Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò” Chương 1: Tổng quan tình hình nghiên c
Trang 1Viện khoa học công nghệ mỏ
Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước
Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống điều độ
sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò
Chủ nhiệm đề tài: TS trần minh
6656
20/11/2007
hà nội - 2007
Trang 2Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Trang 3Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Chương 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu và ứng dụng ở trong
Chương 2: Các tiêu chuẩn chế tạo, thử nghiệm thiết bị thông tin
Chương 4: Thiết kế chế tạo mẫu và hoàn thiện công nghệ, quy
4.1 Thiết kế chế tạo mẫu và hoàn thiện công nghệ, quy trình chế
4.2 Thiết kế chế tạo mẫu và hoàn thiện công nghệ, quy trình chế
4.3 Thiết kế chế tạo mẫu và hoàn thiện công nghệ, quy trình chế
4.4 Thiết kế chế tạo mẫu và hoàn thiện công nghệ, quy trình chế
4.5 Thiết kế chế tạo mẫu và hoàn thiện công nghệ, quy trình chế
Trang 4Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Mở đầu
Ngành than đang bước vào thời kì tăng tốc phát triển về sản lượng và quy mô
đầu tư cho công nghệ, với mục tiêu chiến lược xây dựng một ngành công nghiệp
than có trình độ kĩ thuật tiên tiến, quản lí an toàn và hiệu quả Với chương trình cơ
giới hoá khấu than, nâng cao công suất lò chợ, các mỏ hầm lò trong thời gian tới sẽ phát triển khai thác xuống sâu; đồng thời sẽ được đầu tư nhiều thiết bị công nghệ lớn: băng tải, trục giếng, máy đào lò, combai, giàn chống thuỷ lực Quy mô, nhịp
độ sản xuất ngày càng tăng cao, điều kiện địa chất ngày càng phức tạp khiến vấn
đề tập hợp thông tin để điều hành tác nghiệp, xử lý các tình huống sự cố sẽ trở nên cấp thiết Các hệ thống thông tin công nghệ, điều độ-giám sát tập trung sẽ giúp cho các công ty hầm lò nâng cao rõ rệt hiệu quả điều hành sản xuất, giảm thiểu sự cố
và các tai nạn rủi ro
Trước tình hình số lượng mỏ đang được phát triển và mở rộng, các mỏ hiện có ngày càng khai thác xuống sâu, ngành than những năm gần đây đã phải nhập khẩu một số hệ thống giám sát khí và thông tin điện thoại phục vụ nhu cầu cấp bách cho một số khu vực Trong khi đó, mặc dù Viện KHCN mỏ, đơn vị thành viện của Tổng công ty than, nay là Tập đoàn TKV, đã có một số công trình nghiên cứu ứng dụng các hệ thống thông tin điều độ cho quá trình sản xuất than hầm lò, song việc chế tạo và đưa vào sử dụng các thiết bị này, cho đến năm 2003, còn gặp trở ngại lớn là do chúng ta chưa có được một cơ quan có chức năng kiểm định phòng nổ cho các thiết bị điện Hiện nay, ngành than đã có được một trung tâm kiểm định phòng nổ, trang bị theo tiêu chuẩn quốc tế, là điều kiện thuận lợi và đáp ứng kịp thời nhu cầu cấp thiết về tự chế tạo trong nước các thiết bị điện nói chung và thiết
bị thông tin điều độ nói riêng
Chính vì vậy, trong chương trình ứng dụng khoa học công nghệ năm 2005, Bộ khoa học và Công nghệ đã giao cho Viện KHCN mỏ chủ trì thực hiện Dự án SXTN
“Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống điều độ
sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò” nhằm tạo cơ sở chuyển giao công nghệ cho các đơn vị chuyên ngành sản xuất, chế tạo hàng loạt, đáp ứng nhu cầu thực tế, thay thế thiết bị nhập ngoại
Để đạt các mục tiêu nghiên cứu trên, nhóm đề tài đã tiến hành khảo sát đánh giá
đặc điểm điều hành sản xuất, điều kiện áp dụng các thiết bị thông tin tín hiệu ở một số mỏ hầm lò trong ngành Từ đó đề xuất các giải pháp cụ thể, theo hướng ứng dụng các tiến bộ kĩ thuật trên thế giới nhằm hoàn thiện quy trình công nghệ chế tạo các loại thiết bị
Trang 5Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Nhóm đề tài xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Công ty than Mạo Khê, Hòn Gai, Quang Hanh cùng các cán bộ Phòng cơ điện mỏ của các mỏ đã nhiệt tình giúp đỡ Viện KHCN mỏ trong quá trình triển khai ứng dụng thử nghiệm các sản phẩm của
Dự án vào điều kiện thực tế mỏ
Trang 6Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
+ Đề tài cấp Bộ Công nghiệp trong kế hoạch nghiên cứu năm 2000: “ Nghiên cứu
khả năng thiết lập hệ thống điều độ tập trung -tự động hoá một số khâu công nghệ nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất hầm lò”, đã nghiệm thu năm 2001 + Đề tài cấp Bộ Công nghiệp trong kế hoạch nghiên cứu năm 2002: “Nghiên cứu thiết kế chế tạo và xây dựng hệ thống điều khiển tập trung- đo lường từ xa thông số công nghệ nhà máy tuyển, đã nghiệm thu tháng 6 / 2004
+ Các công trình nghiên cứu ứng dụng đã được ứng dụng vào sản xuất trên cơ sở hợp đồng trực tiếp với các đơn vị trong ngành than:
- thiết kế lắp đặt hệ thống tự động cảnh báo khí mê tan tại CTT Mạo khê
- thiết kế chế tạo máy đo tốc độ gió cho CTT Mạo khê
- chế tạo các hệ thống thông tin nhà sàng, băng tải với công ty than Vàng
Danh, Cọc 6, Công ty tuyển than Cửa Ông
