MXG-500型采煤机瓦斯断电装置技术改造论文

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MXG-500型采煤机瓦斯断电装置的技术改造
【摘要】煤矿生产中需要对工作面的瓦斯浓度进行不间断的监
控。为此,采煤机的生产厂家在采机机身集成了相应的瓦斯监测报
警装置和断电装置。但在实际的应用中存在经常性的监测中断现
象。本文论述通过对机载瓦斯断电系统的控制线路和供电线路的改
造,提高采煤机瓦斯监测系统工作的连续性和断电装置的可靠性。
【关键词】采煤机;瓦斯断电装置
1.mxg-500型采煤机原瓦斯断电装置原理简述
我矿2109工作面使用西安煤机厂生产的mxg-500型采煤机,其
机身配备扬中市南方矿用电器厂生产的djb4型瓦斯报警断电仪。
该断电仪配接gj4型矿用低浓度甲烷传输器,其供电电源取自煤机
电控箱内的控制变压器(36v),动作装置串接于煤机启动回路之中,
断电仪本体采用单片机控制技术,能够在机身周围瓦斯浓度达到
1%时发出声光报警信号,瓦斯浓度超过1.5%时切断启动回路,以
确保安全生产。瓦斯浓度低于0.5%以下时,自动解锁并继续监控。
其断电原理示意图如下图所示:
2.设计缺陷与实践中存在的问题
在实际使用过程中我们发现该瓦斯断电系统存在如下问题:
(1)gj4型甲烷传输器与djb4型瓦斯断电装置极易损坏,更换频
率很高。
(2)当采煤机处于停机或停电检修状态时,传感器与断电装置均
处于关闭状态,不能起到对机身周边环境的检测作用。
3.原因分析
采煤机原配的djb4型瓦斯断电仪与gj4型甲烷传感器原设计位
置是位于采煤机电控箱靠支架一侧的下方。尽管设计了保护壳体,
但是由于与前溜导向管间距很近,多次发生煤块或其它设备挤坏保
护壳体,造成瓦斯断电仪损坏的情况,加之工作面粉尘较大、滴水
严重,运行环境恶劣,大大缩短了该装置地使用寿命。
由于djb4型瓦斯断电仪的电源在原设计中是取自于采煤机电控
箱中电控部分的变压器中(供电电压36v),依据我们的停电检修制
度,检修或停机时瓦斯断电仪将失去电源供应,即使周边气体超限,
也不会发挥应有的作用。
4.可用资源分析
mxg-500采煤机使用的两根负荷线,型号为mcp—3×50+1×10+3
×4,共有6根控制芯线。其中煤机启动回路用1根,前溜闭锁使
用2根,尚有3根控制芯线闭置,而gj4型甲烷传感器的信号传输
与电源供应恰好需要3根芯线。
djb4型瓦斯断电仪可使用多种供电电压,为36v、127v、220v。
我们正在使用的kbc-400/1140型馈电开关的控制变压器可提供
127v和220v输出电压,可用于向瓦斯断电仪供电。
kbc-400/1140馈电开关提供了一组远方分励按钮接线端子,为
19#与24#端子,可用于远方分励使馈电开关跳闸。可作为瓦斯断
电仪断电动作的接入端子。
5.改进设想与实施方案(一)
针对djb4型瓦斯断电仪存在的问题,结合我们现有设备的功能
特点,我们对该瓦斯断电系统进行了如下技术改进:
将gj4型甲烷传感器置于采煤机身原位置,其连接电缆(四芯2.3
号线相并作1根)接入采煤机电控箱后与mcp 3×50+1×10+3×4煤
机电缆的三根闲置控制芯线相连接,用于向传感器供电和传输控制
信号,经测试,控制信号传输和电源接入均与原构造无异。
将djb4型瓦斯断电装置本体置于设备列车处,从给采煤机配电
的kbc 400/1140馈电开关内取127v电源,改动瓦斯断电装置内的
电源接线端子至127v位置,使馈电开关的控制变压器向瓦斯断电
装置供电,经测试供电无异常。
6.改进设想与实施方案(二)
将瓦斯断电装置的控制线缆接入相应的煤机启动器接线腔内,
与采煤机电缆的三根闲置控制芯线相连接,调整接线顺序,使其与
第1步骤煤机电控箱内的接线相一致。经测试,供电与信号传输均
正常。
将gjb4型瓦斯断电装置的断电输出信号电缆接入给采煤机配电
的馈电开关接线腔内,取常开接点的两芯分别接远方分离端子19
#、24#。经测试,断电执行效果正常。
通过以上改造后,新的瓦斯断电原理图如下图所示:
7.改造后的瓦斯断电系统原理简述
当采煤机机身周边瓦斯浓度达1%时,gj4型甲烷传感器将信息
通过煤机电缆的控制芯线传至djb4型瓦斯断电仪本体,经单片机
处理后,发送控制信号,使甲烷传输器发出光电报警信号。
当采煤机机身周边瓦斯浓度上升至1.5%时,瓦斯断电仪本体接
收到甲烷传感器的气体信息,立即动作,使其接入馈电开关的常开
接点闭合,将馈电开关的19#、24#端子短接,导致馈电开关分闸,
断开煤机电源,采煤机停机或不能启动。
当瓦斯浓度回落到0.5%时,瓦斯断电装置动作,使其闭合接点
断开,恢复19#、24#端子的原状态,馈电开关可正常送电,同时
单片机发出信号,取消瓦斯探头的声光报警信号。
8.效果评测
经过对改造后的煤机机身瓦斯断电系统通电测试,我们认为该
系统已经解决了绝大多数原系统存在的缺陷,分述如下:
(1)解决了djb4型瓦斯断电装置易损坏的问题:由于新系统中
瓦斯断电仪本体放置于设备列车,运行环境远好于原系统,无特殊
情况不会发生损坏,实践中再未出现需要更换瓦斯断电仪本体的情
形。
(2)解决了停电检修和采煤机停机时,gj4瓦斯探头由于无电源
供应而无法对采煤机机身周边瓦斯浓度进行监控的问题;在新系统
中,瓦斯断电装置的供电电源取自于给采煤机配电的馈电开关,只
要不停止对馈电开关的供电,即使采煤机处于检修或停机状态,gj4
型甲烷传输器就能够执行对机身周边气体环境的检测。
(3)未解决对gj4型甲烷传输器易损坏的问题。
综上,我们认为前述对gjb4型瓦斯断电装置的改造是成功的。
9.经验总结
(1)近年内煤矿井下生产中增添了大量采用高新技术的新设备,
给安全生产带来了便利,但在使用过程中也出现了新设备与生产实
际环境脱节或不相协调的情况,需要我们结合生产中的实际情况加
以改造,才能最大程度的发挥高新技术设备的功能。
(2)对原有设备进行改进必须以不影响设备原有的安全性能和
执行效能为前提,并充分利用现有资源和条件,达到提高设备运行
的安全性和稳定性的目标。 [科]