一種風靶磁控式風電閉鎖控制開關的研制

張保印 張智起 程永江

摘要：研制的新型風靶磁控式風電閉鎖控制開關，是利用局部通風機的風量，推動風道中的風靶，在通風機風量不夠時，控制磁控繼電器動作，實現雙風機的自動切換。

關鍵詞：風靶磁控式風電閉鎖控制開關 掘進工作面

0 引言

為了稀釋井下煤巖不斷向采掘空間涌出的瓦斯，創造安全、舒適的作業環境，掘進工作面采用局部通風機送入新鮮空氣，掘進工作面經常因為停電、電氣開關故障。電動機故障，局部通風機故障、風筒斷開。漏風等原因造成巷道通風風量不足，導致瓦斯等有害氣體超限，掘進區就會出現瓦斯超限，特別是在高瓦斯煤層掘進的巷道，瓦斯濃度會在很短時間內達到爆炸界限。因此，《煤礦安全規程》規定高瓦斯和半煤巖巷掘進工作面必須安設風電閉鎖裝置，當局部通風機因故障停風時能立即自動切斷停風區工作設備的電源。目前普遍采用風機電源與工作面電源閉鎖的形式，這種方法僅能在局部通風機停電時才能夠切斷工作面工作設備的電源，但是當局部通風機本身發生故障如風機電機燒壞、風扇故障、風筒斷開等，而造成無風或風量不足，是不能有效斷開工作設備的電源的，是不完善的風電閉鎖，達不到完全的停風即停電的要求，這時會造成工作面瓦斯聚集，對安全生產造成威脅。

為了克服現有技術中存在的缺陷，研究一種操作安全、可靠性高、維修方便的風靶磁控式風電閉鎖控制開關，解決了礦用局部通風機在出現線路斷電，開關故障。電機故障，通風機故障、風筒斷開，風筒漏風等原因引起風量不足時，裝置能自動切斷該供風巷道中設備電源控制回路的安全裝置，并在通風量沒達到要求前，不能接通巷道中的電源。保障工作面安全生產。

1 裝置的技術路線

風靶磁控式風電閉鎖控制開關，安裝在局部通風機風筒的尾部，見圖1。開關包括風靶1、霍爾傳感器2、磁鋼3、風量控制調節滑道4，風靶通過軸承連接在控制開關上，風靶的連接桿上固定有磁鋼，在控制開關中間設有霍爾傳感器，在控制開關的外側設有風量控制調節滑道。見圖2。

圖2風靶磁控式風電閉鎖控制開關的結構示意圖

事故信號直接取之風筒尾端通風量，因此只要對通風量造成影響的因素，都可以施加控制，對電源故障，電氣開關故障、電動機故障、局部通風機故障、風筒故障等原因造成風量不夠時，都可以可靠動作，對工作面的電氣設備實施有效的風電閉鎖。包含的故障斷電內容更完全、可靠性高，維修更方便。

2 工作原理

參照圖1、圖2，風靶通過軸承連接在控制開關上，風靶的連接桿上設有磁鋼，在控制開關中間設有一個可以高低可調，遠近可調的霍爾傳感器，在控制開關的外側設有風量控制調節滑道?；魻杺鞲衅鹘邮艽帕ψ饔枚鴦幼?，當通風機的風量小于規定值時，風靶因為重力下垂，磁鋼隨風靶遠離霍爾傳感器，霍爾傳感器的電路動作，切斷掘進工作面的設備電源。達到風電閉鎖的要求。通過風量控制調節滑道和霍爾傳感器的上下左右調節旋鈕可以調節通風量的動作值。

只要對通風量造成影響的因素，都可以施加控制，對電源故障，電氣開關故障、電動機故障、局部通風機故障、風筒故障等原因造成風量不夠時，都可以可靠動作，對掘進工作面的電氣設備實施有效的風電閉鎖。

在具體應用過程中，風靶磁控式風電閉鎖控制開關接在通風機尾部，由風筒中的風靶及霍爾傳感器構成，當因為電源故障，電氣開關故障、電動機故障、局部通風機故障、風筒斷裂等原因造成欠風時，在重力作用下，使得風靶下垂，霍爾傳感器發出電流信號，通過信號線，傳送到微控制器PIC16F877的13號節點輸入，經過微控制器PIC16F877軟件判斷分析，經21節點輸出控制信號，啟動遠程控制繼電器，切斷磁力開關控制回路，使中間繼電器C1斷電，磁力啟動器K1斷開，K1主觸點分斷，使總電源斷開。C1是中間繼電器，QA是啟動按鈕，TA是停止按鈕，B是中間隔離變壓器，K1是磁力啟動器。K2是電源隔離開關，X1、X2、X3是三相電源。12、18是順序控制連鎖節點。由于自保節點C1的作用，恢復送電，必須人工啟動方可。見圖3。

風靶磁控式風電閉鎖控制開關還可以接受工作面和回風巷的回風流的瓦斯探頭的模擬信號，通過5號、8號節點輸入微控制器，經過判斷處理，驅動遠程繼電器，實施超瓦斯斷電，其過程和風電閉鎖相同，形成瓦斯電閉鎖功能。

3 小結

這種新型的風電閉鎖控制開關，靈敏度高，在通風機出現的電源故障，電氣開關故障、電動機故障、局部通風機故障、風筒斷裂等原因造成欠風時，可以可靠的動作，現場維修方便，在煤礦中具有很好的應用前景。

參考文獻：

[1]王黎明.通風機切換控制系統的設計與應用[M].北京：電子工業出版社，2008.

[2]劉和平.PIC18F458單片機程序設計及應用[M].北京：航空航天大學出版社，2005.

[3]李江全.測控應用技術[M].北京：人民郵電出版社，2007.