Практическое занятие Тема «Приборы контроля газов автоматического действия»

Практическое занятие

Тема «Приборы контроля газов автоматического действия»

Цель работы: – изучить устройство переносных автоматических приборов на примере сигнализатора метана "Сигнал-5" и научится контролировать с их помощью газовую обстановку в подземных выработках.

Теоретическая часть

2.1 Назначение анализатора метана "Сигнал 5"

Анализатор метана переносной "Сигнал 5" (по тексту - анализатор) предназначен для непрерывного автоматического контроля и измерения объемной доли метана в атмосфере горных выработок в диапазоне от 0 до 100%, выдачи световой и звуковой сигнализации при достижении предельно допустимого значения объемной доли метана.

Рисунок 2.1 – Общий вид анализатора метана "Сигнал 5"

2.2 Технические данные

Таблица 2.1 – Основные параметры анализатора "Сигнал 5"

Время срабатывания сигнализации (при скачкообразном изменении объемной доли метана от 0 до 1,6 значения порога срабатывания сигнализации) не более 15 с.

Аккумуляторный источник питания отключается от схемы при напряжении на аккумуляторах (2±0,05 В). Потребляемый при этом ток не превышает 5 мА.

Перед выключением разряженных аккумуляторов включается на время (30±10 с) непрерывная звуковая и световая сигнализация.

Звуковой и световой сигналы о достижении заданного порогового значения объемной доли метана подаются импульсами с длительностью импульса в диапазоне от 0,3 до 1,2 с.

Средняя наработка на отказ анализатора не менее 5000 ч.

Средний срок службы анализатора - не менее 3 лет.

Среднее время восстановления работоспособного состояния анализатора - не более 1 ч.

2.3 Устройство и принцип работы

Прибор (рис. 2.2) состоит из анализатора и съемного блока питания 1. Корпус анализатора имеет два отсека. В верхнем отсеке расположена печатная плата 5, датчик 4 и звуковой излучатель 7. Он закрыт крышкой 2, которая крепится винтами 8. На крышке находятся смотровые окна, в которых располагаются цифровой индикатор 9 и красный светодиод аварийной сигнализации 10. Справой стороны находятся две кнопки – КП и КР. Второй отсек предназначен для установки блока питания 1. Блок питания крепится специальным винтом 6.

Для переноски анализатор укомплектован ремнем 3. Корпус сигнализатора покрыт токопроводящей краской.

Блок питания содержит два аккумулятора с токоограничивающими резисторами, залитыми компаундом.

Принцип работы анализатора основан на стабилизации температуры одноэлементного датчика.

В диапазоне концентраций от 0 до 10 % об долей метана измерение основано на термокаталитическом сгорании метана на сенсоре. При этом производится измерение температуры сенсора и сравнение ее с температурой окружающей среды. В диапазоне концентраций свыше 10 до 99,9 % об. долей метана анализатор автоматически переводится на кондуктометрический метод измерения.

Управление режимами работы сенсора, отображение необходимых данных на индикаторе, запоминание уставок и текущих превышений производится микропроцессором, который управляется с помощью двух кнопок - рабочей КР и поверочной КП.

Кнопка КР служит для включения анализатора после подключения блока питания и контроля напряжения на аккумуляторах в процессе эксплуатации Кнопка КП используется при настройке и градуировке анализатора, во время эксплуатации она должна быть запломбирована.

На индикаторах кроме текущей информации в виде трехзначных цифр могут появляться буквенные сигналы.

Анализатор имеет два режима работы: режим градуировки и рабочий режим. В рабочем режиме производится измерение концентрации метана, переключение диапазонов измерения, запись в память необходимых данных. В режиме градуировки производится подстройка процессора для каждого нового датчика, его градуировка, просмотр записи в памяти.

Сообщения, которые могут появиться в процессе работы анализатора, представлены в таблице 2. Режим, в котором появляется сообщение обозначается знаком "*", число - знаком "X".

Таблица 2.2 – Сообщения, которые могут появиться в процессе работы анализатора

Продолжение таблицы 2.2

2.4 Использование

2.4.1 Если во время работы содержание метана превысило допустимые нормы и сработала светозвуковая сигнализация, персонал обязан покинуть зону загазованности. Анализатор запрещается оставлять в загазованной атмосфере. Ответственность за доставку анализатора на свежую струю возлагается на лиц за которыми он закреплен.

2.4.2 Перечень и содержание сигналов подаваемых анализатором, с которыми должен ознакомиться персонал, работающий в зоне, где концентрация метана контролируется этим прибором, а также персонал, обслуживающий анализаторы:

– при подключенном блоке питания включается первая запятая на цифровом табло;

– индикация включения и нормального режима работы анализатора по включенному цифровому табло;

– при достижении заданного порогового значения объемной доли метана подается звуковой и световой сигнал с длительностью импульса в диапазоне от 0,3 до 1,2 с;

– индикация напряжения аккумуляторного источника питания осуществляется при нажатой кнопке КР при ее отпускании - порога срабатывания сигнализации, при этом включается аварийная звуковая и световая сигнализация;

– индикация неисправности (обрыв чувствительного элемента) осуществляется прерывистым звуковым сигналом и индикацией на цифровом табло сигнала ОБР;

– при разряде аккумуляторной батареи в течение 30 с включается непрерывная звуковая и световая сигнализация, на цифровом табло появляется сигнал ПБА.