- thiết kế kĩ thuật–thi công hệ thống thông tin điện thoại cho Công ty than Uông bí
2 Sự cần thiết của dự án
Mỏ than hầm lò với đặc thù là xí nghiệp công nghiệp có đa dạng công nghệ, thiết bị, liên kết phụ thuộc lẫn nhau, hoạt động trong điều kiện môi trường khắc nghiệt, nguy hiểm Do vậy thông tin tín hiệu (TTTH) luôn là phương tiện thiết yếu,
được quy định là trang bị bắt buộc phải có trong các quy phạm an toàn của mọi
nước trên thế giới ngay từ cuối những năm 1950
Mặt khác, muốn nâng cao năng suất lao động cho toàn xí nghiệp thì phải có sự
điều hành hợp lí các tác nghiệp trong các quá trình công nghệ Từ thực tế đó nảy sinh nhu cầu phải có cơ chế điều hành sản xuất một cách tập trung, thống nhất
Điều kiện cần để đạt mục đích đó chính là thiết lập hệ thống điều độ tập trung , mà thành phần cơ bản của nó là các hệ thống thông tin tín hiệu Nói một cách khác thông tin tín hiệu, liên lạc đàm thoại là lĩnh vực luôn phải đi trước một bước, tạo cơ
sở cho việc xây dựng hệ thống điều độ tập trung, hiện đại hoá mỏ, đồng thời đây là
Trang 7Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
cào, băng tải, trục giếng, dọc tuyến vận tải tàu điện…), loan báo kịp thời các tình huống đe doạ an toàn
- Tổng hợp và xuất báo cáo về các tình trạng sự cố, tình trạng an toàn, các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật ( năng suất máy, tiêu hao nhiên liệu, điện năng )
Đối với mỏ than hầm lò, một hệ thông tin điều độ phải đảm bảo khả năng điều hành tập trung liên tục, khắc phục và loại trừ kịp thời mọi sự cố xảy ra
Ngành than đang bước vào thời kì tăng tốc phát triển về sản lượng và quy mô
đầu tư cho công nghệ, với mục tiêu chiến lược xây dựng một ngành công nghiệp than có trình độ kĩ thuật tiên tiến, quản lí an toàn và hiệu quả Với chương trình cơ giới hoá khấu than, nâng cao công suất lò chợ của Tổng công ty, các mỏ hầm lò trong thời gian tới sẽ phát triển khai thác xuống sâu; đồng thời sẽ được đầu tư nhiều thiết bị công nghệ lớn: băng tải, trục giếng, máy đào lò, combai, giàn chống thuỷ lực Quy mô, nhịp độ sản xuất ngày càng tăng cao, điều kiện địa chất ngày càng phức tạp khiến vấn đề tập hợp thông tin để điều hành tác nghiệp, xử lý các tình huống sự cố sẽ trở nên cấp thiết Các hệ thống thông tin công nghệ, điều độ-giám sát tập trung sẽ giúp cho các công ty hầm lò nâng cao rõ rệt hiệu quả điều hành sản xuất, giảm thiểu sự cố và các tai nạn rủi ro
Trước tình hình đó, ngành than cần được triển khai một dự án sản xuất thử nghiệm hệ thống giám sát, điều độ tập trung các quá trình sản xuất hầm lò, làm cơ
sở chuyển giao công nghệ cho các đơn vị chuyên ngành sản xuất, chế tạo hàng loạt, đáp ứng nhu cầu thực tế, thay thế thiết bị nhập ngoại
3 Mục tiêu của dự án
Mục tiêu của dự án là
Hoàn thiện công nghệ chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ chính và xây dựng được hệ thống điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò nhằm thay thế các thiết bị nhập ngoại
Trang 8Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Các chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật
1 Bản thiết kế mẫu và quy trình
công nghệ chế tạo:
Máy điện thoại an toàn tia lửa, máy
đàm thoại phóng thanh an toàn tia
lửa, máy thông tin di động phòng nổ
điều độ tàu điện, hộp đấu cáp phòng
nổ
2 Các thiết bị sản phẩm:
- Máy điện thoại an toàn tia lửa
- Máy đàm thoại phóng thanh an
toàn tia lửa,
- Cấp bảo vệ: IP54
- Điện áp tín hiệu gọi: 24V
- Dòng tiêu thụ : <13mA
- Cấp phòng nổ ExIa (TCVN 7079)
- Cấp bảo vệ: IP54
- Điện áp nguồn nuôi: ắc quy 7,2V
- Cấp phòng nổ: ExIa, TCVN 7079
- Tần số làm việc : 100kHz
- Công suất phát cao tần: tới 2 W
- Độ nhạy đầu vào: 0,3 ữ 3 mV
- Dòng tiêu thụ chờ nghe: < 20mA
- Cấp bảo vệ: IP54
- tiêu chuẩn IEC 7079
- Đường kính lõi cáp lớn nhất: 20mm
- Độ bền cơ: 20J
Trang 9Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Phần hai
báo cáo kết quả thực hiện dự án
Trang 10Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Chương 1
tổng quan tình hình nghiên cứu, ứng dụng
ở trong và ngoài nước
1.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng ở nước ngoài
a- Tình hình ứng dụng các thiết bị thông tin tín hiệu
Thông tin điện thoại phòng nổ
Từ đầu những năm 1970, các mỏ than hầm lò của Liên xố đã áp dụng rộng rãI
thay thế hệ thống YPTC sử dụng phổ biến nững năm 1960 Hệ này sử dụng 2 phương pháp đảm bảo an toàn tia lửa cho đường dây trong lò:
- đưa sẵn vào máy điện thoại mạch bảo vệ chống tia lửa, áp dụng khi các máy trong lò được nối với máy tổng đài ngoài lò một cách trực tiếp, hoặc gián tiếp qua
Hình 1.1: Một số loại máy điện thoại phòng nổ tiên tiến đang sử dụng hiện nay
a - của Ba Lan; b- của LB Nga, c- của Australia
Trang 11Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Các giải pháp hoàn thiện máy điện thoại phòng nổ được các nước phát triển theo các hướng: kết cấu vỏ phòng nổ trước đây thường bằng gang, dạng không thấm nổ (Exd) được thay thế bằng vỏ composit hoặc tôn dập, dạng an toàn tia lửa (Exia) do vậy kích cỡ, khối lượng máy nhỏ gọn hơn trước nhiều Các mâm quay
