掘进工作面局扇风机远距离集中监控装置的制作方法

本实用新型属于煤矿开采领域 ，特别涉及一种煤矿井下局部通风机远距离集中监控装置。

背景技术：

煤矿井下综采工作面和各种巷道开拓和掘进，都是靠局部通风机给掘进工作面提供新鲜风流，井下局部通风机的管理是煤矿第一位的重要安全工作。为了保证通风机可靠安全连续运行，防止无计划突然停机停风事故的发生，一般情况下，要求每台通风机处都要安排专人看护。但是，局部通风机工作时产生的噪声很大，一般都在100~120dB以上，大大超过了国家规定的噪音允许标准（45~65dB），很高的噪音不仅影响工人的身体健康，人员长期在高强度噪声环境下会引起听力减退、情绪烦躁，劳动效率降低；而且大的噪音常常掩蔽了井下的安全警号，造成事故的发生。并且，局部通风机都安装在巷道的进风巷口处，目前巷道多为锚网支护，且断面较大，给风机的安全看护工作带来了不可预测的安全隐患。比如某矿2014年8102工作面就发生过一起顶板冒落，导致风机看护人员伤亡的案例。

还有目前，我国煤矿井下使用的局部通风机控制器大多为QBZ-80SF型双电源真空电磁起动器，该起动器通常要求一个供电回路运行，另一个回路热备用。起动器工作是否正常，只有司机定时到开关跟前观察才能知道，甚至部分旧式的起动器没有显示窗，无法判断开关是否工作正常。如果一个供电回路或开关内的某个控制回路故障，司机又没有及时发现，一旦风机不能实现自动切换，就很容易造成无计划停电停风事故，给矿山的安全生产带来了威胁。通过较多事故教训，告诫我们必须采取措施，通过技术手段，设计一种远距离安全看护风机的装置，使看护人员可以在风机附近较安全的地点远距离看护风机。

技术实现要素：

本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种局扇风机远距离集中监控装置，使看护人员可以在较安全的地点远距离看护风机，实现自动化集中监控。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：掘进工作面局扇风机远距离集中监控装置，每个掘进工作面设置有由一台磁力起动器控制的局扇风机主机和局扇风机备机，包括壳体和电路监控模块，所述电路监控模块包括设置在壳体内的第一继电器J1、第二继电器J2、第三继电器J3、第四继电器J4、第一回路电源监控继电器JⅠ和第二回路电源监控继电器JⅡ，以及设置在壳体表面上的第一指示灯L1、第二指示灯L2、第三指示灯L3、第四指示灯L4、第一回路电源监控指示灯LⅠ和第二回路电源监控指示灯LⅡ、主机风筒风压指示灯LK1、备机风筒风压指示灯LK2、复位开关K3、声光报警器Y、局扇故障报警指示灯LY；所述第一回路电源监控继电器JⅠ的一端与主机控制器的辅助电源输出正极连接，另一端通过第一回路电源监控指示灯LⅠ与主机控制器的辅助电源输出负极连接，所述第二回路电源监控继电器JⅡ的一端与备机控制器的辅助电源输出正极连接，另一端通过第二回路电源监控指示灯LⅡ与备机控制器的辅助电源输出负极连接；所述第一继电器J1的一端经主机的前风机控制器的辅助触点KM1与主机控制器的辅助电源输出正极连接，另一端经第一指示灯L1与主机控制器的辅助电源输出负极连接；所述第二继电器J2的一端经主机的后风机控制器的辅助触点KM2与主机控制器的辅助电源输出正极连接，另一端经第二指示灯L2与主机控制器的辅助电源输出负极连接；所述第三继电器J3的一端经备机的前风机控制器的辅助触点KM3与主机控制器的辅助电源输出正极连接，另一端经第三指示灯L3与备机控制器的辅助电源输出负极连接；所述第四继电器J4的一端经备机的后风机控制器的辅助触点KM4与备机控制器的辅助电源输出正极连接，另一端经第四指示灯L4与备机控制器的辅助电源输出负极连接，所述主机控制器的辅助电源输出负极与所述备机控制器的辅助电源输出负极连接形成公共端；所述第二回路电源监控继电器JⅡ的常闭触点JⅡ-1的一端与主机控制器的辅助电源输出正极连接，另一端经复位开关K3和声光报警器Y后与所述公共端连接, 局扇故障报警指示灯LY并联在所述复位开关K3和声光报警器Y的两端，所述第一继电器J1的常闭触点J1-1和第三继电器J3的常闭触点J3-1串联后并联在所述第二回路电源监控继电器JⅡ的常闭触点JⅡ-1的两端，所述第二继电器J2的常闭触点J2-1与第四继电器J4的常闭触点J4-1串联后并联在所述第二回路电源监控继电器JⅡ的常闭触点JⅡ-1的两端；所述第一回路电源监控继电器JⅠ的常闭触点JⅠ-1的一端与备机控制器的辅助电源输出正极连接，另一端经复位开关K3和声光报警器Y后与所述公共端连接，所述第一继电器J1的常闭触点J1-2和第三继电器J3的常闭触点J3-2串联后并联在所述第一回路电源监控继电器JⅠ的常闭触点JⅠ-1的两端，所述第二继电器J2的常闭触点J2-2与第四继电器J4的常闭触点J4-2串联后并联在所述第一回路电源监控继电器JⅠ的常闭触点JⅠ-1的两端。

