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






Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nớc

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

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
1



Những ngời tham gia thực hiện dự án



Stt Họ tên Học vị
Nghề nghiệp chuyên
môn
Đơn vị
1 Phùng Mạnh Đắc Tiến sĩ
Công nghệ khai thác
hầm lò
Viện
KHCN mỏ
2 Trần Minh Tiến sĩ Tự động hoá mỏ
Viện

KHCN mỏ
3 Lê Văn Hải Kĩ s Điện khí hoá mỏ
Viện
KHCN mỏ
6 Nguyễn Anh Tuấn Kỹ s Thiết bị điện
Viện
KHCN mỏ
5 Phạm Văn Hiếu Kỹ s Điều khiển tự động
Viện
KHCN mỏ
6 Lê Văn Phúc Kỹ s Điện khí hoá
Viện
KHCN mỏ
7 Vũ Thế Nam Kỹ s Điện khí hoá xí nghiệp
Viện
KHCN mỏ
8 Phạm Xuân Thanh Kỹ s Điện khí hoá mỏ
Viện
KHCN mỏ
9 Phạm Quang Thái Kỹ s Điện khí hoá mỏ
Viện
KHCN mỏ
10 Nguyễn Đắc Sửu Kỹ s Điện khí hoá mỏ
C.ty than
Mạo Khê
11 Phạm Ngọc Tiến Kỹ s Điện khí hoá mỏ
C.ty than
Mạo Khê

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
2

Mục lục
Trang
Mở đầu
3
Phần I: các thông tin chung về dự án
5
1. Cơ sở xây dựng dự án 5
2. Sự cần thiết của dự án. Tổng hợp nhu cầu thị trờng

5

3. Mục tiêu của Dự án

6
4. Kinh phí thực hiện dự án 7
5. Các sản phẩm nghiệm thu 7

Phần II: báo cáo kết quả thực hiện dự án

8

Chơng 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu và ứng dụng ở trong
và ngoài nớc
9
Chơng 2
:
Các tiêu chuẩn chế tạo, thử nghiệm thiết bị thông tin
tín hiệu, hoạt động trong môi trờng khí nổ


16
Chơng 3: Sơ bộ lựa chọn giải pháp công nghệ
19
Chơng 4: Thiết kế chế tạo mẫu và hoàn thiện công nghệ, quy
trình chế tạo
20
4.1. Thiết kế chế tạo mẫu và hoàn thiện công nghệ, quy trình chế
tạo máy đàm thoại phóng thanh an toàn tia lửa
20
4.2. Thiết kế chế tạo mẫu và hoàn thiện công nghệ, quy trình chế
tạo máy điện thoại an toàn tia lửa
25
4.3. Thiết kế chế tạo mẫu và hoàn thiện công nghệ, quy trình chế
tạo máy thông tin di động phòng nổ điều độ tàu điện
30
4.4. Thiết kế chế tạo mẫu và hoàn thiện công nghệ, quy trình chế
tạo hộp đấu cáp an toàn tia lửa
36
4.5. Thiết kế chế tạo mẫu và hoàn thiện công nghệ, quy trình chế

tạo hệ thống giám sát-điều độ tập trung
39
4.6. Lắp đặt tại hiện trờng hệ thống giám sát-điều độ tập trung
51
Chơng 5: Kiểm định phòng nổ các thiết bị sản phẩm của Dự án
53
Chơng 6: Tổ chức dây chuyền sản xuất
58
6.1. Xác định quy trình sản xuất
58
6.2 . Tổ chức gia công chế tạo phần cơ khí
59
6.3. Lắp ráp, kiểm tra chất lợng
61
Phần III: báo cáo tài chính thực hiện dự án

62


Phần IV: kết luận
69

Phần V: các văn bản phụ lục
71
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
3

Mở đầu

Ngành than đang bớc vào thời kì tăng tốc phát triển về sản lợng và quy mô
đầu t cho công nghệ, với mục tiêu chiến lợc xây dựng một ngành công nghiệp
than có trình độ kĩ thuật tiên tiến, quản lí an toàn và hiệu quả.
V
ới chơng 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 đợc đầu t 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.
Trớc tình hình số lợng mỏ đang đợc 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 đa vào sử dụng các thiết bị này, cho đến năm 2003, còn gặp trở ngại
lớn là do chúng ta cha có đợc một cơ quan có chức năng kiểm định phòng nổ
cho các thiết bị điện. Hiện nay, ngành than đã có đợc 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 nớc các thiết bị điện nói chung và thiết
bị thông tin điều độ nói riêng.
Chính vì vậy, trong chơng 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 l
ò
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 hớng ứng
dụng các tiến bộ kĩ thuật trên thế giới nhằm hoàn thiện quy trình công nghệ chế
tạo các loại thiết bị.
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
4
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.