số truyền thống được thay thế bằng phím bấm Hiện nay, các máy điện thoại loại mới nhất đã sử dụng các phím dạng cảm ứng điện dung, có độ tin cậy cao và đặc biệt có khả năng chịu ẩm cao
Song song với việc hoàn thiện về kết cấu, các nước trên thế giới đã phát triển các máy điện thoại cảnh báo (emergency telephone), có chức năng loan báo phóng thanh, phát còi báo động về Trạm trung tâm Ví dụ về dạng hệ thống điện thoại cảnh báo là hệ thống máy điện thoại AUTENDAC 100 của hãng DAC Ltd (Anh) Trong hệ thống này, bộ cách li an toàn ngoài chức năng ngăn ngừa không cho điện áp cao từ thiết bị trên mặt bằng lọt vào đường dây vào lò, còn có nhiệm
vụ phát hiện xung “gọi khẩn cấp” từ các máy điện thoại lò, và từ đó tạo ra tín hiệu cảnh báo bằng âm thanh và ánh sáng trên bàn điều khiển
Trong mỗi mỏ than hầm lò của các nước phát triển, ngoài hình thức thông tin truyền thống là điện thoại, người ta còn sử dụng phổ biến các hệ thống thông tin cục bộ, điều hành tác nghiệp các khâu công nghệ khác nhau Cụ thể như sau:
* Các hệ thống thông tin đàm thoại phóng thanh
Đàm thoại phóng thanh là hình thức thông tin rất hữu hiệu để truyền đạt mệnh lệnh, loan báo sự cố một cách nhanh chóng trong các khu vực có độ ồn lớn Do vậy, ở các mỏ hầm lò trên thế giới dọc tuyến băng tải, tại sân chân giếng, dọc gương lò chợ dài luôn luôn phải có các thiết bị đàm thoại phóng thanh
Hình 1.2: Sơ đồ khối một hệ thống đàm thoại phóng thanh an toàn tia lửa điển hình
NATTL: Bộ nguồn an toàn tia lửa , KĐAT: khuyếch đại âm tần; CCĐLV: Mạch chuyển chế độ làm việc; KĐCT: mạch khuyếch đại cao tần; KĐM: mạch khuyếch đại micrô; MP: mạch phát dao động cao tần
KĐM
Đường dây thông tin
Máy trạm tổng dài
Máy đàm thoại PT trong lò
Máy đàm thoại PT trong lò
Trang 12Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Tại Ba Lan, những hệ thống đàm thoại phóng thanh đầu tiên được ứng dụng nhằm liên lac giữa người điều độ và thợ lò dọc gương lò chợ là các hệ GT-2, GT-
3, ra đời những năm 1970 Các hệ tiếp theo được hoàn thiện theo hướng kết cấu
an toàn tia lửa (Exia) có thêm chức năng phát tín hiệu cảnh báo trước khi khởi
động thiết bị gương lò, chức năng cắt điện các thiết bị lò từ các máy lẻ, khả năng kết nối vào hệ thống loan báo sự cố báo động toàn mỏ
Hiện tại, phổ biến sử dụng trong các mỏ hầm lò ở nước này để thông tin tác nghiệp dọc các lò chợ dọc băng tải, lò thông gió, lò vận tải và loan báo sự cố toàn
mỏ có các hệ thống AUD-80, TEDAR- S, UT, KAKTUS
Hình 1.3 : Một số số máy đàm thoại phóng thanh an toàn tia lửa
a- Hệ thống máy đàm thoại phóng thanh UT-36 (Ba Lan);
b- Máy đàm thoại phóng thanh phòng nổ của Ampcontrol, Australia
Bên cạnh các hệ thống thông tin điện thoại và đàm thoại phóng thanh cho các
đối tượng có vị trí làm việc cố định, các mỏ hầm lò trên thế giới còn áp dụng rộng rãi các thiết bị thông tin cao tần để liên lạc với các đối tượng cơ động Đó là:
* Thông tin điều độ tàu điện cần vẹt và tàu ắc quy:
Để thông tin điều độ tàu điện cần vẹt, từ những năm 1970 các mỏ Liên xô đã
phát cao tần, sử dụng đường trôlây làm đường truyền tín hiệu Đối với mỏ hay khu vực lò có khí mê tan, nơi mà chỉ có thể sử dụng tàu điện ắc quy, để điều hành loại phương tiện vận tải này người ta ứng dụng hệ thông tin dùng ăng ten vòng cảm ứng ăng ten vòng đấu trực tiếp vào máy tổng đài an toàn tia lửa, đặt tại Phòng điều khiển sản xuất Trên các đầu máy lắp đặt các máy đàm thoại di
động có ghép với ăng ten khung hoặc ăng ten pherit
Trang 13Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
a) b)
sử dụng những năm 1970; b - Thông tin cho tàu điện tại mỏ
TAIHEYOO, Nhật bản;
* Thông tin định vị lồng cũi và điều độ vận tải dọc trục giếng đứng
Đây là phương pháp thông tin sử dụng cáp thép nâng trục giếng làm môi trường truyền sóng cao tần, được phổ biến từ lâu trên thế giới
* Thông tin dò tìm nhân sự qua mạng nhắn tin cao tần:
Gần đây ở một số nước như Canada, Australia người ta đã bắt đầu sử dụng một loại hệ thống thông tin đa năng, tổng hợp tất cả các chức năng thông tin
đàm thoại, truyền dữ liệu, truyền hình ảnh vào một hệ thống, sử dụng một
đường cáp hở đồng trục Hệ thống Flexcom, đã quen thuộc ở nhiều nước phát triển, là một ví dụ điển hình
b- Tình hình ứng dụng các hệ thống điều độ tập trung
Ngày nay, điều độ sản xuất hầm lò tại các mỏ trên thế giới đều là sự điều hành tập trung, với khả năng điều khiển và giám sát từ xa mọi quá trình công nghệ, khắc phục xử lý các tình huống sự cố Chức năng cơ bản của các hệ thống đang
đựoc ứng dụng rộng rãi là:
• Giám sát từ xa tình trạng làm việc của tất cả các đối tượng trong và ngoài lò
• Thông tin điện thoại hoặc đàm thoại phóng thanh tới tất cả các vị trí sản xuất của mỏ
• Đo lường từ xa các thông số khí mỏ, đếm goòng, quan trắc điều kiện địa chất
mỏ
