比例控制閥在下向孔抽采自動排水上的應(yīng)用——新型下向孔自動排水在線監(jiān)測裝置

新莊孜礦信息中心 黃 彬

一、下向孔抽采存在問題提出

瓦斯抽采系統(tǒng)中下向孔容易受到含水煤巖層裂隙水的存積，造成下向孔內(nèi)積水，從而影響了抽采鉆孔內(nèi)瓦斯解析，降低了抽采效率。為提高抽采效率，必須對孔內(nèi)積水定時排出。

目前我局抽采下向孔多采用人工使用高壓風(fēng)排出孔內(nèi)積水的形式，或者是用監(jiān)控中心站定時軟件控制壓風(fēng)排出的方法。人工方法耗時費(fèi)工且不方便；監(jiān)測中心站定時軟件發(fā)出命令控制的形式，對控制裝置及關(guān)聯(lián)設(shè)備是否正常、壓風(fēng)有無、沖孔是否成功沒有進(jìn)行監(jiān)測，不能真實(shí)反映壓風(fēng)排出裝置的工作狀態(tài)。

二、新型下向孔自動排水在線監(jiān)測裝置實(shí)現(xiàn)的功能

針對以上問題，我們設(shè)計了一款能自行定時打開壓風(fēng)沖孔排出積水的裝置，且該裝置能監(jiān)測壓風(fēng)排水的真實(shí)狀態(tài)，并轉(zhuǎn)換成電信號傳輸給監(jiān)控中心站，由中心站記錄一次沖孔成功。

該裝置能自動工作，無需監(jiān)控中心站定時軟件支持，可以接入任何監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控中心站只需定義為開關(guān)量（開關(guān)量-5mA～0～+5mA，0～1mA～5mA），系統(tǒng)即能記錄壓風(fēng)排水裝置的工作狀態(tài)及每天的排水次數(shù)。沖孔時間間隔由操作工根據(jù)現(xiàn)場孔內(nèi)積水情況任意設(shè)置。且該裝置可以現(xiàn)場手動操作，按下比例控制閥的紅色按鈕（或定時器板上的復(fù)位按鈕）即可進(jìn)行沖孔排水。中心站對設(shè)備自動放水和手動放水均能進(jìn)行記錄。

圖1 新型下向孔自動排水在線監(jiān)測裝置原理框圖

圖2 新型下向孔自動排水在線監(jiān)測裝置安裝示意圖

三、新型下向孔自動排水在線監(jiān)測裝置工作原理

新型下向孔自動排水在線監(jiān)測裝置（如圖1、2所示）使用分站電源箱KDW6B提供的本質(zhì)安全型21V直流電源，定時控制板輸出受控21V給防爆電磁閥控制比例球閥來開啟或關(guān)斷壓風(fēng)執(zhí)行沖孔排水工作，在壓力輸出端安裝一只氣體壓力傳感器，檢測壓風(fēng)排出裝置的工作執(zhí)行狀態(tài)，定時控制器把氣體壓力傳感器輸出的觸點(diǎn)信號（閉合或斷開）轉(zhuǎn)換成與壓風(fēng)排出裝置真實(shí)工作狀態(tài)相對應(yīng)的電流信號傳送給監(jiān)控分站，監(jiān)控分站將信息傳送給監(jiān)控中心站。由中心站記錄壓風(fēng)排出裝置每天的工作次數(shù)及關(guān)聯(lián)設(shè)備的工作狀態(tài)。

定時控制器由三正公司生產(chǎn)的放水器板改制而成，在放水器板上增加了1只低功耗12V繼電器，1只1N4007二極管，1只C1815三極管和1個3.9mΩ電阻。

改制方法：

1）將1N4007二極管串接到放水器板上的紅黑壓線柱上，線路連接如圖3所示：

圖3 定時器改造連接圖

壓風(fēng)排出裝置的時間設(shè)置：通過定時控制板上的撥碼開關(guān)來實(shí)現(xiàn)對時間的設(shè)置。

“1～7”設(shè)定停止時間，沖孔時間為90S，“1”:5分鐘，“2”:10分鐘，“3”:20分鐘，“4”:40分鐘，“5”:1小時20分鐘，“6”:2小時40分鐘，“7”:5小時20分鐘。例如設(shè)置1小時沖孔1次，將“3”“4”推上去即可，設(shè)置2小時沖孔1次，將“4”“5”推上去即可?！?”表示沖孔與停止相互切換，推上去表示沖孔時間未1分鐘30秒。如重新設(shè)置沖孔時間間隔，必須按復(fù)位按鈕才可立即按重新設(shè)置的時間工作。

2）將±5mA(1～5mA)電流輸出兩個控制端與cpu斷開，原擇碼：“1、0”表示+5mA，“0、1”表示-5mA，線路連接如圖4。

當(dāng)壓力檢測開關(guān)斷開時，控1為1，控2為0，表示-5mA，無壓風(fēng)，檢測開關(guān)閉合時：控1為0，控2為1，表示+5mA，有壓風(fēng)?！?mA與1～5mA之間的轉(zhuǎn)換通過放水器板上的跳線即可。

定時器原理圖與三正放水器板原理圖相同。

四、裝置使用條件

壓風(fēng)排出裝置的工作電流在160mA左右，使用1*4*7/0.52的監(jiān)測用電纜，為保證壓風(fēng)排出裝置正常可靠工作，必須保證電磁閥工作時兩端的電壓不得低于18V，監(jiān)測分站電源箱與壓風(fēng)排出裝置最大距離不得超過750米。

五、使用范例

我礦在54108高抽巷3#鉆窩等兩處進(jìn)行了試驗，此處舉例54108高抽巷3#鉆窩。此處我們根據(jù)鉆孔積水量設(shè)置每1小時40分鐘防水一次，每次放水90S。系統(tǒng)如實(shí)的記錄下了放水器動作曲線，如圖五所示。

圖五 54108高抽巷3#鉆窩防水開停曲線

六、常見故障及處理辦法

如中心站顯示斷線，則表示分站與壓風(fēng)排出裝置之間的電纜斷線或21V電源板損壞無21V輸出，需檢查通訊電纜或者更換21V電源板。常關(guān)不開，表示定時控制單元故障，電磁閥卡死，無高壓風(fēng)；常開不關(guān)，表示防爆電磁閥卡死，不能復(fù)位，壓風(fēng)關(guān)不上。常開或常關(guān)需要檢查電磁閥是否完好。