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
5

Phần I

các thông tin chung về dự án


1. Cơ sở xây dựng dự án.
Dự án đợc đăng ký trên cơ sở các đề tài nghiên cứu KHCN đã đợc nghiệm
thu. Đó là:
+ 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 lờng từ xa
thông số công nghệ nhà máy tuyển, đã nghiệm thu tháng 6 / 2004.
+ Các công trình nghiên cứu ứng dụng đã đợc 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 thuậtthi 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 trờng khắc
nghiệt, nguy hiểm. Do vậy thông tin tín hiệu (TTTH) luôn là phơng tiện thiết yếu,

đợc quy định là trang bị bắt buộc phải có trong các quy phạm an toàn của mọi
nớc 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 trớc một bớc, tạo cơ
sở cho việc xây dựng hệ thống điều độ tập trung, hiện đại hoá mỏ, đồng thời đây là
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
6
một trong những phơng tiện quan trọng nhất trong công tác phòng ngừa và xử lí
nhanh các sự cố xảy ra trong lò.
Các hệ thống điều độ tập trung áp dụng trong các mỏ than hầm lò nhằm thực
hiện các chức năng cơ bản sau:
- Giám sát diễn biến các quá trình công nghệ, thu thập thông tin về tình trạng
các thiết bị sản xuất. Đo lờng từ xa các thông số khí mỏ, điều kiện địa chất,
đo đếm sản lợng
-
Điều hành tác nghiệp các khâu cục bộ (tại gơng lò chợ, dọc tuyến máng
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 bớc vào thời kì tăng tốc phát triển về sản lợng và quy mô
đầu t cho công nghệ, với mục tiêu chiến lợc xây dựng một ngành công nghiệp
than có trình độ kĩ thuật tiên tiến, quản lí an toàn và hiệu quả. Với chơng 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 đợc đầu t
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.
Trớc tình hình đó, ngành than cần đợc 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 đợc hệ thống điều độ sản xuất tập trung ở mỏ than hầm lò
nhằm thay thế các thiết bị nhập ngoại.



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
7
4. Kinh phí dự án
Tổng kinh phí dự án: 6.670 triệu đồng
- Vốn hỗ trợ từ ngân sách Nhà nớc : 2.009 triệu đồng
- Vốn tự có : 86 triệu đồng
- Huy động từ các nguồn khác : 4.575 triệu đồng

Kinh phí thu hồi dự án:
1.600 triệu đồng
(80% kinh phí hỗ trợ từ ngân sách KHCN)


5. Các sản phẩm nghiệm thu:
Danh mục các sản phẩm nghiệm thu

TT Tên sản phẩm Số
lợng
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,


- Máy thông tin di động phòng nổ
điều độ tàu điện,




- Hộp đấu cáp phòng nổ




- Hệ thống giám sát-điều độ tập
trung


20

30



20





50




01

- Cấp phòng nổ ExIa (TCVN 7079)
- 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
- Đờng kính lõi cáp lớn nhất: 20mm
- Độ bền cơ: 20J





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
8









Phần hai

báo cáo kết quả thực hiện dự án




















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
9
Chơng 1

tổng quan tình hình nghiên cứu, ứng dụng
ở trong và ngoài nớc


1.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng ở nớc 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
hệ thống thông tin điện thoại toàn mỏ, loại
TA-1. Hệ thống này ra đời đã dần
thay thế hệ thống YPTC sử dụng phổ biến nững năm 1960. Hệ này sử dụng 2
phơng pháp đảm bảo an toàn tia lửa cho đờng dây trong lò:
- đa sẵn vào máy điện thoại mạch bảo vệ chống tia lửa, áp dụng khi các máy
trong lò đợc nối với máy tổng đài ngoài lò một cách trực tiếp, hoặc gián tiếp qua
bộ chuyển mạch.
- sử dụng mạch chống tia lửa riêng biệt để cách ly máy tổng đài (ATC) với
mạch thông tin trong lò, cho phép gọi từ tổng đài và nhận số từ các thuê bao.
Các loại máy điện thoại phòng nổ sử dụng phổ biến cho tới nay là các loại
ềỉ-
60, ềỉ2
và
ềỉ-ềẹ.

