“矿用甲烷断电仪+传感器”是构成煤矿瓦斯（主要指甲烷）监测、预警和自动控制的核心安全系统。 我们可以把它理解为一个 “感知-大脑-行动” 的闭环安全系统。 系统构成与分工 1. 传感器（感知器官） • 角色： 系统的“眼睛”和“鼻子”，负责实时采集环境数据。 • 主要类型： ◦ 甲烷传感器（核心）： 连续监测安装地点的甲烷气体浓度。通常采用催化燃烧式（测量0%~4%范围）和热导式（测量高浓度范围）原理。 ◦ 其他配套传感器： 如风速传感器、风压传感器、设备开停传感器、馈电状态传感器等。它们提供通风状态和设备运行状态信息，是判断是否应该断电的重要辅助依据。 • 关键特性： ◦ 精确度与稳定性： 测量必须准确可靠。 ◦ 响应时间： 检测到甲烷浓度升高后，必须在数秒内将信号传递出去。 ◦ 防爆性： 必须是矿用本质安全型（Ex ib I Mb） 或隔爆型，确保在易燃环境下不会引发火花。 ◦ 校准： 需要定期使用标准气样进行调校，确保精度。 2. 甲烷断电仪（控制主机 / 大脑） • 角色： 系统的“大脑”，负责处理信息、做出判断并发出指令。 • 核心功能： ◦ 信号接收与显示： 接收来自各传感器的模拟或数字信号，并实时显示甲烷浓度等数据。 ◦ 逻辑判断与报警： 根据预设的程序（通常严格遵循《煤矿安全规程》）进行判断。 ■ 预警： 当甲烷浓度达到预设的报警值（例如 ≥0.8%）时，发出声光报警，提示工作人员注意。 ■ 断电判断： 当甲烷浓度达到预设的断电值时（例如 ≥1.0%），启动断电逻辑。 ◦ 发出控制指令： 向被控设备的电源控制箱（磁力启动器） 发出断电指令信号。 ◦ 闭锁与解锁： 断电后，只有当甲烷浓度恢复到安全阈值以下（例如 <0.8%）时，才允许人工复位/解锁，防止擅自送电。 ◦ 数据存储与传输： 现代断电仪通常具备数据记录和上传功能，可将数据传至地面监控中心。 3. 执行机构（行动肢体） • 角色： 执行“大脑”发出的断电指令。 • 主要设备： 被控区域电气设备（如采煤机、掘进机、运输机等）的矿用隔爆型磁力启动器或真空馈电开关。 • 过程： 断电仪输出的控制信号（通常是一个无源接点或电流信号）作用于这些开关的控制回路，使其跳闸，从而切断动力电源。 工作流程（闭环控制） 以掘进工作面为例： 1. 监测： 安装在掘进工作面回风流、混合风流等关键位置的甲烷传感器，连续监测甲烷浓度。 2. 传输： 浓度信号通过电缆或无线方式传输至设置在新鲜风流中的甲烷断电仪。 3. 判断： ◦ 浓度 < 0.8% → 正常显示，无动作。 ◦ 浓度 ≥ 0.8% → 断电仪和传感器本地声光报警，提醒工作人员排查隐患。 ◦ 浓度 ≥ 1.0% → 断电仪立即进入断电程序。 4. 执行： 断电仪向掘进工作面所有非本质安全型电气设备的磁力启动器发出断电信号。 5. 断电： 磁力启动器跳闸，切断掘进头所有动力电源（局部通风机电源除外，必须独立供电且闭锁）。 6. 闭锁： 电源被切断后，即使甲烷浓度短暂下降，也无法人工送电，必须等待浓度持续稳定在0.8%以下，由专职人员操作复位，才能恢复供电。