甲烷风电闭锁在矿用分站中的设计与实现周海坤(煤炭科学研究总院抚顺分院,辽宁抚顺113122)摘要:通过对MT631煤矿用风电甲烷闭锁装置通用技术条件和AQ6201煤矿安全监控系统通用技术要求的分析,及对两个标准关于甲烷风电闭锁功能的对比和《煤矿安全规程》(2004版)第三章通风与安全监控的理解,研究设计了KJF2000矿井安全生产综合监控系统井下分站,实现了甲烷风电闭锁功能,指出了现阶段监控系统存在的问题。关键词:甲烷风电闭锁;监控系统;分站;安全生产中图分类号:TD76文献标识码:B文章编号:1003-496X(2008)02-0064-031标准对照1996年煤炭部颁布的《MT631煤矿用风电甲烷闭锁装置通用技术条件》标准中,针对风电闭锁、瓦斯电闭锁和甲烷风电闭锁功能主要提出了10条要求;《煤矿安全规程》(2004版)第三章通风与安全监控和《AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求》对风电闭锁、瓦斯电闭锁和甲烷风电闭锁功能,提出了9条要求。主要变化有三点:(1)断电值和断电区域的变化。新AQ标准明确了“掘进工作面回风流中的甲烷浓度达到或超过1.0%CH4时,声光报警、切断掘进巷道内全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁”,改变了MT631中“⋯⋯工作面回风流与全风压风流混合处甲烷浓度达到1.5%时,⋯⋯切断回风区域内的动力电源并闭锁”的要求。(2)明确自动解锁风机电源的瓦斯浓度。包括MT631在内的老的标准,只规定了“局部通风机停止运转⋯⋯,停风区域中甲烷浓度达到3.0%时闭锁装置应能闭锁局部通风机的电源”,而没有明确甲烷浓度降到多少时,自动解锁,通常设定为<3%CH4时自动解锁。AQ6201中明确规定了“⋯⋯当掘进工作面或回风流中甲烷浓度低于1.5%CH4时,自动解锁”。(3)增加开关量声光报警。通常我们将甲烷风电闭锁装置或是安全监控分站,所配接的甲烷传感器的声光报警,可以等同于装置或是分站系统声光报警。但是由于新AQ标准中,明确提出“局部通风机停止运转或风筒风量低于规定值时,声光报警⋯⋯”,这就要求甲烷风电闭锁装置或是安全监控分站本身必需具有声光报警或可以外接声光报警器,来实现在设备开停传感器或风筒风量开关异常时的声光报警功能。2分站概述及硬件设计KJF2000矿井安全生产监控系统基本分站型号为KJFT-2(B)属隔爆兼本安结构,供电电源为AC660V/380V、50VA;有3路本安电源输出,参数是DC21V/370mA,本安外接电缆的最大长度2km;通信采用FSK频移键控调制解调方式,分站到地面接口的最大传输距离为15km,传输电缆二芯无极性;后备电源为2Ah镍氢电池组,可保证交流电停电后分站工作2h以上。分站具有4路模拟量输入,为频率型200～1000Hz,见图1。4路开关量输入,为无源接点或有源图1模拟量输入采集电路(0/+5mA、-5mA/0/+5mA)状态型,还可直接接AC36V型信号;5路控制量输出,其中4路为继电器接点输出(可更改为常闭接点输出),见图2;1路为报警信号输出(+5mA/0)见图3。分站地址码开关用于设定分站的物理编号,不允许重复,以16进制形式设定,在KJF2000系统中,中心站的寻址范围为64个分站,相应的地址码为·46·煤矿安全(Total399)技术经验图2控制量输出电路图3控制报警输出电路00H～40H,因此地址码的7和8在正常工作中必需设定在OFF状态。新AQ标准自2006年颁布实施以来,要求矿用安全监控分站必需具备甲烷风电闭锁功能,并且分站与地面中心站失去联系时,能够独立工作,完成除通信、异地断电等以外的所有功能。这就要求分站在设计时,除了考虑通用监测监控以外,还必需能够方便的转换成为甲烷风电闭锁分站。所以我们作如下约定,当分站地址码的8位设定在ON状态时,分站将实现甲烷风电闭锁功能。为方便现场用户的理解和使用,我们将模拟量A、开关量K和控制量J作如表1约定:表1模拟量、开关量、控制量对应区域序号通道号区域备注1模拟量A1监测掘进工作面甲烷浓度2模拟量A2监测工作面回风甲烷浓度3模拟量A3监测窜联风或入风甲烷浓度4模拟量A4其它模拟量监测不参与断电5开关量K1其它开关量监测6开关量K2监测局部通风机运转工况7开关量K3本安开关量形式的专用解锁开关8开关量K4监测风桶风量工况9控制量J1掘进工作面全部非本安电源10控制量J2工作面回风全部非本安电源11控制量J3串联通风区域的全部非本安电源12控制量J4局部通风机供电开关...