.

a) b)

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


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
10
Các giải pháp hoàn thiện máy điện thoại phòng nổ đợc các nớc phát triển
theo các hớng: kết cấu vỏ phòng nổ trớc đây thờng bằng gang, dạng không
thấm nổ (Exd) đợc thay thế bằng vỏ composit hoặc tôn dập, dạng an toàn tia lửa
(Exia) do vậy kích cỡ, khối lợng máy nhỏ gọn hơn trớc nhiều. Các mâm quay
số truyền thống đợc 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 nớc 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 đờng 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 nớc phát triển, ngoài hình thức thông tin
truyền thống là điện thoại, ngời 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 nh 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
gơng 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

NATTL KĐA
T

CCĐLV
KĐCT MF
KĐM
CCĐLV
KĐCT MF
KĐM
Đờn
g
dâ
y
thôn
g
tin
Máy trạm tổng dài
Máy đàm thoại PT
trong lò
Máy đàm thoại PT
trong lò
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
11
Tại Ba Lan, những hệ thống đàm thoại phóng thanh đầu tiên đợc ứng dụng
nhằm liên lac giữa ngời điều độ và thợ lò dọc gơng lò chợ là các hệ GT-2, GT-
3, ra đời những năm 1970. Các hệ tiếp theo đợc hoàn thiện theo hớng kết cấu
an toàn tia lửa (Exia) có thêm chức năng phát tín hiệu cảnh báo trớc khi khởi
động thiết bị gơng 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 nớc 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 tợng 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 tợng 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
sử dụng hệ thống
Y
KRA
NA-M65 và BCT-70 (hình 1.4). Đây là các thiết bị thu
phát cao tần, sử dụng đờng trôlây làm đờng 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 phơng tiện vận tải này ngời 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.




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
12










a) b)
Hình 1.4: a- Máy đàm thoại tàu điện cần vẹt đầu tiên của Liên xô,
Y
KRA

NA-M65,
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 phơng pháp thông tin sử dụng cáp thép nâng trục giếng làm môi
trờng truyền sóng cao tần, đợc phổ biến từ lâu trên thế giới.
* Thông tin dò tìm nhân sự qua mạng nhắn tin cao tần:
Gần đây ở một số nớc nh Canada, Australia ngời 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
đờng cáp hở đồng trục. Hệ thống Flexcom, đã quen thuộc ở nhiều nớc 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 tợng trong và ngoài lò


Thông tin điện thoại hoặc đàm thoại phóng thanh tới tất cả các vị trí sản xuất
của mỏ
Đo lờng từ xa các thông số khí mỏ, đếm goòng, quan trắc điều kiện địa chất
mỏ.
Trong xu hớng hiện đại hoá công tác điều hành sản xuất mỏ hầm lò, trong
khoảng 10 năm gần đây nhiều nớc 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
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
13
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 xởng trên mặt bằng cũng nh tình trạng thông gió, khí mỏ, vị
trí, mật độ và sự di chuyển của đội thợ lò; trạm điều độ trung tâm còn đợc 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 nớc 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 đợc 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 đợc 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 nớc.
Các mỏ than nớc ta đã hàng chục năm nay hầu nh không áp dụng đợc
những tiến bộ kĩ thuật nào đáng kể trong lĩnh vực điều hành sản xuất, cha một
mỏ nào có đợc hệ thống giám sát, điều độ tập trung, các hệ thống thông tin
công nghệ, liên lạc chỉ huy tác nghiệp cục bộ, cũng nh 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 lợng trong ca, số liệu về khí mỏ đo đầu ca và xử lí các
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
14
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 đợc sử dụng trong hầu hết
các mỏ hầm lò, số lợng máy trang bị trong các mỏ còn hạn chế và cha đúng
các tiêu chuẩn quy định.
Hiện tại để đáp ứng nhu cầu của ngành than cha có đơn vị nào đợc đầu t
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 lờng, cung cấp
điện của Viện chế tạo đang đợc sử dụng và khai thác có hiệu quả trong nhiều
mỏ hầm lò.
Tổng hợp nhu cầu thị trờng 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 dới đây.
























