1、防爆设备改装方案概要防爆设备改装专项方案1、编制依据MT989-2006矿用防爆柴油机无轨胶轮车通用技术条件MT990-2006矿用防爆柴油机通用技术条件GB3836.12000爆炸性气体环境用电气设备第1部分，通用要求；第2部分，隔爆型“d”； 第4部分，本质安全型“i”MT818.11999 煤矿用阻燃电缆 第1单元 煤矿用阻燃类软电缆第1部分：一般规定MT22090 煤矿用防爆柴油机排气中一氧化碳、碳氧化物检验规范煤矿安全规程Q/BXJ003-2008 BX4108DFB防爆柴油机技术条件Q/BXJ004-2006 KXB-120/24J柴油机车隔爆型电源控制箱Q/BXJ005-2006
2、 ZZB-15/24J柴油机车自动保护装置Q/BXJ008-2009 KBQC-4.5/24柴油机车隔爆型起动机技术条件Q/BXJ014-2009 KFZ-500 隔爆型交流发电机技术条件2、编制原则为了确保XX隧道瓦斯地段施工安全与质量，防止重大安全事故发生。通过提前制定XX隧道施工机械的防爆改装方案以应对瓦斯的出现，确保工程顺利进行。由于防爆改装对车辆动力性能有明显影响，鉴于XX隧道施工工期紧迫，在未检出瓦斯气体前不进行防爆改装，在检测出瓦斯气体后按照本方案进行防爆改装，必要时停止施工进行改装。3、工程概况XX隧道进口位于XX市XX县XX镇屯里村南侧冲沟沟口处，出口设在XX市XX乡XX村东
3、侧坡体上，起讫里程DK482+698DIK498+115，全长15417m。为了加快施工进度，分进口、出口、3座斜井共5个工区8个工作面组织施工。隧道钻孔现场测试天然气最大浓度为13720ppm；隧道区虽无储集油气构造，但断层、节理裂隙发育。地腹有二叠系山西组及石炭系太原组煤系地层及煤9层含瓦斯。深部煤层气在施工过程中有沿断裂构造向上加速溢出的可能，综合判定XX隧道为高瓦斯隧道，以下里程段工区为高瓦斯工区：表3-1XX隧道高瓦斯区段统计表序号里程段落所在工点长度（m）备注1DK487+390DK487+8901#斜井出口端5002DK488+660DK489+1001#、2#斜井440其中1#
4、斜井335m，2#斜井105m。3DK489+700DK490+1602#斜井进口端4604DK490+820DK491+4232#斜井出口端6035DK493+350DK493+7603#斜井进口端410合计24131#斜井835m，2#斜井1168m，3#斜井410m。4、工程车辆进行防爆改装的项目（部位）：4.1、发电机改装为符合国家标准要求的隔爆型发电机。4.2、把原机启动机，改装为隔爆型起动机。4.3、使用免维护蓄电池装在隔爆箱内，电路中接线处各种操纵开关均安装在隔爆箱内（电源控制箱）。4.4、照明、信号灯、喇叭均采用了防爆产品（LED隔爆灯）。4.5、对于容易产生静电积聚的非金属件
5、采取了抗静电措施。4.6、为了检测甲烷，加装了甲烷报警器。4.7、为控制排气温度在70，在排气管出口处安装了废气处理箱，废气处理箱出口处安装阻火器以消除排起火花。对排气支管涡轮增压器表面采用太空绝热材料包封，排气支管和废气处理箱连接用层套式不锈钢水夹层管以保证机体温度150。4.8、本机按标准要求增设了七项自动保护设置。自动保护装置为本安兼浇封型。当机器运转中某一项超过设定安全值时，自动声光报警，延时15秒60秒柴油机车自动停机。项目及安全设定值如下：表4-1 保护项目及设定安全值序号项 目 名 称设 定 值保护动作值备 注1柴油机机体表面温度1501455可根据要求设定保护项目及保护动作值2