所述的掘进工作面局扇风机远距离集中监控装置，还包括分别设置在每个掘进工作面的局扇风机主机处的第一风筒风压开关K1和局扇风机备机处的第二风筒风压开关K2，所述电路监控模块还包括设置在壳体上的主机风筒风压指示灯LK1和备机风筒风压指示灯LK2，所述第一风筒风压开关K1与主机风筒风压指示灯LK1串联后并联在所述第二回路电源监控继电器JⅡ的常闭触点JⅡ-1的两端；所述第二风筒风压开关K2与备机风筒风压指示灯LK2串联后并联在所述第一回路电源监控继电器JⅠ的常闭触点JⅠ-1的两端；所述第一风筒风压开关K1和第二风筒风压开关K2包括骨架、位于骨架两端的拉环、开关接线盒、干簧管开关、磁感应板和弹簧，束带通过拉环将所述第一风筒风压开关K1和第二风筒风压开关K2分别捆绑在局扇风机主机风筒和局扇风机备机风筒上。

所述电路监控模块还包括设置在所述壳体表面上的主机后风机选择开关K4和备机后风机选择开关K5，所述主机后风机选择开关K4与第二继电器J2的常闭触点J2-1、第四继电器J4的常闭触点J4-1串联后并联在所述第二回路电源监控继电器JⅡ的常闭触点JⅡ-1的两端；所述备机后风机选择开关K5第二继电器J2的常闭触点J2-2、第四继电器J4的常闭触点J4-2串联后并联在所述第一回路电源监控继电器JⅠ的常闭触点JⅠ-1的两端。

所述的掘进工作面局扇风机远距离集中监控装置，还包括报警继电器J5，所述局扇故障报警指示灯LY和报警继电器J5串联后，并联在所述复位开关K3和声光报警器Y两端，所述报警继电器J5的常开触点用于作为故障输出继电器触点。

所述壳体内设置有1~3个电路监控模块，每个电路监控模块分别与一个掘进机工作面风机的磁力起动器连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本实用新型的电路监控模块的工作电源由该工作面控制局扇风机的磁力起动器的辅助电源提供；故障报警部分的工作电源采用局扇开关的主、备机双回路辅助控制电源交叉供电的方式，即如果Ⅰ(主机)供电回路和控制系统有故障，由Ⅱ（备机）回路提供报警电源；如果Ⅱ（备机）供电回路和控制系统故障则由Ⅰ（主机）回路提供报警电源，减少了装置的电路环节，保证了装置的供电电源稳定连续，监控报警可靠。

2、本实用新型不但设置有第一回路电源监控继电器JⅠ和第二回路电源监控继电器JⅡ来监控主、备风机的供电电源（即Ⅰ、Ⅱ双回路供电电源）是否正常，而且设置有第一继电器J1、第二继电器J2、第三继电器J3、第四继电器J4监控一级风机和二级风机的工作是否正常，保证只要任一环节故障，都会及时发现并发出报警信号，并且对应的指示灯可以直观的了解风机的工作情况。

