DE3012076A1

DE3012076A1 - Methane detector for mine - distinguishes between faults and danger states by alternate antivalent circuit and line fault detector

Info

Publication number: DE3012076A1
Application number: DE19803012076
Authority: DE
Inventors: Werner 4390 Gladbeck Marga
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1980-03-28
Filing date: 1980-03-28
Publication date: 1981-10-08

Abstract

An assembly for monitoring the CH4 content in the free cross-section of a mine consists of monitors at various points in the mine, each connected to a limiting value transmitter; if the limiting value or threshold is exceeded, a coupling switch closes down the electrical plant in the mine. The limiting value transmitter is incorporated in a signal input circuit (1) supplied with a full-wave a.c. signal of an electrical line monitoring device (2) which controls the coupling switch; this limiting value transmitter is a change-over switch (10), while the signal input circuit (1) comprises two alternative circuits (11,10a, 12,14 and 11,10b, 13,14) which can be alternatively closed by the change-over switch (10). In these two alternative circuits diodes (12,13) are arranged in antivalent circuit so that in normal trouble-free operation a half-wave signal is supplied via the first circuit (10,a,12) to the signal input (1), whereas when the predetermined limiting value of CH4 is reached, an antivalent half-wave signal is supplied via the other circuit (10,b,13) to the line monitoring device (2). Used for the immediate, automatic shutting down of electrical equipment in a mine if a dangerous level of methane is detected. The arrangement ensures that this actuation is effected reliably if the limiting value of the gas is exceeded, but that it distinguishes adequately between these conditions and faults in the electrical equipment and conductors. At the same time a reliable holding current is obtained in the shutdown phase.

Description

Anordnung zur Überwachung des CH4-Gehalts im freien QuerschnittArrangement for monitoring the CH4 content in the free cross-section

von Grubenbetrieben Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Überwachung des CH4-Gehalts im freien Querschnitt von Grubenbetrieben, bei der den CH4-Gehalt an verschiedenen Stellen des Grubenbetriebes messende CH4-Meßgeräte jeweils mit Grenzwertgebern gekoppelt sind, die bei Überschreiten eines vorgegebenen CH4-Grenzwerts einen Koppelschalter zum Abschalten der im Grubenbetrieb stationierten elektrischen Anlagen betätigen.of mining operations The invention relates to an arrangement for monitoring the CH4 content in the free cross-section of mining operations where CH4 measuring devices measuring the CH4 content at various points in the mine are each coupled with limit sensors, which when a predetermined CH4 limit value a coupling switch to switch off those stationed in the mine operate electrical systems.

Elektrische Anlagen in Ausnahmebetrieben, wie Grubenbetrieben, müssen praktisch verzögerungslos und selbsttätig abschalten, wenn im freien Querschnitt ein Gehalt von 1,5 % Methan(CH4) 4 gemessen wird. In Grubenbetrieben sind die Meßstellen in der Ausziehstrecke am Strebausgang, Elektrostation, 100 m und am Ende der Ausziehstrecke angebracht. Die CH4-Meßgeräte 4 weisen regelmäßig zwei Grenzwertgeber mit zwei Abschaltkontakten für die Abschaltung bei einem ersten Grenzwert von 1,5 % CH4 und bei einem zweiten Grenzwert von 2 % CH4 auf.Electrical systems in exceptional companies, such as mining operations, must Switches off practically instantly and automatically when in free cross-section a content of 1.5% methane (CH4) 4 is measured. The measuring points are in mining operations in the extension section at the face wall, electrical station, 100 m and at the end of the extension section appropriate. The CH4 measuring devices 4 regularly have two limit switches with two switch-off contacts for switching off at a first limit value of 1.5% CH4 and at a second Limit of 2% CH4.

Bei Erreichen des ersten Grenzwerts werden die elektrischen Anlagen, mit Ausnahme des CH4-Meßgeräts selbst abgeschaltet, um nach Überschreitung dieses Grenzwerts bis zum zweiten Grenzwert bei einem CH -Gehalt von 2 % eine Tendenzanzeige zu er-4 möglichen. Bei Erreichen des zweiten Grenzwerts, also bei entsprechend zunehmender Explosionsgefahr, muß auch das CH4-Meßgerät abgeschaltet und eine Fernrücksetzung von der Grubenwarte aus zuverlässig verhindert werden. Die beiden Abschaltkontakte werden nach dem Stande der Technik in einer Ruhestromschaltung zu je einem Koppelschalter geführt, der bei Unterbrechung die Abschaltung des Reviers und gegebenenfalls die Abschaltung der CH4-Meßgeräte vornimmt. Dabei ist jeweils mehreren CH4-Meßgeräten ein Koppelschalter zugeordnet, d.h. die Abschaltkontakte bzw.When the first limit is reached, the electrical Investments, With the exception of the CH4 measuring device itself, it is switched off after exceeding this The limit value up to the second limit value with a CH content of 2% shows a tendency display to er-4 possible. When the second limit value is reached, i.e. when it increases accordingly Risk of explosion, the CH4 meter must also be switched off and a remote reset can be reliably prevented from the mine control room. The two shutdown contacts are according to the state of the art in a closed circuit with one coupling switch each led, which in the event of an interruption, the shutdown of the area and, if necessary, the Turns off the CH4 meters. There are several CH4 measuring devices in each case a coupling switch is assigned, i.e. the switch-off contacts or