Trong xu hướng hiện đại hoá công tác điều hành sản xuất mỏ hầm lò, trong khoảng 10 năm gần đây nhiều nước trên thế giói đã phát triển ứng dụng các hệ thống thống nhất toàn mỏ Đối với một mỏ hiện đại các hệ thống tự động kiểm
Trang 14Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
tra và bảo vệ liên kết với nhau thành hệ thống thống nhất kiểm soát hiểm hoạ của
điều kiện tự nhiên Cụ thể, sự liên kết các loại dữ liệu về nguy cơ sập lò, khả năng
tự cháy và nguồn phát sinh khí mê tan cho phép ngăn ngừa kịp thời các sự cố
Một hệ thống hiện đại điều độ sản xuất đã sử dụng các thiết bị nghe nhìn, cho
phép hiển thị hoạt động của mọi khu vực sản xuất, từ lò chợ, lò vận tải, sân chân giếng, các phân xưởng trên mặt bằng cũng như tình trạng thông gió, khí mỏ, vị trí, mật độ và sự di chuyển của đội thợ lò; trạm điều độ trung tâm còn được nối mạng vi tính toàn mỏ và với bên ngoài
Hình 1.5: Một số trạm điều độ tập trung sản xuất mỏ than hầm lò
a) tại Ba Lan; b) tại Nhật Bản
Nhận xét
Trong ngành khai thác than hầm lò của nhiều nước trên thế giới nhiều năm qua, nhờ ứng dụng các hệ thống điều độ tập trung, hoàn thiện và đa dạng hoá các thiết bị thông tin liên lạc nên năng suất lao động không ngừng được cải thiện, sự
cố kĩ thuật và các tai nạn giảm thiểu rõ rệt, công tác điều hành sản xuất mỏ đạt tới mức văn minh công nghiệp cao Thực tế đã chứng tỏ rằng để nâng cao an toàn sản xuất đồng thời với hoàn thiện công nghệ, ứng dụng được cơ giới hoá và tự động hoá ở mức cao, một trong những điều kiện thiết yếu là phải trang bị thống giám sát-điều độ tập trung các qua trình công nghệ trong khu vực hầm lò
1.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng trong nước
Các mỏ than nước ta đã hàng chục năm nay hầu như không áp dụng được những tiến bộ kĩ thuật nào đáng kể trong lĩnh vực điều hành sản xuất, chưa một
mỏ nào có được hệ thống giám sát, điều độ tập trung, các hệ thống thông tin công nghệ, liên lạc chỉ huy tác nghiệp cục bộ, cũng như để điều độ vận tải tàu
điện mới chỉ bắt đầu ở một vài mỏ (trong khuôn khổ áp dụng sản phẩm của Dự
án này) Công tác giám sát-điều độ sản xuất tại tất cả các mỏ hầm lò, đến nay chủ yếu là ghi chép sản lượng trong ca, số liệu về khí mỏ đo đầu ca và xử lí các
Trang 15Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
tình huống phát sinh trong thời gian của ca sản xuất ở những nơi có máy điện thoại Điện thoại hiện là hình thức thông tin duy nhất được sử dụng trong hầu hết các mỏ hầm lò, số lượng máy trang bị trong các mỏ còn hạn chế và chưa đúng các tiêu chuẩn quy định
Hiện tại để đáp ứng nhu cầu của ngành than chưa có đơn vị nào được đầu tư
đủ năng lực chế tạo và đồng bộ các hệ thống thông tin điều độ sản xuất Viện khoa học công nghệ mỏ hiện là đơn vị duy nhất triển khai nghiên cứu, thiết kế, chế tạo các thiết bị điện-điện tử-tự động hoá ứng dụng cho các mỏ than Các hệ thống thông tin chỉ huy sản xuất, thiết bị điều khiển tự động, đo lường, cung cấp
điện của Viện chế tạo đang được sử dụng và khai thác có hiệu quả trong nhiều
mỏ hầm lò
Tổng hợp nhu cầu thị trường về các thiết bị thông tin tín hiệu-điều độ sản xuất tập trung trong ngành than hầm lò trình bày trong bảng 1.1 dưới đây
Trang 16Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Bảng 1.1: Tổng hợp nhu cầu thị trường về các thiết bị thông tin tín hiệu-điều độ sản xuất tập trung trong ngành than hầm lò
Dư báo nhu cầu
2007 2008 2010 Tên thiết bị
Mạo Khê
Khe chàm
Toàn khối
mỏ hầm lò
Vàng Danh
Mông Dương
Toàn khối
Thống nhất
Toàn ngành
Máy đàm thoại phóng thanh an
- 16 mỏ nhỏ: Đồng Vông, Hồng Thái, Hoành Bồ, Thành Công, Cao Thắng, Tân Lập, Giáp Khẩu, Hà Ráng,
Khe Tam, Khe Chàm 2, Xí nghiệp 86, XN 91, XN 148, Đồng rì, Quảng lợi, Tây Khe Sim
Trang 17Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Chương 2
Các tiêu chuẩn chế tạo, thử nghiệm thiết bị
thông tin tín hiệu, hoạt động trong môi trường khí nổ
Việc thiết kế chế tạo và kiểm định các thiết bị thông tin tín hiệu-sản phẩm của
Dự án được tiến hành dựa trên các tiêu chuẩn sau:
+ Bộ tiêu chuẩn TCVN 7079-xx: 2002 do Tiểu ban kỹ thuật tiêu chuẩn
TCVN/TC82/SC1 "Thiết bị an toàn mỏ" biên soạn, trên cơ sở IEC 79-0, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành (Quyết định số 12/2002/QĐ-BKHCN, Ngày 04 tháng 12 năm 2002) Các tiêu chuẩn chính được sử dụng là:
+ Kết cấu phòng nổ an toàn tia lửa (Intrinsic safe explosion-proof structure) Kết cấu phòng nổ được thiết kế sao cho không gây bốc lửa khí thử trong điều kiện vận hành bình thường và đặc biệt khi có sự cố không gây ra hồ quang hoặc tia lửa và nhiệt độ cao trong các mạch điện
+ Mạch an toàn tia lửa (Intrinsically-safe circuit)
Mạch điện mà trong đó không xuất hiện tia lửa hoặc bất kỳ hiệu ứng nhiệt nào tạo ra trong điều kiện thử quy định trong các phần tương ứng của TCVN 7079-0 (các điều kiện thử này bao gồm hoạt động bình thường và điều kiện sự cố) có khả năng gây bốc lửa môi trường khí nổ Mạch được kiểm định thoe các thông số tiêu chuẩn:
Dòng điện bốc lửa nhỏ nhất (MIC) [Minimum igniting current (MIC)]
Điện áp bốc lửa nhỏ nhất (MIV) [Minimum igniting voltage (MIV)]
Trang 18Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Công suất lớn nhất trong mạch an toàn tia lửa, có thể lấy at ừ các thiết bị
Khoảng cách ngắn nhất trong không khí giữa hai phần tử mang điện
Khoảng cách qua hợp chất đổ đầy (Distance through casting compound) Khoảng cách rò (chiều dài đường rò) trong không khí (Creepage distance in air)
+ ống luồn cáp phải đảm bảo để:
ống luồn cáp phải có khả năng kẹp chặt cáp điện đề phòng bị kéo, giật tụt cáp ra hoặc xoắn vặn cáp dẫn đến các cơ cấu đấu nối Miệng ống luồn cáp phải được loe tròn với bán kính cong của miệng loe không nhỏ hơn một phần tư đường kính của cáp lớn nhất mà đầu vào cáp có thể cho cáp đi qua + Cọc để đấu nối
Các cọc đấu dây của mạch an toàn tia lửa phải được tách ra khỏi các cọc của mạch không an toàn tia lưả bằng một trong các biện pháp sau:
- thực hiện cách ly các cọc liền kề nhau ở các khoảng cách ít nhất là 50
mm Bố trí các cọc và phương pháp đấu dây sao cho không thể có chạm chập giữa các mạch nếu một dây bị bật ra
- bố trí các cọc của mạch an toàn và mạch không an toàn tia lửa trong các
vỏ riêng, hoặc sử dụng vách ngăn cách điện, hoặc vách ngăn kim loại tiếp
đất giữa các cọc với vỏ bọc chung, phải thoả mãn các yêu cầu sau:
Thực hiện cách ly bằng cách đặt các cọc đấu dây của mạch an toàn và mạch không an toàn trong ngăn riêng cùng với vỏ bọc riêng
Khe hở nhỏ nhất giữa cọc đấu dây của mạch an toàn tia lửa với bất kỳ phần kim loại tiếp đất nào cũng phải là 6 mm, trừ cực của mạch an toàn tia lửa được dùng để tiếp đất
Khe hở giữa các cọc của mạch an toàn tia lửa phải cách nhau ít nhất là 6 mm, trừ khi không có nguy hiểm nào do việc đấu nối
+ Vách ngăn trong vỏ thiết bị:
Các vỏ hoặc vách ngăn riêng với vỏ thiết bị chung phải được thiết kế để ngăn ngừa sự chạm chập tới cọc của một mạch an toàn tia lửa từ mạch không an toàn tia lửa Các vách ngăn để cách ly cọc đấu dây phải cách thành, vách vỏ một khoảng 1,5 mm, hoặc có khoảng cách nhỏ nhất giữa các cọc là 50 mm khi đo ở bất kỳ hướng nào quanh vách ngăn
Trang 19Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
+ Cách điện
Cách điện giữa một mạch an toàn tia lửa với khung giá của thiết bị điện hoặc với các phần tử nối đất phải chịu được điện áp thử nghiệm hiệu dụng xoay chiều tần số công nghiệp gấp hai lần điện áp của mạch an toàn tia lửa
và nhỏ nhất là 500 V
Cách điện giữa một mạch an toàn tia lửa với mạch không an toàn tia lửa phải có khả năng chịu được một điện áp thử nghiệm hiệu dụng xoay chiều tần số công nghiệp (1000 + 2U) V, nhỏ nhất là 1 500 V, ở đây U là tổng giá trị điện áp hiệu dụng của mạch an toàn tia lửa và của mạch không an toàn tia lửa
+ Bao phủ bằng hợp chất đổ đầy
Ngăn đổ đầy chất cách điện phải có khả năng chịu được thử va đập mà không bị nứt hoặc phải được bảo vệ bởi một vỏ bọc có khả năng chịu được va
đập tương tự Chỉ các khe hở có giá trị như nêu trong tiêu chuẩn mới có khả năng ngăn ngừa được tác động của môi trường
+ Điện cảm và điện dung của nguồn điện
Thông số cho phép để đấu dây ngoài của thiết bị phải được chỉ rõ đối với mọi hệ thống an toàn tia lửa Những thông số này bao gồm điện cảm, điện dung cho phép lớn nhất của cáp và nếu có thể tỷ số giữa điện cảm cho phép
và điện dung Tỷ số giữa điện cảm và điện trở lớn nhất của nguồn điện có thể sử dụng công thức nêu trong tiêu chuẩn
+ ắc quy nguồn điện:
Bình ắc quy phải có kiểu dáng để không bị tràn chất điện phân hoặc phải
được bao bọc để ngăn ngừa hư hại do chất điện phân tràn vào các mạch điện
ảnh hưởng tới loại bảo vệ Các buồng chứa ắc quy tạo ra khí nguy hiểm cháy nổ phải được thông gió tốt để ngăn ngừa sự tích tụ nồng độ khí này
Trang 20Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ chế tạo các thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ-sản phẩm mẫu thử nghiệm
Thiết kế các máy mẫu thử
nghiệm
Gia công cơ khí vỏ máy:
Dập tôn, chấn góc tạo phôi, hàn mép, tiện, mài hoàn thiện Đúc gioăng cao su
Kiểm tra, hiệu chỉnh Kiểm tra điều kiện vi hậu
Kiểm định phòng nổ
Xuất xưởng
Đạt
Không đạt
Trang 21Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
- Điện áp nguồn nuôi chọn cấp 7,2V, bằng cách ghép nói tiếp 2 ắc quy 3,6V
- Liên kết các máy thành hệ thóng theo kiểu nối tiếp Đầu hoặc cuói mạng máy là
bộ nguồn phòng nổ
Hệ thông tin hầm lò đã được thiết kế chế tạo, mang kí hiệu TTPN-15/7, nhằm mục đích liên lạc đàm thoại, chỉ huy tác nghiệp và loan báo sự cố giữa các vị trí sản xuất trong mỏ hầm lò được phân cấp tới hạng 2 Hệ thóng, cấu thành bởi các máy
đàm thoại và máy nguồn, được kiểm định theo tiêu chuẩn TCVN 7079:2002
Các máy thông tin trong lò được cung cấp bởi ắc quy 7,2V bên trong máy và
được nạp bổ sung liên tục từ máy nguồn đặt ngoài mặt bằng hoặc cuối đường dây (nếu chiều dài của đường lò dài hơn 600m)