3、本实用新型还包括设置在风筒上的风筒风压开关，当风机出现漏风、转速低、风扇损坏、风筒脱离等导致风筒风压不足时接通报警回路，发出报警信号。

4、本实用新型还包括与局扇故障报警指示灯串联的故障继电器，通过故障继电器的常开触点输出的信号，可通过矿井通信网络及时向队值班室或矿调度室上传故障信号，使指挥部门实时准确掌握井下局部通风机运行情况。

附图说明

图1为本实用新型实施例提出的掘进工作面局扇风机远距离集中监控装置的示意图；

图2为本实用新型实施例中电路监控模块的电路连接示意图

图3为本实用新型实施例提出的掘进工作面局扇风机远距离集中监控装置的控制电路盒的外形结构示意图；

图4为图3的侧视图；

图5为本实用新型的实施例提出的风筒风压开关的结构示意图；

图6为风筒风压开关在风筒上的安装示意图；

图中：1为壳体，2为装置面板，3为提手，4为接线喇叭口，5为1#、2#、3#开关（掘进工作面名称）指示窗5，同时兼做风机故障报警闪烁指示灯YL的显示窗（故障时闪烁发亮），6所示文字表示本行指示灯所指示内容，7所示文字表示本列指示灯所指示内容，8为各发光二极管指示灯，10为报警器喇叭，11为辅助接地螺栓，12为面板紧固螺栓，41为风压开关的骨架，42为拉环，43为开关接线盒，44为干簧管开关，45为磁感应板，46为弹簧，47为风筒，8为束带。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1~4所示，为本实用新型实施例提出的一种掘进工作面局扇风机远距离集中监控装置，如图1所示，本实用新型实施例的电路包括三个相对独立的完全相同的电路监控模块，这三个电路监控模块设置在同一壳体内，每个电路监控模块掘进工作面的风机用隔爆型双电源真空电磁起动器开关。如图2所示，每个电路监控模块包括第一继电器J1、第二继电器J2、第三继电器J3、第四继电器J4、第一回路电源监控继电器JⅠ和第二回路电源监控继电器JⅡ，第一指示灯L1、第二指示灯L2、第三指示灯L3、第四指示灯L4、第一回路电源监控指示灯LⅠ和第二回路电源监控指示灯LⅡ、主机风筒风压指示灯LK1、备机风筒风压指示灯LK2、主机后风机选择开关K4、备机后风机选择开关K5、复位开关K3、声光报警器Y、局扇故障报警指示灯LY。其中，第一指示灯L1、第二指示灯L2、第三指示灯L3、第四指示灯L4均为绿色，分别为主机前风机控制器、主机后风机控制器、备机前风机控制器、备机后风机控制器的监控指示灯。

其中，如图3~4所示，为壳体的外形结构示意图，每个电路监控模块中的第一继电器J1、第二继电器J2、第三继电器J3、第四继电器J4、第一回路电源监控继电器JⅠ和第二回路电源监控继电器JⅡ设置在壳体内，每个电路监控模块中的第一指示灯L1、第二指示灯L2、第三指示灯L3、第四指示灯L4、第一回路电源监控指示灯LⅠ和第二回路电源监控指示灯LⅡ、主机风筒风压指示灯LK1、备机风筒风压指示灯LK2、主机后风机选择开关K4、备机后风机选择开关K5、复位开关K3、声光报警器Y、局扇故障报警指示灯LY设置在壳体上。其中，局扇故障报警指示灯LY可以为显示窗，此外，壳体上还设置有用于与真空电磁起动器连接的接线喇叭口。图中，1为本实用新型装置的壳体，2为装置面板，3为提手，4为接线喇叭口，5为1#、2#、3#开关（掘进工作面名称）指示窗5，同时兼做风机故障报警闪烁指示灯YL的显示窗（故障时闪烁发亮），6所示文字表示本行指示灯所指示内容，7所示文字表示本列指示灯所指示内容，8为各发光二极管指示灯，12为面板紧固螺栓。图4为在本实用新型的壳体1的侧面示意图，图中10为报警器喇叭，11为辅助接地螺栓11。