Grenzwertgeber der ersten bzw. zweiten Grenzwerte sind in Reihe zu je einem Koppelschalter geführt. Bedingt durch die Ruhestromschaltung haben Leitungsfehler, d.h. Kurzschlüsse oder Leitungsunterbrechungen in den Übertragungsleitungen den gleichen Effekt wie eine über einen zugehörigen Grenzwertgeber bei Grenzwertüberschreitung vorgenommene CH4-Abschaltung.Limit switches for the first and second limit values are closed in series one coupling switch each. Due to the closed-circuit current circuit, line faults i.e. short circuits or line breaks in the transmission lines same effect as one via an associated limit value transmitter when the limit value is exceeded made CH4 shutdown.

Es kann daher bei den bekannten Anordnungen der eingangs genannten Art die Störungsursache erst nach relativ zeitaufwendigen Untersuchungen vor Ort festgestellt und eine Reparatur oder Störungsbeseitigung vorgenommen werden. Ein Leitungsfehler in der Überwachungsanordnung kann daher bei herkömmlichen Anordnungen zu relativ langwierigen und dementsprechend kostspieligen und aufwendigen Betriebsunterbrecho gen führen.It can therefore in the known arrangements of the aforementioned Type the cause of the malfunction only after relatively time-consuming on-site investigations and repair or troubleshooting can be carried out. A Line faults in the monitoring arrangement can therefore occur with conventional arrangements to relatively lengthy and correspondingly costly and time-consuming business interruptions gene lead.

Außerdem bedingten herkömmliche GH4-Abschaltanordnungen die Verwendung aufwendiger 220 V-Spannungsversorgungen und in besonderen schlagwettergeschützten Gehäusen eingeordnete Hilfs-und Zeitrelais, wodurch sich relativ hohe Installationskosten ergeben.In addition, conventional GH4 shutdown arrangements required their use complex 220 V power supplies and in special firedamp protected Housings arranged auxiliary and time relays, which results in relatively high installation costs result.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Überwachungsanordnung der eingangs angegebenen Art eigensicher und in überlegener Funktionsweise so auszubilden, daß trotz zuverlässigen Ruhestrombetriebs im Abschaltfall eine Unterscheidung nach Leitungs- und Gerätefehlern einerseits und Betätigung der den CH4-Meßgeräten zugeordneten Grenzwertgeber bei Grenzwertüberschreitung möglich ist.The invention is based on the object of the monitoring arrangement of the type specified in the introduction to be intrinsically safe and designed to function in a superior manner, that despite reliable closed-circuit operation in the event of a shutdown, a distinction is made after Line and device errors on the one hand and actuation of those assigned to the CH4 measuring devices Limit value transmitter is possible when the limit value is exceeded.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung, daß der Grenzwertgeber in der mit einem Vollwellen-Wechselstromsignal beaufschlagten Signaleingabeschaltung einer den Koppelschalter steuernden elektrischen Leitungsüberwachungseinrichtung angeordnet und als Wechselschalter ausgebildet ist und daß die Signaleingabeschal tung zwei über den Wechselschalter alternativ schließbare Stromkreise aufweist, in denen Dioden in antivalenter Schaltung angeordnet sind, so daß bei störungsfreiem Betrieb über den einen Stromkreis der Signaleingabeschaltung ein Halbwellensignal und bei Überschreiten des vorgegebenen CH4-Grenzwerts über den anderen Stromkreis ein antivalentes (gegenläufiges) Halbwellensignal dem Signaleingang der Leitungsüberwachungseinrichtung zugeführt wird.To solve this problem, the invention provides that the limit value transmitter in the signal input circuit to which a full-wave AC signal is applied an electrical line monitoring device controlling the coupling switch is arranged and designed as a changeover switch and that the signal input scarf device has two circuits that can be alternatively closed via the changeover switch, in which diodes are arranged in complementary circuit, so that with trouble-free Operation via the one circuit of the signal input circuit a half-wave signal and when the specified CH4 limit value is exceeded via the other circuit a complementary (opposite) half-wave signal to the signal input of the line monitoring device is fed.