6、柴油机排气温度706823柴油机冷却水温度959524柴油机机油压力0.08MPa0.080.01 MPa5补水箱水位高于设定水位缺水6柴油机转速柴油机最高转/分柴油机最高转7甲烷浓度1%CH41%4.9、按MT989和MT990标准，工程机械车辆，应配置便携式甲烷检测报警器，设定值1%瓦斯浓度，当工作环境中瓦斯浓度达到1%时，瓦斯报警器自动声光报警，此时应及时停车迅速撤离工作场地。待隧道内经通、排风处置后，方能进入隧道内重新作业。4.10、对于带有涡轮增压器的车辆，空气关断阀安装在废气处理箱的前方。对没有涡轮增压器的设备增设空气关断阀，一但发生进气回火火花在汽缸外直接燃烧的意外情况，立即拉动
7、关断阀手柄，阻止空气进入气缸，迫使设备停止工作。5、工程机械车辆改装所用材料工程车改装所用材料分为自制件和配套件两部分。5.1自制件（主要部分）1、废气处理箱、补水箱采用1Cr18Ni9Ti不锈钢制作；2、双层排气管外管采用1Cr18Ni9Ti不锈钢制作；内管为不锈钢金属软管；3、废气处理箱排气口管、排气阻火器均采用不锈钢制作。5.2配套部件(受控部件)1、KXB-120/24J 柴油机车用隔爆型电源控制箱2、ZZB-15/24J 柴油机车自动保护装置3、DGY35/24B 隔爆型机车灯4、DGY3/48L 隔爆型信号灯5、JCB4(O-4.00%CH4) 甲烷检测报警器6、RB2-19 二层
8、钢丝编织液压支架胶管7、M-V1500 煤矿用阻燃抗静电V带6、结构和原理6.1排气处理系统排气冷却系统的功能是使排气出口处废气温度70；熄灭排气中的炭粒燃烧而形成的火星。排气冷却系统结构如下图。 图6-1排气处理系统简图排气处理系统的型式为补水箱式，它的工作原理是：柴油机600左右的排气经过柴油机排气总管1涡轮增压器2夹层排气管3进入废气处理箱10水面下部，然后经过水洗从水面冒出，再经过排气阻火器7排放至大气中。由于排气流经过夹层管和进入废气处理箱水洗冷却，排放至大气中的排气实现了70。排气经过阻火器时，阻火器可完全熄灭排气中较大炭粒可能残存火星。阻火器出气口处安装有温度传感器6，当排气在出
9、口处温度超过70时，会声光报警，延时15秒60秒使柴油机自动停机。由于废气处理箱在工作状态下，是不断耗水的，耗水由补水箱4通过连通胶管5，浮球阀9向废气处理箱10补水，使其水位一直保持在设定水位。补水箱上设有加水口、出水口、放水螺塞，设置有油（水）标，是让操作者观察及时加水的。补水箱上设置有水位传感器，当补水箱水位过低丧失向废气处理箱补水能力时，会自动报警，延时15秒60秒内使柴油机自动停机。排气支管和涡轮增压器外壳选用纳米陶瓷空心颗粒、硅铝纤维、各种反射材料为主要成分的太空节能高温隔热材料，其导热系数0.03W/Mk，耐温辐射度在-801500，可抑制增压器表面和排气支管表面热辐射和热量传导
10、。控制其表面温度在150以下。从增压器到废气处理箱之间连接用层套式水夹层管（不锈钢管）制作，其内用不锈钢蛇型管，外用不锈钢管，中间为水，以保证表面温度在150以下。6.2防爆电气系统结构与使用防爆电气系统由隔爆电源箱、隔爆操纵箱、自动保设装置、防爆发电机和防爆启动马达、防爆照明与信号灯。用阻燃电缆（线）将各装置连接而形成系统。 图6-2防爆电气原理图 （国二）6.2.1.具体操作按下述程序执行：首先用专用工具打开电源总开关K，电源总开关安装于隔爆电源箱上，隔爆电源箱安装在左侧原电瓶安装处,然后观察指示灯是否亮，指示灯安装在隔爆操作箱上，隔爆操作箱安装于两驾驶座中间平台上，指示灯亮表示电源与电网
11、接通。此时可以按下装置于隔爆操作箱的启动按钮K2，发动机即可起动。启动操作要按柴油机专用保养说明书的规定实施。隔爆操作箱上安装有两个拉线开关K3和K4，一个控制前照明灯和前信号灯，一个控制后照明灯和后信号灯。自动保设装置由控制盒，电源变换盒，气动阀体和七个传感器四部分构成。控制盒安装于驾驶室仪表盘上，电源变换盒、气动阀体安装于发动机后部右侧，气缸连接线与发动机高压供油泵油门开关相连接。七项传感器分别安装于下述位置：1、排温（70）传感器安装在废气处理箱出口处；2、表面温度（150）传感器安装于排气管上部；3、水箱温度（95）传感器安装在水箱顶部；4、油压（0.1MPa）传感器安装于发动机主油道
