一种风靶磁控式风电闭锁控制开关的研制

张保印 张智起 程永江

摘要：研制的新型风靶磁控式风电闭锁控制开关，是利用局部通风机的风量，推动风道中的风靶，在通风机风量不够时，控制磁控继电器动作，实现双风机的自动切换。

关键词：风靶磁控式风电闭锁控制开关 掘进工作面

0 引言

为了稀释井下煤岩不断向采掘空间涌出的瓦斯，创造安全、舒适的作业环境，掘进工作面采用局部通风机送入新鲜空气，掘进工作面经常因为停电、电气开关故障。电动机故障，局部通风机故障、风筒断开。漏风等原因造成巷道通风风量不足，导致瓦斯等有害气体超限，掘进区就会出现瓦斯超限，特别是在高瓦斯煤层掘进的巷道，瓦斯浓度会在很短时间内达到爆炸界限。因此，《煤矿安全规程》规定高瓦斯和半煤岩巷掘进工作面必须安设风电闭锁装置，当局部通风机因故障停风时能立即自动切断停风区工作设备的电源。目前普遍采用风机电源与工作面电源闭锁的形式，这种方法仅能在局部通风机停电时才能够切断工作面工作设备的电源，但是当局部通风机本身发生故障如风机电机烧坏、风扇故障、风筒断开等，而造成无风或风量不足，是不能有效断开工作设备的电源的，是不完善的风电闭锁，达不到完全的停风即停电的要求，这时会造成工作面瓦斯聚集，对安全生产造成威胁。

为了克服现有技术中存在的缺陷，研究一种操作安全、可靠性高、维修方便的风靶磁控式风电闭锁控制开关，解决了矿用局部通风机在出现线路断电，开关故障。电机故障，通风机故障、风筒断开，风筒漏风等原因引起风量不足时，装置能自动切断该供风巷道中设备电源控制回路的安全装置，并在通风量没达到要求前，不能接通巷道中的电源。保障工作面安全生产。

1 装置的技术路线

风靶磁控式风电闭锁控制开关，安装在局部通风机风筒的尾部，见图1。开关包括风靶1、霍尔传感器2、磁钢3、风量控制调节滑道4，风靶通过轴承连接在控制开关上，风靶的连接杆上固定有磁钢，在控制开关中間设有霍尔传感器，在控制开关的外侧设有风量控制调节滑道。见图2。

图2风靶磁控式风电闭锁控制开关的结构示意图

事故信号直接取之风筒尾端通风量，因此只要对通风量造成影响的因素，都可以施加控制，对电源故障，电气开关故障、电动机故障、局部通风机故障、风筒故障等原因造成风量不够时，都可以可靠动作，对工作面的电气设备实施有效的风电闭锁。包含的故障断电内容更完全、可靠性高，维修更方便。

2 工作原理

参照图1、图2，风靶通过轴承连接在控制开关上，风靶的连接杆上设有磁钢，在控制开关中间设有一个可以高低可调，远近可调的霍尔传感器，在控制开关的外侧设有风量控制调节滑道。霍尔传感器接受磁力作用而动作，当通风机的风量小于规定值时，风靶因为重力下垂，磁钢随风靶远离霍尔传感器，霍尔传感器的电路动作，切断掘进工作面的设备电源。达到风电闭锁的要求。通过风量控制调节滑道和霍尔传感器的上下左右调节旋钮可以调节通风量的动作值。

只要对通风量造成影响的因素，都可以施加控制，对电源故障，电气开关故障、电动机故障、局部通风机故障、风筒故障等原因造成风量不够时，都可以可靠动作，对掘进工作面的电气设备实施有效的风电闭锁。

在具体应用过程中，风靶磁控式风电闭锁控制开关接在通风机尾部，由风筒中的风靶及霍尔传感器构成，当因为电源故障，电气开关故障、电动机故障、局部通风机故障、风筒断裂等原因造成欠风时，在重力作用下，使得风靶下垂，霍尔传感器发出电流信号，通过信号线，传送到微控制器PIC16F877的13号节点输入，经过微控制器PIC16F877软件判断分析，经21节点输出控制信号，启动远程控制继电器，切断磁力开关控制回路，使中间继电器C1断电，磁力启动器K1断开，K1主触点分断，使总电源断开。C1是中间继电器，QA是启动按钮，TA是停止按钮，B是中间隔离变压器，K1是磁力启动器。K2是电源隔离开关，X1、X2、X3是三相电源。12、18是顺序控制连锁节点。由于自保节点C1的作用，恢复送电，必须人工启动方可。见图3。

风靶磁控式风电闭锁控制开关还可以接受工作面和回风巷的回风流的瓦斯探头的模拟信号，通过5号、8号节点输入微控制器，经过判断处理，驱动远程继电器，实施超瓦斯断电，其过程和风电闭锁相同，形成瓦斯电闭锁功能。

3 小结

这种新型的风电闭锁控制开关，灵敏度高，在通风机出现的电源故障，电气开关故障、电动机故障、局部通风机故障、风筒断裂等原因造成欠风时，可以可靠的动作，现场维修方便，在煤矿中具有很好的应用前景。

参考文献：

[1]王黎明.通风机切换控制系统的设计与应用[M].北京：电子工业出版社，2008.

[2]刘和平.PIC18F458单片机程序设计及应用[M].北京：航空航天大学出版社，2005.

[3]李江全.测控应用技术[M].北京：人民邮电出版社，2007.