Elektronische Leitungsüberwachungseinrichtungen der bei der Erfindung verwendeten Art sind als Bestandteil eigensicherer Anlagen bekannt und in Grubenbetrieben umfassend im Einsatz. Sie ermöglichen die Feststellung eines Leitungs- oder Gerätefehlers und die zuverlässige, fehlerabhängige Betätigung eines Koppelschalters. Die bekannte Leitungsüberwachungseinrichtung verfügt über eine digitale AuswerEesMaltung. In dieser kann mit Hilfe von Programmierstiften, die einen Stromkreis zu einem Setzeingang eines rücksetzbaren Flipflops schließen, sogar die Art des Leitungsfehlers, dh. Kurzschluß und damit Anstehen des Vollwellensignals an dem Signaleingang der Leitungsüberwachungseinrichtung,und Leitungsunterbrechung, festgestellt werden. Diese vorteilhafte Funktion der herkömmlichen Leitungsüberwachungseinrichtungen und die Möglichkeit der Anzeige eines Leitungsfehlers durch einen Leitungsstörungsgeber wird auch bei der Erfindung ausgenutzt. Durch Zuordnung einer besonderen Signaleingabeschaltung zu der herkömmlichen elektronischen Leitungsüberwachungseinrichtung macht die Erfindung einerseits die zuverlässige Abschaltung bei allen möglichen Fehlerursachen der CH4-0berwachungsanordnung und die Unterscheidung einer durch die Grenzwertüberschreitung des CH4-Gehalts bedingten und einer durch Leitungsfehler o.dgl. bedingten Abschaltung möglich. Die Antivalenzschaltung der Dioden in den beiden alternativen Stromkreisen der Signaleingabeschaltung läßt je nach Stellung des als Wechselschalter ausgebildeten Grenzwertgebers unterschiedliche Halbwellensignale am Signaleingang der Leitungsüberwachungseinrichtung anstehen. In der Leitungsüberwachungseinrichtung werden diese beiden unterschiedlichen Halbwellensignale unterschiedlich verarbeiet, wobei das eine Halbwellensignal entsprechend dem störungsfreien Betrieb über eine Halteschaltung die Abschaltung des zugehörigen Koppelschalters verhindert, während das andere Halbwellensignal die Halteschaltung ebenso unwirksam macht und den Koppelschalter zum Abschalten des Reviers veranlaßt wie eine Leitungsstörung.Electronic line monitoring devices in the invention The type used are known as part of intrinsically safe systems and are used in mining operations extensively in use. They enable the detection of a line or device fault and the reliable, error-dependent actuation of a coupling switch. The well-known Line monitoring equipment has a digital evaluation system. In this can be done with the help of programming pins that connect a circuit to a set input of a resettable flip-flop close, even the type of line fault, ie. Short circuit and thus the presence of the full wave signal at the signal input of the line monitoring device, and Line interruption. This advantageous function of the conventional Line monitoring devices and the possibility of displaying a line fault by a line interference generator is also used in the invention. By Assignment of a special Signal input circuit to the conventional one electronic line monitoring device makes the invention on the one hand the Reliable shutdown in the event of all possible causes of errors in the CH4 monitoring arrangement and the differentiation of one caused by the exceedance of the limit value of the CH4 content and one by line faults or the like. conditional shutdown possible. The non-equivalence circuit the diodes in the two alternative circuits of the signal input circuit depending on the position of the limit switch, which is designed as a toggle switch, different Half-wave signals are present at the signal input of the line monitoring device. These two different half-wave signals are generated in the line monitoring device processed differently, the one half-wave signal corresponding to the interference-free Operation via a hold circuit, the disconnection of the associated coupling switch prevented, while the other half-wave signal, the hold circuit is also ineffective makes and causes the coupling switch to switch off the area like a line fault.

Dagegen bleibt der Leitungsstörungsgeber beim Umschalten des Wechselschalters in die Störungsstellung, also bei Überschreitung des CH4-Grenzwerts unbetätigt. Zum Anzeigen des Überschreitens des CH4-Grenzwerts dient in Weiterbildung der Erfindung eine Leuchtdiode, die in dem über den Wechselschalter geschlossenen zugehörigen Stromkreis der Signaleingabeschalxung angeordnet ist. Die als solche bekannte elektronische Leitungsüberwachungseinrichtung wird daher bei der Erfindung aufgrund ihrer Zuordnung zu einer besonderen Signaleingabeschaltung doppelt -ausgenutzt, nämlich einerseits zur zuverlässigen Abschaltung der elektrischen Anlagen im Revier und andererseits zur Unterscheidung der verschiedenen möglichen Störungsursachen, deren genaue Kenntnis für die rasche Einleitung von Gegenmaßnahmen zur Wiederaufnahme des Grubenbetriebs von außerordentlicher Bedeutung ist, Außerdem hat die erfindungsgemäße Anordnung den Vorteil, daß praktisch beliebig viele CH4-Meßgeräte über die eigensicheren und erprobten elektronischen Leitungsüberwachungseinrichtungen an einen Koppelschalter zur Abschaltung des Reviers angeschaltet werden können, so daß der Installationsaufwand gegenüber dem Stande der Technik wesentlich herabgesetzt ist. Diese Anschaltung kann in Weiterbildung der Erfindung über eine ODER-Verknüpfung erfolgen, deren Eingänge an die Abschaltausgänge der Leitungsüberwachungseinrichtungen eingeschaltet sind.In contrast, the line fault generator remains when the changeover switch is switched over into the fault position, i.e. not actuated when the CH4 limit value is exceeded. A development of the invention serves to indicate that the CH4 limit value has been exceeded a light emitting diode that is associated with the closed via the changeover switch Circuit of the signal input circuit is arranged. The known electronic Line monitoring device is therefore used in the invention on the basis of its assignment doubly -used into a special signal input circuit, namely on the one hand for the reliable shutdown of the electrical systems in the area and on the other hand to differentiate between the various possible causes of faults, their precise knowledge for the rapid initiation of countermeasures to restart mining operations is of extraordinary importance In addition, the invention has Arrangement has the advantage that practically any number of CH4 measuring devices via the intrinsically safe and tested electronic line monitoring devices on a coupling switch to switch off the area can be switched on, so that the installation effort is significantly reduced compared to the prior art. This connection can be done in a further development of the invention via an OR link whose inputs to which the shutdown outputs of the line monitoring devices are switched on.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anordnung mit zwei Grenzwertgebern für die Abschaltung bei zwei unterschiedlichen CH4-Gehalt-Grenzwerten; und Fig. 2 ein schematisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer von mehreren CH4-Meßgeräten zugeordneten Leitungsüberwachungseinrichtungen ansteuerbaren Einrichtung zur Steuerung der die Revierabschaltung bewirkenden Koppelschalter.In the following the invention is illustrated with reference to one in the drawing Embodiment explained in more detail. The drawing shows: FIG. 1 a block diagram an embodiment of the arrangement according to the invention with two limit sensors for switching off at two different CH4 content limit values; and Fig. 2 is a schematic circuit diagram of an embodiment of one of several CH4 meters associated line monitoring devices controllable device for control the coupling switch causing the area shutdown.

Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild der wesentlichen Komponenten der erfindungsgemäßen Anordnung zur Überwachung des CH4-Gehaltes im freien Querschnitt von Abbaubetrieben. Zwei Signaleingabeschaltungen 1 und 1' sind einem in der Zeichnung nicht dargestellen CH4-Meßgerät zugeordnet und werden jeweils bei Erreichen eines vorgegebenen CH4-Grenzwerts über einen Grenzwertgeber umgeschaltet. Jede der Signaleingabeschaltungen 1 bzw. 1' ist an den Steuereingang einer Leitungsüberwachungseinrichtung 2 bzw. 2' angeschaltet, die ein von einem 1 kHz-Taktgenerator 3 erzeugtes impulsförmiges Wechselstromsignal nach Teilung und Formung als 20 Hz-Vollwellensignal in die zugehörige Signaleingabeschal tung einführt. Jede der Signaleingabeschal tungen führt eine Halbwelle des eingegebenen impulsförmigen Vollwellensignals zum Steuereingang der zugehörigen Leitungsüberwachungseinrichtung 2 bzw. 2' zurück. Das aus der Signaleingabeschaltung 1 bzw. 1' zur Leitungsüberwachungseinrichtung 2 bzw. 2' zurückgeführte Signal wird in der Leitungsüberwachungseinrichtung "analysiert" und verarbeitet, und nach dem Verarbeitungsergebnis wird ein Ausgangssignal über eine Leitung 24 bzw. 24' an eine Signalverknüpfungsschaltung 4 gegeben. Die Signalverknüpfungsschaltung 4 hat, wie Fig. 2 zeigt, bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel mehrere Eingänge zum Anschluß von verschiedenen CH4-Meßgeräten zugeordneten Leitungsüberwachungseinrichtungen.Figure 1 shows a block diagram of the essential components of the Arrangement according to the invention for monitoring the CH4 content in the free cross section of mining operations. Two signal input circuits 1 and 1 'are one in the drawing Not shown CH4 measuring device assigned and are each when reaching a specified CH4 limit value is switched over via a limit switch. Each of the signal input circuits 1 or 1 'is connected to the control input of a line monitoring device 2 or 2 'turned on, which is a pulse-shaped generated by a 1 kHz clock generator 3 AC signal after division and shaping as a 20 Hz full wave signal into the associated Introduces signal input circuit. Each of the signal input circuits leads a half-wave of the input pulse-shaped full-wave signal to the control input the associated line monitoring device 2 or 2 'back. That from the signal input circuit 1 or 1 'to the line monitoring device 2 or 2' is fed back signal "analyzed" and processed in the line monitoring device, and after that The processing result is an output signal via a line 24 or 24 'to a Signal combination circuit 4 given. The signal combination circuit 4 has how Fig. 2 shows, in the embodiment described, several inputs for connection Line monitoring devices assigned by various CH4 measuring devices.

Die Signalverknüpfungsschaltung faßt die von verschiedenen Meßstellen abgeleiteten und verarbeiteten Signale für den einen Grenzwert von 1,5 % CH4 einerseits und für den anderen Grenzwert von 2 % CH4 andererseits zusammen und gibt die den beiden Grenzwerten zugeordneten Ausgangssignale über Leitungen 45, 45' an die Rücksetzeingänge von zwei zu einer Steuerschaltung, 5 gehörigen rücksetzbaren Flipflops 51 und 512. Die nichtinvertierenden Ausgänge A der Flipflops 51 und 51' betätigen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel elektrische oder elektronische Schalteinrichtungen 52 bzw. 52', welche den Zustand der Steuerkreise 6 bzw. 6' von die Abschaltung des Reviers bzw. zusätzlich die Abschaltung der CH4-Meßgeräte bewirkenden Koppelschaltern bestimmen.The signal combination circuit collects the signals from different measuring points derived and processed signals for the one limit value of 1.5% CH4 on the one hand and for the other limit of 2% CH4 on the other hand together and gives the output signals assigned to both limit values via lines 45, 45 'to the reset inputs of two resettable flip-flops 51 and 512 belonging to a control circuit 5. The non-inverting outputs A of the flip-flops 51 and 51 'operate in the illustrated Embodiment of electrical or electronic switching devices 52 or 52 ', which the state of the control circuits 6 or 6 'of the shutdown of the district or additionally determine the switching off of the coupling switches that cause the CH4 measuring devices.