12、处； 5、水位传感器安装于废气处理箱上；6、转速（2650转/分）传感器安装于曲轴皮带轮处；7、甲烷传感器安装于驾驶室外。6.2.2.保护系统的工作原理当某一项超过设定安全值时，给控制盒电讯号，控制盒接受讯号后，发出声光警报，延时30秒后触发电磁电路，关断空气阀，气缸活塞杆靠弹簧力向外运动，拉动停油杆停止向发动机供油，发动机停止运转。该系统适用于国二标准和带有涡轮增压器的国三柴油机。图6-3国三车用ECU中央控制器与车用自动保护系统连接电气原理图对于满足国三、国四排放的潍柴wP10/WP12采用德国BOSCH高压共轨技术的柴油机。据调查，国外进口和国产的防爆煤矿用车辆目前均执行国二标准，采用传
13、统的机械式喷油。对电控高压共轨喷油的柴油机，采用措施为：（1）在防爆柴油机的自动保护装置和柴油机控制器ECU之间加一装置。应用断电的方法，当七项控制要素某一项达到计定值时，自动保护系统声光报警，计算机断电，柴油机车停车。原理图见图3（2）对可产生火花的部位，采用各报控制盒，将接扦件放在隔爆盒内。（3）对不能安装隔爆盒的接扦件，应用抗静电阻燃胶带进行包封。7、配套产品的性能技术参数7.1 KXB-120/24J柴油机车隔爆型电源控制箱KXB-120/24J柴油机车用隔爆型电源控制箱是防爆柴油机车用电气设备。按照国家标准GB3836.1-2000、B3836.2-2000爆炸性气体环境用电标准设计
14、和生产的。可作为防爆柴油机车用的电源和操作装置，在煤矿井下或其它有瓦斯和粉尘爆炸性气体环境的场所使用。电源控制箱为防爆柴油机车上的用电设备供电，同时引入发电机所发的电为蓄电池充电。该电控箱外壳用钢板焊接，分为隔爆主腔和接线腔，防爆面符合国家标准。具有用途广（柴油机、装载机、柴油机车）结构简单、操作方便、体积小巧、工作可靠、维护方便等特点。表7-1 KXB-120/24J柴油机车隔爆型电源控制箱性能技术参数序号项 目参 数1防爆形式隔爆型2防爆标志ExdI3额定电压24 V4额定容量120Ah/单只 2只（串连）5最高充电电压14.4v/单只6最大充电电流2A3A 充至14.4V/单只7瞬间最大
15、放电电流350A8短时最大放电电流180A(35秒)9连续最大放电电流10A7.2 ZZB-15/24J柴油机车自动保护装置ZZB-15/24J柴油机车自动保护装置是根据国家GB3836.1-2000，GB3836.4-2000标准和行业标准设计生产的，适用于煤矿井下防爆柴油机车运行和安全生产的随机检测和保护。或其它有甲烷和粉尘等爆炸性气体环境。自动保护装置由控制盒、电源变换盒、液位传感器、水温传感器、尾气温度传感器、机体表面温度传感器、机油压力传感器、转速传感器、甲烷传感器等组成。当被测参数超限时，控制盒内发出声光报警，并按设定的延时时间自动关闭柴油机供油系统，从而保证环境和柴油机的安全。自
16、动保护装置具有接线简单，安装灵活，使用维护方便等特点，同时具有短路保护自动恢复功能。表7-2 ZZB-15/24J柴油机车自动保护装置性能技术参数 序号检测项目测量范围保护动作值动作误差1柴油机机体表面温度0-15014552柴油机冷却水温度0-1009523柴油机排气温度0-1006824柴油机机油压力0.1MPa-0.8MPa0.08MPa0.01MPa5水箱水位低水位-满水缺水时缺水6柴油机转速0-3000r/min2640r/min57甲烷浓度1-41.00真值的10装置的电源变换盒，额定电压24V，额定功率15W。装置的执行机构为短时工作制，工作时间小于10min间隔不小于10min
