1个，用于仪器的开机和关机。在关机的状态下，按下电源键并保持3s仪器开机；在仪器开机的状态下，按下电源键并保持3s仪器开机仪器关机。复位键1个，用于仪器的复位。无论仪器运行在何种状态，按复位键均返回到初始状态（需要提醒的是：按下复位键，仪器终止目前的所进行的一切工作，强行返回到开机状态，不能再回到终止前的工作状态继续已中断的工作，中断前所进行得工作将全部作废，所以应慎重使用复位键。只有当仪器死机
12、的情况下才可使用复位键）。d)传感器传感器用于检测煤样解吸瓦斯的压力，并将瓦斯压力转换成对应的电信号送给信号放大电路。传感器安装在仪器外壳的右侧面，通气管伸出壳外，用于与硅胶管连接。传感器采用半导体压敏器件制成，具有较高的灵敏度和测量精度。e) 蓄电池蓄电池功能是向仪器提供工作电源，由电池组、限流电阻组成，用环氧树脂浇封在电池盒内。电池组由4节镍氢电池串联，额定输出电压为4.8V。限流电阻采用康铜绕制，规格为22W/2。限流电阻为安全性元件，严禁修改其规格。2.2 秒表秒表是用来记录煤样采集的时间。从接煤样时开始计时，分筛煤样、将分筛好的煤样装入煤样杯，将煤样杯装入煤样罐并盖好煤样罐上盖，直到
13、仪器启动采样程序止的规定时间为2min。秒表为机械式，需有分、秒分度。2.3煤样罐煤样罐为一封闭容器，其作用是积聚煤样解吸的瓦斯，并将解吸瓦斯所产生的压力通过导气管传给压力传感器。煤样罐内有一个煤样杯，用于盛装测试煤样，上盖上安有一个放气阀，用于释放采样前煤样解吸的瓦斯。出气管安装在煤样罐下部，用于连接导气管。2.4 弹簧秤 用于测量测点钻孔所排出的钻屑的重量。2.5 分样筛分样筛作用是用来筛分测试煤样的，使测试煤样的粒度在1mm与3mm之间。分样筛由粒度1mm和3mm两个样筛组成。使用时将粒度3mm的样筛跺在粒度1mm样筛的上面，将要分筛的煤样放在粒度3mm的样筛中，晃动分样筛，粒度1mm和
14、3mm样筛之间的煤样便是测试用的煤样。2.6 充电器 充电器用于对仪器的蓄电池进行充电。工作电压为交流220V。为了保证充电质量和蓄电池寿命，请使用本仪器配套的充电器。3、主要技术指标3.1 测量范围：010kPa3.2 测量精度：1.5%（满量程）3.3采样显示分辨率：1Pa3.4 数据运算精度：计算时小数点后3位。显示时整数2位，小数两位。校验功能时显示4位整数。3.5 处理器：DSP430系列单片机。3.6数据存储器 3.6.1 存储内容：a)日期和时间：进入每个工作面测定时存储当时的日期和时间（年、月、时、分），3个工作面，共12X3=36个阿拉伯数字。b)采样数据：每个工作面最多6个钻孔，每个钻孔最多6个测定点，每个测定点采11个数据，3个工作面共计存储采样数据为10X6X6X3=1080个数据。c)工作面名称代码和编号：工作面名称代码长度用6位阿拉伯数字表示，编号用1位阿拉伯数字表示，3个工作面名称代码和编号共计21位阿拉伯数字。d)钻孔编号：钻孔编号用1位阿拉伯数字表示，3个工作面计18个钻孔，共用18个阿拉伯数字表示。d)测定点编号：测定点编号用1位阿拉伯数字表示，3个工作面共计108个测定点，占108个阿拉伯数字。e)矿临界值：3组数据。f)计算值K，K1，K2,I：每个测定点各1个，共432个数据