Das Rücksetzsignal über die Leitung 45, das zu einer Abschaltung des Reviers über den Steuerkreis 6 des einen Koppelschalters führt, kann über ein an den Setzeingang S des zugehörigen Flipflops 51 angelegtes Löschsignal gelöscht werden, wodurch die Abschaltung aufgehoben wird. Diese Löschung kann durch Betätigen eines Relais 8 zentral von der Grubenwarte aus erfolgen. Das Löschen des Abschaltbefehls bei Erreichen des 2 % CH4-Grenzwerts und Abschaltung über das Flipflop 51' und die Betätigungsschaltung 52' kann dagegen nur örtlich über einen Handschalter 9 erfolgen, nachdem vor Ort festgestellt ist, daß der CH4-Gehalt auf einen zulässigen Wert abgesunken ist, oder nachdem der Leitungsfehler in dem mit dem 2 %-Grenzwertgeber gekoppelten Abschaltkreis behoben worden ist.The reset signal via line 45, which leads to a shutdown of the Reviers leads via the control circuit 6 of a coupling switch, can via a the reset signal applied to the set input S of the associated flip-flop 51 is deleted, whereby the shutdown is canceled. This deletion can be done by pressing a Relay 8 can be done centrally from the mine control room. The deletion of the shutdown command when the 2% CH4 limit value is reached and shutdown via flip-flop 51 'and the Actuating circuit 52 ', on the other hand, can only take place locally via a manual switch 9, after it has been established on site that the CH4 content has dropped to a permissible value or after the line fault in the connected to the 2% limit transmitter Shutdown circuit has been corrected.

Jede der Signaleingabeschaltungen 1 und 1' weist einen einen Grenzwertgeber des zugehörigen CH4-Meßgeräts bildenden Wechselschalter 10 bzw. 10' auf, der eine mit dem im Block 2 bzw. 2' schematisch dargestellten Vollwellensignal 21 beaufschlagte Eingangsleitung 11 bzw. 11' alternativ entweder mit dem einen oder mit dem anderen Kontakt a oder b verbindet. Der Kontakt a des Wechselschalters 10 bzw. 10' ist mit der Anode einer ersten Diode 12 bzw. 12' und der Kontakt b mit der Kathode einer zweiten Diode 13 bzw. 13' verbunden. Die jeweils anderen Elektroden der Dioden 12 und 13 bzw. 12' und 13' sind gemeinsam mit einer Ausgangsleitung 14 bzw. 14' verbunden, die zum Steuereingang des zugehörigen Leitungsüberwachungsbausteins 2 bzw. 2' zurückgeführt ist. Es sind also in jeder der Signaleingabeschaltungen 1 und 1' zwei alternativ mit dem Signal 21 beaufschlagbare Stromkre-ise gebildet, von denen der eine beispielsweise im Falle der Signaleingabeschaltung 1 aus der Eingangsleitung 11, dem vom CH4-Meßgerät gesteuerten Wechselschalter 10, dem einen Kontakt a, der Diode 12 und der Rückführleitung 14 und der andere aus der Eingangsleitung 11, dem Wechselschalter 10, dessen Kontakt b, der zur Diode 12 antivalent geschalteten Diode 13 und der Rückführleitung 14 bestehen.Each of the signal input circuits 1 and 1 'has a limit value transmitter of the associated CH4 measuring device forming changeover switch 10 or 10 ', the one acted upon by the full wave signal 21 shown schematically in block 2 or 2 ' Input line 11 or 11 'alternatively either with one or the other Contact a or b connects. The contact a of the changeover switch 10 or 10 'is with the anode of a first diode 12 or 12 'and the contact b with the cathode of a second diode 13 or 13 'connected. The other electrodes of the diodes 12 and 13 or 12 'and 13' are jointly connected to an output line 14 or 14 ', which are fed back to the control input of the associated line monitoring module 2 or 2 ' is. So there are two alternatives in each of the signal input circuits 1 and 1 ' formed with the signal 21 can be acted upon electric circuits, one of which, for example in the case of the signal input circuit 1 from the input line 11, that of the CH4 measuring device controlled changeover switch 10, the one contact a, the diode 12 and the return line 14 and the other from the input line 11, the changeover switch 10, its contact b, the diode 13, which is connected complementarily to the diode 12, and the return line 14 exist.