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
15

Bảng 1.1: Tổng hợp nhu cầu thị trờng về các thiết bị thông tin tín hiệu-điều độ sản xuất tập trung trong ngành than hầm lò

D báo nhu cầu
2007 2008 2010
Tên thiết bị
Mạo
Khê
Khe
chàm
Toàn khối
mỏ hầm lò
Vàng
Danh
Mông
Dơng
Toàn khối
mỏ hầm lò
Hà Lầm
Thống
nhất
Toàn
ngành
Máy đàm thoại phóng thanh an
toàn tia lửa
33 25 220 25 35 400 50 50 1000

Máy điện thoại an toàn tia lửa 30 25 200 30 30 400 40 40 800
Máy thông tin tàu điện 10 15 120 20 20 300 20 30 500
Hộp đấu cáp phòng nổ 30 30 200 30 30 500 40 40 1000
Cảm biến tốc độ gió 10 6 100 15 15 150 15 15 300
Hệ thống giám sát-điều độ tập
trung
1 1 5 1 1 9 18

Năm 2006 toàn ngành mỏ khai thác hầm lò có:
- 9 mỏ hầm lò lớn: Mạo Khê, Vàng Danh, Nam Mẫu, Hà Lầm, Dơng Huy, Quang Hanh, Thống Nhất, Mông
Dơng, Khe Chàm.
- 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.



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
16

Chơng 2

Các tiêu chuẩn chế tạo, thử nghiệm thiết bị
thông tin tín hiệu, hoạt động trong môi trờng khí nổ


Việc thiết kế chế tạo và kiểm định các thiết bị thông tin tín hiệu-sản phẩm của

Dự án đợc 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 lờng Chất lợng 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 đợc sử dụng là:
- TCVN 7079-0: 2002: Các quy định chung
- TCVN 7079-1: 2002: qui định các yêu cầu kỹ thuật và phơng pháp thử đối
với vỏ không xuyên nổ của thiết bị điện dùng trong mỏ hầm lò có dạng bảo vệ
"d".
- TCVN 7079-7: 2002 : qui định yêu cầu kỹ thuật và phơng pháp thử đối với
thiết bị điện đợc tăng cờng độ tin cậy dùng trong mỏ hầm lò có dạng bảo vệ

e

.
- TCVN 7079-11: 2002: qui định các yêu cầu kỹ thuật và phơng pháp thử đối
với các thiết bị điện dùng trong mỏ hầm lò có dạng bảo vệ an toàn tia lửa

i

.
Tiêu chuẩn TCVN 7079-0: 2002 , áp dung chủ yếu trong chế tạo, kiểm định các
sản phẩm dự án, yêu cầu tuân thủ các điều kiện sau:
+ Kết cấu phòng nổ an toàn tia lửa (Intrinsic safe explosion-proof structure)
Kết cấu phòng nổ đợc thiết kế sao cho không gây bốc lửa khí thử trong điều
kiện vận hành bình thờng 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 tơng ứng của TCVN 7079-0
(các điều kiện thử này bao gồm hoạt động bình thờng và điều kiện sự cố) có khả
năng gây bốc lửa môi trờng khí nổ. Mạch đợc 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)]
Điện áp vào cực đại (U
i
) [Maximum input voltage (U
i
)]
Điện áp ra cực đại (U
o
) [Maximum output voltage (U
o
)]
Dòng điện ra cực đại (I
o
) [Maximum output current (I
o
)]
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
17
Công suất vào cực đại (P

i
) [Maximum input power (P
i
)]
Công suất ra cực đại (P
o
) [Maximum output power (P
o
)]
Công suất lớn nhất trong mạch an toàn tia lửa, có thể lấy at ừ các thiết bị.
Điện dung ngoàI cực đại (C
o
) [Maximum external capacitance (C
o
)]
Điện dung trong cực đại (C
i
) [Maximum internal capacitance (C
i
)]
Điện cảm trong cực đại (L
i
) [Maximum internal inductance (L
i
)]
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 đờng rò) trong không khí (Creepage distance in
air)
+ ống luồn cáp phải đảm bảo để:

- luồn cáp qua vỏ thiết bị mà không làm h hỏng cáp;
- kẹp đợc cáp, nối ghép vỏ bọc thép, vỏ hoặc màn chắn kim loại.

ố
ng 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 đợc loe tròn với bán kính cong của miệng loe không nhỏ hơn một
phần t đờng 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 đợc tách ra khỏi các cọc của
mạch không an toàn tia lả 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 phơng 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 đợc
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 đợc 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 hớng nào quanh vách ngăn.