图1中，1#、2#、3#分别代表3个掘进工作面的风机用隔爆型双电源真空电磁起动器开关。“主机”代表Ⅰ回路供电开关（正常工作）的接线腔，“备机”代表Ⅱ回路供电开关（正常备用）的接线腔。图2中，KM1代表主机的一级风机（前风机）控制器的辅助触点， KM2代表主机的二级风机（后风机）控制器的辅助触点，KM3代表备机的一级风机（前风机）控制器的辅助触点，KM4代表备机的二级风机（后风机）控制器的辅助触点。24v和0v代表主、备机控制器的辅助电源输出正级和输出负极。

如图2所示，所述第一回路电源监控继电器JⅠ的一端与主机控制器的辅助电源输出正极连接，另一端通过第一回路电源监控指示灯LⅠ与主机控制器的辅助电源输出负极连接，所述第二回路电源监控继电器JⅡ的一端与备机控制器的辅助电源输出正极连接，另一端通过第二回路电源监控指示灯LⅡ与备机控制器的辅助电源输出负极连接；所述第一继电器J1的一端经主机的前风机控制器的辅助触点KM1与主机控制器的辅助电源输出正极连接，另一端经第一指示灯L1与主机控制器的辅助电源输出负极连接；所述第二继电器J2的一端经主机的后风机控制器的辅助触点KM2与主机控制器的辅助电源输出正极连接，另一端经第二指示灯L2与主机控制器的辅助电源输出负极连接；所述第三继电器J3的一端经备机的前风机控制器的辅助触点KM3与主机控制器的辅助电源输出正极连接，另一端经第三指示灯L3与备机控制器的辅助电源输出负极连接；所述第四继电器J4的一端经备机的后风机控制器的辅助触点KM4与备机控制器的辅助电源输出正极连接，另一端经第四指示灯L4与备机控制器的辅助电源输出负极连接，所述主机控制器的辅助电源输出负极与所述备机控制器的辅助电源输出负极连接形成公共端；所述第二回路电源监控继电器JⅡ的常闭触点JⅡ-1的一端与主机控制器的辅助电源输出正极连接，另一端经复位开关K3和声光报警器Y后与所述公共端连接, 局扇故障报警指示灯LY并联在所述复位开关K3和声光报警器Y的两端，所述第一继电器J1的常闭触点J1-1和第三继电器J3的常闭触点J3-1串联后并联在所述第二回路电源监控继电器JⅡ的常闭触点JⅡ-1的两端，所述第二继电器J2的常闭触点J2-1、第四继电器J4的常闭触点J4-1、主机后风机选择开关K4串联后并联在所述第二回路电源监控继电器JⅡ的常闭触点JⅡ-1的两端；所述第一回路电源监控继电器JⅠ的常闭触点JⅠ-1的一端与备机控制器的辅助电源输出正极连接，另一端经复位开关K3和声光报警器Y后与所述公共端连接，所述第一继电器J1的常闭触点J1-2和第三继电器J3的常闭触点J3-2串联后并联在所述第一回路电源监控继电器JⅠ的常闭触点JⅠ-1的两端，所述第二继电器J2的常闭触点J2-2、第四继电器J4的常闭触点J4-2、备机后风机选择开关K5串联后并联在所述第一回路电源监控继电器JⅠ的常闭触点JⅠ-1的两端。

每个掘进工作面设置有由一台磁力起动器控制的局扇风机主机和局扇风机备机，因此，本实用新型实施例的每个电路监控模块可以监控一个掘进工作面的一台磁力起动器（如QBZ—2×120、80/1140（660）SF型风机用双电源真空电磁起动器），即两台局扇风机。因此，即本实施例可以同时监控3个掘进工作面的6台局扇风机的工作状态。此外，电路监控模块的数量也可以根据需要要监控的掘进工作面的数量来设置，可以为1个、2个、或者是大于3个。