In Fig. 1 sind die Wechselschalter 10 und 10' in Stellungen gezeigt, bei denen der 1,5 % CH4-Grenzwert erreicht bzw.In Fig. 1, the changeover switches 10 and 10 'are shown in positions at which the 1.5% CH4 limit value is reached or

überschritten, dagegen der 2 % CH4-Grenzwert noch nicht erreicht ist. Dementsprechend wird in der Signaleingabeschaltung 1 die negative Halbwelle des Vollwellensignals 21 über den Wechselschalter 10, den Kontakt b und die Diode 13 zur Rückführleitung 14 übertragen, während die positive Halbwelle von der Diode 13 gesperrt ist. In der Signaleingabeschaltung 1' wird dagegen über die Diode 12' nur die positive Halbwelle des Vollwellensignals 21 durchgelassen.exceeded, but the 2% CH4 limit has not yet been reached. Accordingly, the negative half-wave of the is in the signal input circuit 1 Full wave signal 21 via the changeover switch 10, the contact b and the diode 13 is transmitted to the return line 14 during the positive half-wave by the diode 13 is blocked. In the signal input circuit 1 ', however, is about the diode 12 'only allows the positive half-wave of the full-wave signal 21 to pass through.

Der Leitungsüberwachungsbaustein 2 bzw. 2' ist bekannter Ausführung und bedarf daher keiner genaueren schaltungsmäßigen Erläuterung. Das über die Rückführleitung 14 bzw. 14' an den Steuereingang der zugehörigen Leitungsüberwachungseinrichtung 2 bzw. 2' angelegte Halbwellensignal kann beispielsweise über zwei, auf verschiedene (positive oder negative) Impulse ansprechende Optokoppler in Signal impulse umgesetzt werden, die über Vergleichsschaltungen mit Bezugsimpulsen gleicher Frequenz verglichen werden. Wenn sich nach diesem Vergleich erweist, daß der überwachte CH4-Grenzwert nicht erreicht ist, der Wechselschalter 10 bzw. 10' also den Stromkreis zum Kontakt a schließt, so läßt das Ausgangssignal der Leitungsüberwachungseinrichtung den Rücksetzeingang (45') zum zugehörigen Flipflop (51') unbetätigt und der Signalausgang im Steuerkreis -(6') des zugehörigen Koppelschalters zeigt störungsfreien Betrieb an.The line monitoring module 2 or 2 'is a known design and therefore does not require a more detailed explanation of the circuitry. That about the return line 14 or 14 'to the control input of the associated line monitoring device 2 or 2 'applied half-wave signal can, for example, over two, to different (positive or negative) impulses responding optocouplers converted into signal impulses which are compared via comparison circuits with reference pulses of the same frequency will. If this comparison shows that the monitored CH4 limit value is not reached, the changeover switch 10 or 10 'so the circuit to the contact a closes, the output signal of the line monitoring device leaves the reset input (45 ') to the associated flip-flop (51') and the signal output in the control circuit - (6 ') of the associated coupling switch indicates fault-free operation.

Ist dagegen wie im Falle der Signaleingabeschaltung 1 der Grenzwertgeber 10 in der der Grenzwertüberschreitu,|g entsprechenden Schaltstellung, so führt das über den anderen Optokoppler ausgewertete antivalente Halbwellensignal zu einem Ausgangssignal über die Leitung 24", das über den Rücksetzeingang R des Flipflops 51 den Steuerkreis 6 des zugehörigen Koppelschalters betätigt und den Optokoppler zum Abschalten veranlaßt.On the other hand, as in the case of signal input circuit 1, it is the limit value transmitter 10 in the switch position corresponding to the limit value exceeded, | g, this leads to this Complementary half-wave signal evaluated via the other optocoupler to form a Output signal via line 24 ", which is via the reset input R of the flip-flop 51 actuates the control circuit 6 of the associated coupling switch and the optocoupler caused to switch off.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die in den beiden Stromkreisen jeder Signaleingabeschaltung 1 und 1' angeordneten Dioden 12, 13 bzw. 12', 13' als Leuchtdioden ausgebildet, wobei die im störungsfreien Betrieb eingeschalteten Dioden 12 grün leuchtend und die nach Grenzwertüberschreitung über den Wechselschalter 10 eingeschalteten Leuchtdioden 13 bzw. 13' rot leuchtend sein können. Diese Leuchtdioden sind vorzugsweise von außen sichtbar, so daß der ordnungsgemäße Betriebszustand oder der Störungszustand aufgrund einer Überschreitung des zugehörigen CH4-Grenzwerts unmittelbar angezeigt wird.In the embodiment described, they are in the two circuits each signal input circuit 1 and 1 'arranged diodes 12, 13 and 12', 13 'as Light emitting diodes formed, the switched on in trouble-free operation Diodes 12 glow green and after the limit value is exceeded via the changeover switch 10 switched on light-emitting diodes 13 or 13 'can be glowing red. These light emitting diodes are preferably visible from the outside, so that the proper operating condition or the fault condition due to the associated CH4 limit being exceeded is displayed immediately.