Hình 4.1: Máy đàm thoại phóng thanh ĐTPN-7
Giắc vào cáp tín hiệu
Nút phát báo
động
Nút đàm thoại
Trang 22Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Viện Khoa học Công nghệ mỏ 21
Hình 4.2: Sơ đồ khối nguyên lí hoạt động của hệ thống TTPN-15/7
4.1.1 Mô tả thiết kế và hoàn thiện công nghệ chế tạo
Vỏ máy đàm thoại phóng thanh ĐTPN-7 được sản xuất bằng tôn đen dày 2mm, gồm 2 phần chính:
- Phần nắp: Gia công bằng tôn dầy 2mm có kích thước 200x220mm
Tấm nắp được bắt chặt vào phần thân bằng 06 bu lông M6x20 có vòng chống tháo qua đệm gioăng bằng cao su mềm, bề rộng của mối ghép 20 mm
- Phần thân: Gia công bằng tôn dầy 2mm có kích thước (200x270x160) mm
Các chi tiết lắp vào vỏ máy gồm:
Hai nút bấm điều khiển, lắp trên nắp máy vào thân máy bằng đai ốc M30, giữa vòng đệm và tấm nắp có gioăng cao su mềm
Hai giắc cắm (dùng để dẫn điện nạp ắc quy và tín hiệu) được bắt vào 2 thành bên của máy bằng 4 vít M3x30, giữa giắc và thành vỏ máy có lót gioăng cao su mềm
Nguồn sạc ắc
quy cho các
máy lẻ
Cáp thông tin 4x1
Các máy le bố trí dọc máng cào lò chân, dọc băng tải, sân ga
Máy chủ, (đặt trong phòng điều khiển
380/
127V
220 V
Các máy
lẻ bố trí dọc giếng ngiêng
Nguồn phòng nổ cho các máy lẻ trong lò
Trang 23Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Viện Khoa học Công nghệ mỏ 22
Micro được bắt vào nắp máy từ phía trong Giữa micro và nắp máy có gioăng
đệm cao su để làm kín Âm thanh được truyền vào micrô qua 5 lỗ φ2 trên mặt máy
Hai loa điện động 2W-4Ω, bọc kín bằng tấm Plastic, được bắt trên 2 thành bên của máy bằng 4 vít M5x30 Các vít này đều là vít chống tháo bằng dụng cụ thông thường Giữa loa và thành máy có đệm cao su mềm để làm kín, trên thành máy tại
Mạch đàm thoại được thiết kế với sơ đồ theo hình 4.3, cấu thành từ các phần sau:
- Mạch khuếch đại micrô, lắp trên bóng T1 và các điện trở R1 ữ R6, các tụ C1
ữ C3
- Mạch khuếch đại công suất, lắp trên vi mạch IC1 và các điện trở R8 ữ R10, các
tụ C5 ữ C13 và 2 loa điện động 4 Ω /2W
- Mạch phát tín hiệu báo động, lắp tên các vi mạch IC2, IC3 và các điện trở R12
ữ R17, các tụ C14 ữ C16
chuyển lên đường dây vào các máy khác, được khuếch đại qua IC1 rồi phát ra loa Tất cả các máy lẻ đều cùng nghe được tín hiệu gọi Thao tác trả lời thực hiện tương
tự Tín hiệu gọi TH gửi lên đường dây có biên độ không quá 4V
Mạch phát tín hiệu báo động, lắp tên IC2, IC3 cho phép tạo ra dao động xung
âm tần ngắt quãng, là hình thức để phát hiệu báo động khi có một sự cố xảy ra trong lò
Trang 24Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
L: Loa P: rơ le
L
Ni-Cad 6x1,2V
IC4
Hình 4.3: Sơ đồ nguyên lí máy đàm thoại an toàn tia lửa ĐTPN-7
Trang 25Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Viện khoa học Công nghệ mỏ Phòng Điện Tự động
4.1.3 Kiểm tra, hiệu chỉnh và thử nghiệm thiết bị
+ Các dụng cụ cần có để kiểm tra:
- Máy hiện sóng (Oscilloscop) loại IS622 của ISO-TECH
- Máy đếm tần số (Frequency counter)
- Máy đo âm lượng (Sound Level Meter), loại CEL-110 của RSSingapore hoặc tương đương
+ Các thông số cần kiểm tra:
- Dòng điện sạc cho ắc quy từ bộ nguồn an toàn tia lửa
- Dòng điện tiêu thụ trong trạng thái chờ
- Công suất phát lớn nhất của máy ra loa
- Độ nhạy đầu vào của tầng khuếch đại micrô
- Kiểm tra độ nhạy của micro khi thu tín hiệu âm thanh
- Kiểm tra công suất phát lớn nhất ra loa
- Kiểm tra độ tin cậy của các nút ấn thao tác
Bảng 4.1: Đối chiếu các chỉ tiêu kĩ thuật thực tế đạt được với các giá trị đăng kí
An toàn tia lửa Exia theo TCVN 7079
IP54 7,2V 150mA
Trang 26Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Viện khoa học Công nghệ mỏ Phòng Điện Tự động 26
4.2 Thiết kế chế tạo mẫu và hoàn thiện công nghệ chế tạo máy điện thoại an toàn tia lửa
Máy điện thoại an toàn tia lửa ĐTAT-1 được thiết kế chế tạo cho mục đích thông tin liên lạc đàm thoại , sử dụng trong môi trường mỏ hầm lò có khí bụi nổ
4.2.1 Mô tả cấu tạo máy điện thoại an toàn tia lửa
Máy điện thoại ĐTAT-1 được thiết kế dạng hình hộp và chia thành 2 phần: phần thân và phần nắp
+ Phần thân: Chế tạo bằng tôn dầy 2mm kích thước 250x120x80mm, chia thành
hai khoang:
- Phần khoang trên có kích thước 190x120x80mm, chứa mạch in, loa máy và bàn phím để quay số gọi Bên trong của thân hộp hàn các thanh lập là nhô lên 1cm để cố định tấm mạch in và công tắc chuyển mạch vào thân máy (tấm
mạch in và công tắc chuyển mạch được cách ly về điện với thân máy bằng tấm phíp dày 1,5mm
Khi nhấc ống nghe thì máy ở chế độ đàm thoại, đặt ống nghe vào móc treo thì máy chuyển sang chế độ chờ
- Phần khoang dưới có kích thước 60x120x55mm, bên trong có cầu đấu nhựa 4 mắt nối tín hiệu từ máy điện thoại với đường cáp tín hiệu
Phía dưới thành hộp hàn hai cụm kẹp cáp để dẫn cáp tín hiệu từ máy tới ống nghe và tới máy tổng đài Cụm kẹp cáp có cơ cấu chống xoay và chống tháo
Trang 27Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống
điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Viện khoa học Công nghệ mỏ Phòng Điện Tự động 27
Các linh liện điện tử của máy điện thoại ĐTAT-1 được hàn trên một tấm mạch
in, với bề dày của phíp là 1,5mm và chiều dày của lớp đồng 35àm, khoảng cách nhỏ nhất giữa 2 đường mạch in là 0,7mm Tấm mạch in được đổ kín bằng keo êpôxy làm tăng khả năng chống ẩm cho máy
4.2.2 Nguyên lí hoạt động
Sơ đồ mạch của máy điện thoại an toàn tia lửa sử dụng các IC chuyên dụng Mạch nhận nguồn nuôi từ đường dây truyền tín hiệu ở chế độ chờ, tín hiệu điện trên đường dây là điện áp 24VDC đưa vào máy qua khóa chuyển mạch SW2 đến R29 và C20 Tụ C20 ngăn không cho dòng một chiều qua nên lúc này máy không được cấp nguồn
Khi có tín hiệu trên đường dây gọi tới, điện áp trên đường dây xuất hiện một dãy xung vuông Xung này truyền qua tụ C20 cấp nguồn cho mạch báo chuông làm việc Trên sơ đồ nguyên lý mạch báo chuông gồm các linh kiện: R29, R27, C14, C19, C20, IC LS1240A và các điốt ổn áp từ D8ữD13
Khi nhấc ống nghe khỏi móc treo, khóa chuyển mạch chuyển vị trí đến cầu
điốt D7 cấp nguồn tín hiệu cho toàn bộ mạch điện làm việc Trong trường hợp
có số máy khác gọi tới thì IC 2 cùng các linh kiện khác làm nhiệm vụ liên lạc trực tiếp Khi cần gọi đi, người sử dụng nhấc ống nghe và bấm số máy cần gọi trên bàn phím IC 1 cùng các linh kiện phụ trợ làm chức năng quay số sau đó gửi tín hiệu đến IC TEA2 để liên lạc với tổng đài Sơ đồ nguyên lý mạch được trình
bày như hình 4.5
Hình 4.4.: Máy điện thoại ĐTAT-1
Trang 28
Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Viện khoa học Công nghệ mỏ Phòng Điện Tự động
Hình 4.5 : Sơ đồ nguyên lý mạch máy điện thoại ĐTAT-1
R30 1,8K R4
3,5K
C16 220pF
C10 1nF
1J3
C21 220pF
C17
4,7nF
D14 7,2V
9
IC2 2
D10
D11
D12
D13 7,2V
4,7nF
C11 4.7uF
C24 221 C828
R28 100K
C828
C27 221
R9 1K
R26
2M
Line in 2
R6 270K
D21 5V
R27
1M D20
7,2V
D29 30V
C26 221
C8
33nF
R15 330R
R19 22K
C25 221
D26
C28 221
R14
LS1
CHUONG
R7 38K R16
R8 6,8K
R30 330K
C59 221
R3 8,2K
R18 180K
C5 100nF
C14 104
R21 12K
C22 221
1 3 2
J1
Đến bàn phím
R10 68K
R13 90K
C1 1uF
Line in1
R12 22R
GAP1
110V
GAP2 110V
C23 221
Trang 29Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống điều
độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Viện khoa học Công nghệ mỏ Phòng Điện Tự động 29
4.2.3 Kiểm tra, hiệu chỉnh và thử nghiệm thiết bị
4.3.2.1 Kiểm tra phần cơ khí chế tạo
+ Kiểm tra các vết hở, các đường vênh trên thân máy, hiệu chỉnh lại bằng cơ khí như
mài, doa, gò lại trước khi sơn Yêu cầu cơ khí là vỏ máy sau khi được lắp kín băng gioăng cao su thì phải đảm bảo chống ẩm, bụi không khí vì môi trường làm việc
chủ yếu của thiết bị là trong các mỏ hầm lò
+ Kiểm tra các phím bấm trên mặt điện thoại Yêu cầu cơ khí là phím bấm phải
trơn, nhẹ nhàng, không kẹt hoặc dính phím
+ Kiểm tra các bước gen trên ống nghe, các gioăng cao su khi sau khi lắp micro và loa trên ống nghe
+ Kiểm tra các bước ren các ốc vít phải đảm bảo chặt và chắc chắn
4.2.3.2 Kiểm tra thông số điện
a- Các dụng cụ cần thiết để kiểm tra:
- Máy hiện sóng (Oscilloscop) loại IS622 của ISO-TECH
- Máy đếm tần số (Frequency counter)
- Máy đo âm lượng (Sound Level Meter), loại CEL-110 của RSSingapore hoặc tương đương
b- Các thông số cần kiểm tra:
- Âm lượng phát ra loa, ra chuông: không dưới 80dB trong cự li 1m
- Dòng tiêu thụ khi đàm thoại: không quá 15mA
- Điện dung, điện cảm của mạch điện
+ Dùng đồng hồ đo điện dung để xác định giá trị điện dung của mạch điện sau đó xây dựng một mạch điện tương đương với sơ đồ là một tụ điện mắc nối tiếp với một điện trở đặt ở 2 đầu điện áp một chiều có giá trị tương ứng với giá trị làm việc của mạch điện thoại Đồng thời đối chiếu với đường đặc tính an toàn của tiêu chuẩn an toàn tia lửa cho tụ điện để kiểm định trước khi thử mạch tương
đương
+ Đấu dây tín hiệu vào 2 đầu dây của điện thoại và kiểm tra tín hiệu Tone, tín hiệu báo của chuông khi có điện thoại khác gọi đến Đồng thời thử kiểm tra chất lượng âm thanh của micro, loa trên ống nghe trong quá trình đàm thoại
+ Sau khi đã kiểm tra xong từng mạch điện thoại đơn lẻ, ta lắp mạch vào trong vỏ
điện thoại và kết nối các điện thoại với tổng đài để kiểm tra tín hiệu nội bộ và tín hiệu gọi đường dài
Trang 30Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống điều
độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Viện khoa học Công nghệ mỏ Phòng Điện Tự động 30
Bảng 4.2: Đối chiếu các chỉ tiêu kĩ thuật thực tế đạt đ−ợc với các giá trị đăng kí
Điện áp tín hiệu gọi
Dòng điện tiêu thụ
Điện áp tín hiệu đàm thoại
Điều kiện sử dụng:
(độ nhạy mạch thu)
An toàn tia lửa Exia theo TCVN
7079 IP65 48V
<13 mA 700mV
An toàn tia lửa Exia theo TCVN 7079
IP54 30V
<13mA 500mV
Độ ẩm:(30ữ95)%RH
Trang 31Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống điều
độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Viện khoa học Công nghệ mỏ Phòng Điện Tự động 31