2.5 Зарядка блока питания

2.5.1 При напряжении ниже 2,5 В блок питания следует доразрядить с помощью разрядной вилки или при помощи анализатора до напряжения (2±05) В, или появления сигнала о разряде аккумуляторов (сообщение ПБА, сопровождающееся звуковым сигналом).

2.5.2 Зарядить блок питания анализатора. Допускается проводить заряд от зарядных устройств типа "Заряд" через зарядную вилку. Заряд производится током (145±5) мА в течение 16 часов.

2.6 Средства обеспечения взрывозащиты

Взрывозащита анализатора обеспечивается видами взрывозащиты и имеет маркировку РО Иа С "X".

Искробезопасность электрических цепей анализатора и его сенсора обеспечивается ограничением тока короткого замыкания аккумуляторов до величины менее 10 А с помощью резисторов R₁ и R₂ залитых термореактивным компаундом или применением аккумуляторов с напряжением холостого хода U_{xx кз}

Специальный вид взрывозащиты "С" обеспечивается ограничением температуры нагрева чувствительного элемента до безопасных значений, применением средств, препятствующих проникновению угольной пыли.

Знак "X" в маркировке взрывозащиты означает особые условия его применения:

а) беречь от ударов;

б) с целью обеспечения электростатической искробезопасности корпус анализатора покрыт токопроводящей краской.

2.7 Требования ПБ к использованию переносных автоматических приборов контроля содержания метана в шахтах

В шахтах II категории по газу контроль концентрации метана переносными автоматическими приборами должен осуществляться в призабойном пространстве тупиковых выработок, где обнаружен метан, а также у выемочных машин на участках с абсолютной метанообильностью 3 м³/мин и более.

В шахтах III категории по газу, сверхкатегорных и опасных по внезапным выбросам контроль концентрации метана переносными автоматическими приборами должен осуществляться:

а) в призабойных пространствах тупиковых выработок;

б) в местах работы людей в выработках с исходящей струей воздуха;

в) у выемочных машин, если они не оборудованы встроенными автоматическими приборами контроля метана, на участках с абсолютной метанообильностью 3 м³/мин и более, а при разработке пластов, опасных по внезапным выбросам или опасных по суфлярным выделениям метана, — независимо от абсолютной метанообильности;

г) на электровозах;

д) у буровых станков при бурении скважин.

Переносные автоматические приборы контроля содержания метана должны располагаться:

а) в тупиковых выработках — в верхней части сечения выработки в 3—5 м от забоя на противоположной от вентиляционного трубопровода стороне выработки;

в) в очистных выработках — на пологих и наклонных пластах у корпуса комбайна или врубовой машины со стороны исходящей струи, на крутых пластах — в месте нахождения машиниста; при дистанционном управлении комбайном — в вентиляционном штреке против выхода из очистной выработки у кровли штрека;

в) на исходящих струях выемочных участков — у кровли выработок в местах работы людей;

г) у буровых станков — на расстоянии не более 1 м от буримой скважины по направлению движения вентиляционной струи у кровли выработки.

Переносные автоматические приборы контроля содержания метана должны подвешиваться так, чтобы воздушный поток подходил со стороны, противоположной лицевой панели прибора.

2.8 Анализатор метана переносной "Сигнал 7"

В настоящее время на угольных предприятиях внедряется новый прибор – анализатор метана "Сигнал 7".

и диоксида углерода переносной "Сигнал 7" предназначен для автоматического контроля и измерения объемной доли метана и диоксида углерода, выдачи световой и звуковой сигнализации при превышении установленных значений объемной доли метана или диоксида углерода в выработках шахт.

2.8.2 Технические данные

Таблица 2.3 – Основные параметры анализатора "Сигнал 7"

"Сигнал 7" осуществляет следующие функции: автоматическую установку нуля; запоминание экстремальных значений концентрации за время непрерывной работы, запоминание времени непрерывной работы до разряда аккумулятора (функция «черного ящика»); контроль напряжения на аккумуляторе, сигнализацию о его разряде и защиту от глубокого разряда; настройку порогов срабатывания и чувствительности в полуавтоматическом режиме.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Назначение анализатора метана "Сигнал 5".

2. Устройство прибора.

3. Принцип работы анализатора.

4. Что необходимо сделать при появлении звуковых и световых сигналов?

5. Требования ПБ к использованию переносных автоматических приборов контроля содержания метана в шахтах.

6. Перечень и содержание сигналов подаваемых анализатором.

7. Что используется в качестве источника питания в приборе?

8. Средства обеспечения взрывозащиты.

9. Диапазон измерения прибора.

10. Точность измерения метана.

11. Длительность непрерывной работы прибора.

12. Величина рабочего напряжения источника питания.

13. Чем отличается "Сигнал 7" от "Сигнал 5"?