Im Falle eines Kurzschlusses zwischen den Leitungen 11 und 14 bzw. 11' und 14' oder einer Leitungsunterbrechung wird von den zugehörigen Leitungsüberwachungseinrichtungen 2 bzw. 2' ebenso wie beim Erreichen oder Überschreiten des überwachten CH4-Grenzwerts ein Abschaltsignal an der Ausgangsleitung 24 bzw. 24' angelegt. Die Leitungsstörung wird von der Leitungsüberwachungseinrichtung im Falle eines Kurzschlusses dadurch erkannt, daß die Rückführleitung 14 infolge Überbrückung der Dioden 12 und 13 das gesamte Vollwellensignal 21 führt. In diesem Falle sprechen beide Optokoppler an und geben entsprechende Impulssignale an beide Vergleichsschaltungen. Dies führt zur Entwicklung des Abschaltsignals. Im Falle einer Leitungsunterbrechung führt die Rückführleitung 14 kein Signal; es wird demzufolge kein Eingangssignal an die beiden Vergleichsstufen angelegt und daraufhin das Abschaltsignal ausgelöst. Im Falle einer Leitungsstörung wird ein besonderer Leitungsstörungsgeber 22 bzw. 22' in der Leitungsüberwachungseinrichtung betätigt, der anzeigt, daß die Abschaltung aufgrund einer Leitungsstörung und nicht aufgrund eines überhöhten CH4-Gehalts an der überwachten Stelle hervorgerufen wurde. Auf diese Weise ermöglicht die beschriebene Anordnung eine Unterscheidung nach Leitungsstörungen und überhöhten CH4-Gehalten an der oder den überwachten Stellen. Aufgrund der eindeutigen Anzeige der Fehlerursache und der Störungsstelle läßt die beschriebene Anordnung eine optimal schnelle Behebung der Störung oder des Fehlers zu.In the event of a short circuit between lines 11 and 14 or 11 'and 14' or a line interruption is detected by the associated line monitoring devices 2 or 2 'as well as when the monitored CH4 limit value is reached or exceeded a switch-off signal is applied to the output line 24 or 24 '. The line fault by the line monitoring device in the event of a short circuit recognized that the return line 14 as a result of bridging the diodes 12 and 13 the entire full wave signal 21 leads. In this case, both optocouplers respond and give corresponding pulse signals to both comparison circuits. this leads to to develop the shutdown signal. In the event of a line interruption the return line 14 no signal; consequently there is no input signal to the applied to both comparison stages and the switch-off signal triggered. in the In the event of a line fault, a special line fault generator 22 or 22 ' actuated in the line monitoring device, which indicates that the shutdown due to a line fault and not due to an excessive CH4 content the monitored point was caused. In this way enables the described Arrangement to differentiate between line disturbances and excessive CH4 levels at the monitored point (s). Due to the clear indication of the cause of the error and the described arrangement allows the fault location to be rectified as quickly as possible the fault or the error.

In Fig. 2 ist ein Schaltbild eines möglichen Ausführungsbeispiels desjenigen Teils der Anordnung gezeigt, der sich an die Ausgänge der Leitungsüberwachungseinrichtungen 2 bzw 2' anschließt.In Fig. 2 is a circuit diagram of a possible embodiment of that part of the arrangement shown which is connected to the outputs of the line monitoring devices 2 or 2 'follows.

Die Ausgänge von insgesamt sechs Leitungsüberwachungseinrichtungen, die jeweils unterschiedlichen CH4- Meßgeräten zur Überwachung des CH4-Gehalts mit einem CH4-Grenzwert von 1,5 % sind in der Verknüpfungsschaltung 4 über die Leitungen 24a ... 24f, handbetätigbare Taster bzw. Dipschalter 41a 41f und in Durchlaßrichtung geschaltete Dioden 42a ... 42f parallel geschaltet. Das Ausgangssignal dieser Parallelschaltung beaufschlagt die Basis eines Schalttransistors T1, dessenKollektor über die Leitung 45 mit dem Rücksetzeingang R des rücksetzbaren Flipflops 51 verbunden ist. In entsprechender Anordnung sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Ausgänge von zwei, der Abschaltung bei 2 % CH4 dienenden Überwachungseinheiten über die Leitungen 24a' und 24b', die Schalter 41g und 41h sowie die in Durchlaßrichtung geschalteten Dioden 42g und 42h in Parallelschaltung mit der Basis seines Schalttransistors T1' verbunden, dessen Kollektor über die Leitung 45' den Rücksetzeingang des Flipflops 51' für die 2 % CH4-Abschaltung ansteuert.The outputs of a total of six line monitoring devices, the different CH4 measuring devices for monitoring the CH4 content a CH4 limit value of 1.5% are in the logic circuit 4 via the lines 24a ... 24f, manually operated buttons or dip switches 41a 41f and in the forward direction connected diodes 42a ... 42f connected in parallel. The output signal of this parallel connection applied to the base of a switching transistor T1, its collector via the line 45 is connected to the reset input R of the resettable flip-flop 51. In appropriate The arrangement is in the illustrated embodiment, the outputs of two, the shutdown for 2% CH4 serving monitoring units via the lines 24a ' and 24b ', the switches 41g and 41h and the forward-switched diodes 42g and 42h connected in parallel to the base of its switching transistor T1 ', whose collector via the line 45 'the reset input of the flip-flop 51' for controls the 2% CH4 shutdown.