4.3 Thiết kế chế tạo mẫu và hoàn thiện công nghệ chế tạo máy thông tin di động phòng nổ điều độ tàu điện
Trên cơ sở tham khảo các loại máy thông tin điều độ tàu điện mỏ của Ba lan, LB Nga, nhóm đề tài đã lựa chọn giải pháp thiết kế như sau:
- Sử dụng giải pháp thông tin cao tần, điều chế sóng mang theo nguyên lí điều biên
- Sử dụng một đường dây cáp đồng đơn làm đường dẫn sóng lan truyền Các máy thông tin trong lò cảm ứng thu nhận sóng qua cuộn dây ăng ten phe rít, trang bị kèm theo máy)
- Nguồn cấp cho máy thông tin là nguồn phòng nổ, biến đổi điện áp ắc quy chạy tàu từ 144VDV sang 15VDC an toàn tia lửa
Máy thông tin tầu điện, mang kí hiệu ĐTĐ-1, được thiết kế chế tạo cho mục đích thông tin điều độ tác nghiệp giữa những máy tầu điện ắc quy, sử dụng trong các mỏ than hầm lò có khí bụi nổ Máy được chế tạo và kiểm định theo tiêu chuẩn TCVN 7079-0, TCVN 7079-1 và TCVN 7079-11 Máy thông tin gồm các thành phần:
+ Máy thu phát tín hiệu
+ Cuộn dây ăngten
4.3.1 Mô tả cấu tạo và nguyên lí hoạt động
Hình dạng ngoài của máy ĐTĐ-1 được minh họa trên hình 4.6 Máy có cấu tạo dạng hình hộp chữ nhật; gồm có thân máy và nắp máy
- Thân máy:
Làm bằng tôn có độ dầy 3mm, kích thước 240x200x75 mm, phía bên trong có hàn hai thanh lập là được hàn vào mặt sau và tarô lỗ để định vị các vỉ mạch in, ắc quy vào thân máy ở phía dưới thành thân hộp có hai giắc đấu cáp, nối máy với cuộn dây
ăngten thu phát, và để nối với bộ nguồn sạc Thân hộp có 4 tai treo để có thể bắt hộp vào thành vỏ tầu điện, đồng thời làm tiếp địa cho máy
- Nắp máy:
Nắp máy làm bằng tôn dầy 4mm, kích thước 240x200mm Mặt trong của nắp máy hàn các ốc M4x15mm để bắt loa và một vòng sắt để bắt giữ micrô vào tấm nắp
Trên tấm nắp có khoan các lỗ φ4 để thoát âm từ loa ra ngoài; 05 lỗ φ2 để thu âm
thanh từ bên ngoài vào micrô; 01 lỗ φ8 để bắt nút ấn đàm thoại Tấm nắp được bắt vào thân máy bằng 08 ốc M4 Các lỗ này được doa sâu để các ốc M4 có thể chìm vào tấm nắp nên không tháo được ốc bằng các dụng cụ thông thường
Trang 32Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống điều
độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Viện khoa học Công nghệ mỏ Phòng Điện Tự động 32
Hình 4.6: Hình dạng ngoài máy đàm thoại tầu điện
Hình 4.7: Hình dạng ngoài của cuộn dây ăng ten
Phần mạch điện của máy thông tin được lắp trên hai tấm mạch in, đổ phủ kín bằng keo êpôxy Bảng mạch in có bề dầy của phíp là 1.2mm, chiều dầy của lớp đồng là 35àm, khoảng cách nhỏ nhất giữa hai đường mạch in là 0.7mm Các dây nối sử
Giắc nguồn sạc
ắc quy
Nút ấn THU/PHAT
Trang 33Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống điều
độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Viện khoa học Công nghệ mỏ Phòng Điện Tự động 33
Nguyên lý hoạt động
ĐTĐ-1 là loại máy thông tin đơn công, các chế độ thu và phát được thực hiện
phép chuyển chế độ thu sang chế độ phát Khi một máy phát sóng, tất cả các máy khác đang đấu vào đường dây đều thu được
Để truyền sóng cao tần giữa các máy ĐTĐ-1 với nhau cần có đường dây dẫn sóng Sóng lan truyền trên đường dây cảm ứng vào các cuộn ăng ten của các máy thông tin trên các đầu máy tàu điện khác Nguyên lý làm việc được thể hiện trong sơ
đồ khối; trình bày trên hình 4.8
Mạch điện trong máy thông tin tầu điện ĐTĐ-1 được chia thành hai phần gồm mạch thu và mạch phát Mạch thu có tác dụng thu tín hiệu cao tần từ ăng ten rồi chuyển đổi thành tín hiệu âm tần để phát ra loa Mạch phát có tác dụng ngược lại, mạch này thực triện trộn tín hiệu âm tần thu từ micrô với tín hiệu cao tần của bộ dao
động rồi kích phát lên cuộn dây ăng ten
Hình 4.8: Sơ đồ khối chức năng máy đàm thoại tàu điện ĐTĐ-1
Mạch thu & khuếch
đại tín hiệu cao tần
Trang 34Báo cáo tổng kết Dự án SXTN “Chế tạo một số thiết bị thông tin tín hiệu phòng nổ và xây dựng hệ thống điều
độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò”
Viện khoa học Công nghệ mỏ Phòng Điện Tự động 34
Vị trí các khối linh kiện trong vỏ máy:
Hình 4.8: Vị trí bố trí các khối linh kiện trong vỏ máy
4.3.2 Kiểm tra, hiệu chỉnh và thử nghiệm thiết bị
4.3.2.1 Kiểm tra phần cơ khí chế tạo
+ Kiểm tra các vết hở, các đường vênh trên thân máy, hiệu chỉnh lại bằng cơ khí như mài, doa, gò lại trước khi sơn Yêu cầu cơ khí là vỏ máy sau khi được lắp kín băng gioăng cao su thì phải đảm bảo chống ẩm, bụi không khí vì môi trường làm việc
chủ yếu của thiết bị là trong các mỏ hầm lò
+ Kiểm tra các phím bấm trên mặt điện thoại Yêu cầu cơ khí là phím bấm phải trơn,
nhẹ nhàng, không kẹt hoặc dính phím
+ Kiểm tra các bước gen trên ống nghe, các gioăng cao su khi sau khi lắp micro và loa trên ống nghe
+ Kiểm tra các bước ren các ốc vít phải đảm bảo chặt và chắc chắn
4.3.2.2 Kiểm tra thông số điện
a- Các dụng cụ cần thiết để kiểm tra:
- Máy hiện sóng (Oscilloscop) loại IS622 của ISO-TECH
- Máy đếm tần số (Frequency counter)
- Máy đo âm lượng (Sound Level Meter), loại CEL-110 của RSSingapore hoặc tương đương
Tấm nắp máy
Thân máy