本实用新型的工作原理如下：正常情况下，风机的主机运行，备机带电热备用。当主机或备机的前风机（或前风机和后风机）正常运转时，对应的风机控制器的辅助触点（KM1、KM2、KM3、KM4）闭合，对应的与之串联的继电器（J1 、J2、J3 、J4）得电，对应的指示灯（L1、L2、L3、L4）亮，相应继电器常闭触点（J1-1 、J2-1、J3-1 、J4-1）断开，声光报警器Y所在电路未接通不报警；当主机的同一级风机发生故障或断电时，对应的风机控制器的辅助触点（KM1、KM2）断开，相应的与之串联的继电器（J1、J2）断电，对应的指示灯（L1、L2）熄灭，对应继电器的常闭触点（J1-1 、J2-1）闭合，由于此时备用机未工作，则继电器J3、J4断电其常闭触点（J3-1 、J4-1）闭合，接通声光报警器Y所在电路，声光报警器Y发出声光报警，同时相应标识有某工作面字样（如8106工作面或8110风巷工作面）的红色的局扇故障报警指示灯YL闪烁发亮，提示风机看护人员注意检查处理；如果此时风机能够自动切换到备机继续工作，那么，备机的风机控制器的辅助触点（KM3、KM4）闭合，对应的与之串联的继电器（J3 、J4）得电，对应的指示灯（L3、L4）亮，断开相应的继电器的常闭触点（J3-1 、J4-1），声光报警器Y所在回路被断开，报警停止；如果此时风机不能自动切换到备机，则声光报警器Y将持续报警，直到按下复位按钮K3，或者风机恢复正常运转。

其中，需要根据掘进工作面的大小和进度情况，确定是否需要开启二级（后电机）通风机，如果需要开启，则主机后风机选择开关K4、备机后风机选择开关K5为闭合状态，如果不需要开启，则主机后风机选择开关K4、备机后风机选择开关K5为断开状态，以防止误报警情况发生。

当风机故障正在排查处理时，为了减小报警噪音，可以按下复位开关K3，使声光报警器Y停止报警。此时，故障指示灯LY依然闪烁，故障继电器5J依然吸合，直到故障彻底排除。

进一步地，本实用新型实施例还可以包括分别设置在每个掘进工作面的局扇风机主机处的第一风筒风压开关K1和局扇风机备机处的第二风筒风压开关K2，所述电路监控模块还包括设置在壳体上的主机风筒风压指示灯LK1和备机风筒风压指示灯LK2，所述第一风筒风压开关K1与主机风筒风压指示灯LK1串联后并联在所述第二回路电源监控继电器JⅡ的常闭触点JⅡ-1的两端；所述第二风筒风压开关K2与备机风筒风压指示灯LK2串联后并联在所述第一回路电源监控继电器JⅠ的常闭触点JⅠ-1的两端；如图5所示，为风筒风压开关K4或风筒风压开关K5的结构示意图，包括骨架41、位于骨架41两端的拉环42、开关接线盒43、干簧管开关44、磁感应板45和弹簧46，如图6所示，为风筒风压开关的安装结构示意图，束带48通过拉环42将所述第一风筒风压开关K1和第二风筒风压开关K2分别捆绑在局扇风机主机和局扇风机备机的风筒47上。

当风机开关工作正常，而由于某种原因（漏风、转速低、风扇损坏、风筒脱离等）导致风筒风压不足时，风筒就会松弛，用束带8通过拉环2捆绑在风筒上的风压开关K在弹簧6的作用下，感应板5复位靠近干簧管4，使其触点闭合接通了报警回路，对应的风筒风压指示灯（LK1、LK2）发光，声光报警器Y发出报警，提示风机看护人员进行检查处理，防止停电停风事故发生。

进一步地，如图2所示，所述电路监控模块还包括报警继电器J5，所述局扇故障报警指示灯LY和报警继电器J5串联后，并联在所述复位开关K3和声光报警器Y两端，所述报警继电器J5的常开触点用于作为故障输出继电器触点。该故障信号可通过矿井通信网络及时向队值班室或矿调度室上传故障信号，使指挥部门实时准确掌握井下局部通风机运行情况。

本实用新型提出的一种掘进工作面局扇风机远距离集中监控装置，可以实现局扇风机的远距离监控，实现了自动化集中监控，又节省了岗位用工；既保证矿山的管理水平，又提高了矿山的安全生产。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。