17、。使用电流100mA、电压5V。装置的声、光报警：当各传感器某一个达到设定值时能自动报警。在设定的时间内(20s-30s允许误差10s)能接通执行机构的电源迫使柴油机供油中断，熄火停车。 声、光报警在距控制盒1m远处声级强度80dB。光报警在暗处能见度5m。7.3隔爆型永磁发电机隔爆型永磁发电机转子磁场为永久磁场，电枢为三相绕组，星形（Y）联接（中心点内接），该发电机体积小，结构简单，维护方便，工作可靠，发电机外壳做成隔爆型，可用于煤矿Exd易燃易爆环境，由于采用永久磁场，省去电刷等结构，不产生环火，使工作安全可靠，同时对周围无线电无干扰。表7-3 隔爆型永磁发电机参数序号参数型号FB-350
18、/24YFB-500/24Y1额定功率350(W)500(W)2标称电压（配调节器）24(V)直流24(V)直流3额定电压（配调节器）24、28(V)直流24、28(V)直流4额定电流12.5（A）17.8（A）5额定转速3000r/min3000r/min6最低工作转速1500r/min1500r/min7最高工作转速4000r/min4000r/min8防爆型式ExdExd9工作电流012.5(A)017.8(A)10绝缘等级BB11配用调节器型号TB-350/24YFTB-800/24YF7.4 ZBQ-4.5/24矿用隔爆型起动机该产品是矿用隔爆型电器设备，可在煤矿井下或其它有甲烷和煤
19、尘等爆炸性混合物的场所使用。ZBQ-4.5/24矿用隔爆型起动机依据GB3836.1-2000、GB3836.2-2000等国家标准和行业标准的规定而设计，并经有关检验单位检验合格，具有防爆合格证和安全标志准用证。本起动机为四极直流串激隔爆电动机，采用滚柱式单向离合器实施超速保护，由电磁开关控制主触点电路接通和齿轮啮合。表7-4 ZBQ-4.5/24矿用隔爆型起动机序号防爆标志Exd1额定电压DC24V2输出功率4.5KW7.5 DGY9/24L(A)矿用隔爆型机车灯DGY9/24L(A)矿用隔爆型机车灯选用先进的LED光源及电源稳压系统，省电节能，使用寿命长。可交直流两用，在电压16V-58
20、V之间能够正常点亮. 表7-5 DGY9/24L(A)矿用隔爆型机车灯性能技术参数序 号项 目单 位参 数1额定电压V24 V2额定功率W93额定电流A0.374光源照度照距m50照度Lx25使用寿命H70006重量kg87.6 GDY-3/48L隔爆型信号灯GDY-3/48L隔爆型信号灯采用高效发光二极管作指示源，具有亮度大、功率小、寿命长等特点，采用HT250灰铸铁外壳，隔爆面经热磷化处理，具有强度高、防锈性能好的特点，有一定的耐腐蚀性能。 表7-6 GDY-3/48L隔爆型信号灯性能技术参数序 号项 目单 位参 数1型式隔爆发光二极管节能型2额定电压V24 V 48 V3额定功率W34视
21、认距离m200处可见红光（绿光、黄光）5外形尺寸mm175105966重量kg3.48、改装后车辆的注意事项8.1请认真阅读各项使用说明书，不得违规操作。8.2车辆工作前，检查废气处理箱、补水箱中冷却水的情况，及时补充保证工作。加入箱中的冷却水应是经过处理的干净的软水或自来水，不得使用防冻液。8.3定期检查排气阻火器，及时清除阻火器栅栏片之间的垢物，以免排气不畅而影响发动机功率。8.4电器系统的使用必须严格按照说明书中操作规程执行。注意在进入工作面前，必须切断与原车各种用电器电路的连接。8.5自动停机后，不允许强行启动，必须找出原因，故障排除后方能重新启动投入运转。8.6冬季野外停放，要把补水箱、废气处理箱中的水放掉，以免冻坏有关装置。