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
18
Các vách ngăn kim loại phải đợc tiếp đất và đủ vững chắc để đảm bảo rằng
chúng không thể bị h hại trong quá trình đấu dây.
Các vách ngăn cách điện phi kim loại phải có đủ độ dày và đợc gia cố để
chúng không dễ bị biến dạng có thể làm hỏng chức năng của chúng. Các vách
ngăn nh vậy đợc xem là phù hợp nếu chúng dày ít nhất 0,9 mm hoặc trải qua
thử nghiệm nêu ra trong 9.7 nếu độ dày nhỏ hơn.
+ 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 đợc 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 đợc 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 đợc thử va đập mà
không bị nứt hoặc phải đợc bảo vệ bởi một vỏ bọc có khả năng chịu đợc va
đập tơng tự. Chỉ các khe hở có giá trị nh nêu trong tiêu chuẩn mới có khả
năng ngăn ngừa đợc tác động của môi trờng .
+ Điện cảm và điện dung của nguồn điện
Thông số cho phép để đấu dây ngoài của thiết bị phải đợc 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.
+
ắ
c quy nguồn điện:
Bình ắc quy phải có kiểu dáng để không bị tràn chất điện phân hoặc phải
đợc bao bọc để ngăn ngừa h hại do chất điện phân tràn vào các mạch điện
ảnh hởng tới loại bảo vệ. Các buồng chứa ắc quy tạo ra khí nguy hiểm
cháy nổ phải đợc thông gió tốt để ngăn ngừa sự tích tụ nồng độ khí này.






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
19

Chơng 3

Sơ bộ lựa chọn giải pháp công nghệ


Xét yêu cầu về kĩ thuật và chất lợng sản phẩm cùng điều kiện thực tế để tổ
chức sản xuất, nhóm đề tài xác định sơ bộ giải pháp công nghệ sản xuất các sản

phẩm dự án trình bày trên sơ đồ hình 3.1 dới đây:

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
Mạ cổ cáp. Sơn tĩnh điện
Hoàn thiện thiết k
ế

mạch bằng phần
mềm chuyên dụng
Chế tạo mạch mẫu
Lắp ráp sản phẩm
Đổ bọc kín mạch an
toàn tia lửa. Tẩm sấy
Kiểm tra, hiệu chỉnh
Kiểm tra điều kiện vi
hậu
Kiểm định phòng nổ
Xuất xởng
Đạt
Không đạt
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

20

Chơng 4

Thiết kế chế tạo mẫu và hoàn thiện công nghệ chế
tạo Các sản phẩm dự án


4.1. Thiết kế chế tạo mẫu và hoàn thiện công nghệ chế tạo
máy đàm thoại phóng thanh an toàn tia lửa
Trên cơ sở tham khảo các loại máy đàm thoại phóng thanh phòng nổ của Ba lan,
Australia, Trung Quốc, nhóm đề tài đã lựa chọn giải pháp thiết kế nh sau:
- Mạch khuếch đại mic rô sử dụng loại 1 tầng tranzito. Mạch khuếch đại công
suất sử dụngvi mạch tuyến tính.
- 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 đợc 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 đợc phân cấp tới hạng 2. Hệ thóng, cấu thành bởi các máy
đàm thoại và máy nguồn, đợc kiểm định theo tiêu chuẩn TCVN 7079:2002
Các máy thông tin trong lò đợc cung cấp bởi ắc quy 7,2V bên trong máy và
đợc nạp bổ sung liên tục từ máy nguồn đặt ngoài mặt bằng hoặc cuối đờng dây
(nếu chiều dài của đờng lò dài hơn 600m).

Hình 4.1:
M
áy đàm thoại phóng thanh ĐTPN-7

Giắc vào cáp tín
hiệu
Nút phát báo
động
Nút đàm thoại
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

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 đợc sản xuất bằng tôn đen dày 2mm,
gồm 2 phần chính:
- Phần nắp: Gia công bằng tôn dầy 2mm có kích thớc 200x220mm
Tấm nắp đợc 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 thớc (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) đợc bắt vào 2 thành
bên của máy bằng 4 vít M3x30, giữa giắc và thành vỏ máy có lót gioăng cao su
mềm.
N
g
uồn sạc ắc
qu
y
cho các
máy lẻ
Cá
p
thôn
g

tin 4x1
Các máy le bố trí dọc máng
cào lò chân, dọc băng tải,
sân ga
Má
y
chủ,
(đặt trong
phòng điều
khiển
380/
127V
220
V
Các máy

lẻ bố trí
dọc giếng
ngiêng
N
g
uồn
p
hòn
g
nổ
cho các má
y
lẻ
tron
g
lò
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

22
Micro đợc bắt vào nắp máy từ phía trong . Giữa micro và nắp máy có gioăng
đệm cao su để làm kín. Âm thanh đợc truyền vào micrô qua 5 lỗ

2 trên mặt
máy.
Hai loa điện động 2W-4, bọc kín bằng tấm Plastic, đợc bắt trên 2 thành bên
của máy bằng 4 vít M5x30 . Các vít này đều là vít chống tháo bằng dụng cụ thông

thờng. Giữa loa và thành máy có đệm cao su mềm để làm kín, trên thành máy tại
vị trí bắt loa có khoan 35 lỗ 4
Các linh liện đợc lắp trên bảng mạch in, với bề dày của phíp là 1,5mm và chiều
dày của lớp đồng 35àm, khoảng cách nhỏ nhất giữa 2 đờng mạch in là 0,7mm.
Toàn bộ mạch điện tử đợc đổ bọc kín bằng Epoxy cùng bộ nguồn ắc quy

4.1.2. Nguyên lí hoạt động

Mạch đàm thoại đợc 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

/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.
Khi ngời sử dụng ấn nút
PHáT, tín hiệu từ mạch khuếch đại micro đợc
chuyển lên đờng dây vào các máy khác, đợc khuếch đại qua IC1 rồi phát ra loa.
Tất cả các máy lẻ đều cùng nghe đợc tín hiệu gọi. Thao tác trả lời thực hiện tơng
tự. Tín hiệu gọi TH gửi lên đờng 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.

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

23

















Mạch máy đàm thoại
R2
R11
R9
R7
+
C14
R10
TP

R5
7,2V
P
+
R12
IC2
HA17555
R8
R6
R1
C16
R15
R16
R14
GND
P
D1
IC1
P
D3
C15
R4
+
C8
R17
+
C1
R13
+
C12

BD
C6
TH
C13

MIC
883àH
+

c qu
y
đổ bọc kín
Chú
g
iải

TP: Nút ấn thu phát
BĐ: Nút ấn báo động
TH: Cửa vào/ra tín hiệu
Mic: Micro
L: Loa
P: rơ le
L
Ni-Cad
6x1,2V

T1
+
+
C5

C7
C9
C10

C11
C3

R18
IC3
HA17555
411mH
170àH
R18
R3
C2
IC4
Hình 4.3: Sơ đồ nguyên lí máy đàm thoại an toàn tia lửa ĐTPN-7

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

4.1.3. Kiểm tra, hiệu chỉnh và thử nghiệm thiết bị
+ Các dụng cụ cần có để kiểm tra:
- Đồng hồ vạn năng, loại CX506A, CD 721 của
SanWa
hoặc tơng đơng
- Máy hiện sóng (Oscilloscop) loại IS622 của ISO-TECH
- Máy đếm tần số (Frequency counter)

- Máy đo âm lợng (Sound Level Meter), loại CEL-110 của RSSingapore hoặc
tơng đơng
+ 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
- Âm lợng trong cự li 1m cách máy
+ Các bớc thực hiện:
- Dùng đồng hồ vạn năng kiểm tra các thông số dòng điện, điện áp tại các điểm
xem đã đạt yêu cầu cha.
- Dùng máy hiện sóng kiểm tra tín hiệu điện trên cực gốc của tranzito T1 nhằm
xác định tín hiệu âm tần chuyển đổi qua micro có bị méo không.
- 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 đợc với các giá trị đăng kí
Stt Các chỉ tiêu kĩ thuật Giá trị đăng kí
cần đạt
Giá trị đạt đợc
1


2
3
4
5
6

7

8
Cấp phòng nổ


Cấp bảo vệ
Điện áp làm việc định mức:
Dòng điện làm việc định mức:
Dòng điện tiêu lớn nhất:
Công suất phát ra loa
Điều kiện sử dụng:

Kích thớc
An toàn tia lửa
Exia theo TCVN
7079
IP54
7,2V


An toàn tia lửa Exia
theo TCVN 7079

IP54
7,2V
150mA
< 900mA.
P
max

= 1W.
Nhiệt độ:(-5ữ40)
0
C;
Độ ẩm:(30ữ95)%RH.
160 x 270 x 200mm