Die Dipschalter 41a ... 41h dienen in der dargestellten Verknüpfungsschaltung 4 der Zuschaltung oder Untrbrechung von Eingängen zur Verknüpfungsschaltung 4. Über die Dipschalter 41a.... 41h können also wahlweise mehr oder weniger CH4-Meßgeräte bzw. Grenzwertgeber den Koppelschaltern 6 bzw. 6' für die Abschaltung bei 1,5 % CH4 bzw. 2 % CH4 zugeordnet werden.The dip switches 41a ... 41h are used in the logic circuit shown 4 the connection or interruption of inputs to the logic circuit 4. Via the dip switches 41a .... 41h can therefore optionally have more or fewer CH4 measuring devices or limit value transmitter the coupling switches 6 or 6 'for the shutdown at 1.5% CH4 or 2% CH4 can be assigned.

Anstelle des in Fig. 2 dargestellten Schaltungsbeispiels der Verknüpfungsschaltung 4 kann mit im Prinzip gleicher Wirkung bei geeigneter Wahl der Ausgangssignale bzw. der Auswertelogik in der Leitungsüberwachungseinrichtung 2 bzw. 2' auch eine UND-Verknüpfung vorgesehen-werden. Wesentlich ist, daß bei Störungen oder Leitungsfehlern aller Art auf den Leitungen 45 bzw. 45' Signale anstehen, die ein Rücksetzen der Flipflops 51 bzw. 51' gewährleisten.Instead of the circuit example of the logic circuit shown in FIG 4 can in principle have the same effect with a suitable choice of the output signals or the evaluation logic in the line monitoring device 2 resp. 2 'an AND link can also be provided. It is essential that in the event of malfunctions or line faults of all kinds on the lines 45 or 45 'signals that ensure that the flip-flops 51 and 51 'are reset.

Im störungsfreien Betriebszustand sind die Setzeingänge S der rücksetzbaren Flipflops 51, 51' angesteuert. Dadurch sind die nicht invertierenden Ausgänge der Flipflops und die diesen nachgeschalteten Leuchtdioden LED 1 bzw. LED 1' stromführend.In the fault-free operating state, the set inputs S are the resettable ones Flip-flops 51, 51 'controlled. This means that the non-inverting outputs are the Flip-flops and the light-emitting diodes LED 1 or LED 1 'connected downstream of them are energized.

Ebenfalls an den Ausgang A der Flipflops 51 bzw. 51' ist die Basis eines NPN-Transistors T2 bzw. T2', der im störungsfreien Betrieb der Anordnung leitend ist und dabei ein Reedrelais K1 bzw. Kl' derart betätigt hält, daß der Steuerkreis 6 bzw.The base is also at the output A of the flip-flops 51 or 51 ' of an NPN transistor T2 or T2 ', which is conductive in the trouble-free operation of the arrangement is and keeps a reed relay K1 or Kl 'actuated in such a way that the control circuit 6 resp.

6' des zugehörigen Koppelschalters über die Diode 61 bzw. 61' geschlossen ist. Die Betätigungsschaltung 52 bzw. 52' mit dem Transistor T2 bzw. T2' und dem Reedrelais K1 bzw. K1' bildet daher in der beschriebenen Schaltungskonfiguration eine Ruhestromschaltung die sowohl bei einer Unterbrechung des Ausgangssignals am nicht-invertierenden Ausgang A des zugehörigen Flipflops 51 bzw. 51' als auch bei einem Stromausfall die Betätigung des zugehörigen Koppelschalters über dessen Steuerkreis 6 bzw. 6' gewährleistet. Selbstverständlich können auch andere Halteschaltungen bzw. andere Schaltungskomponenten zur Erfüllung der gleichen Funktionen verwendet werden.6 'of the associated coupling switch via the diode 61 or 61' is closed is. The actuation circuit 52 or 52 'with the transistor T2 or T2' and the Reed relay K1 or K1 'therefore forms in the circuit configuration described a quiescent current circuit that both in the event of an interruption of the output signal on non-inverting output A of the associated flip-flop 51 or 51 'as well as at in the event of a power failure, actuation of the associated coupling switch via its control circuit 6 or 6 'guaranteed. Of course, other holding circuits can also be used or other circuit components are used to perform the same functions will.

Während die Dioden LED 1 und LED 1' den störungsfreien Betrieb der Anordnung anzeigen sind die Dioden LED 2 bzw. LED 2' im Störungsfall stromführend und bilden eine Anzeige für alle Störungsfälle.Die Dioden LED 1 und LED 1' sind zur Unterscheidung der störungsfreien und störungsbehafteten Zustände der Anordnung grün leuchtend, während die Dioden LED 2 und LED 2' rot leuchtend sind.While the diodes LED 1 and LED 1 'ensure trouble-free operation of the The diodes LED 2 or LED 2 'are energized in the event of a fault and form a display for all malfunctions. The diodes LED 1 and LED 1 'are to differentiate between the trouble-free and trouble-prone states of the arrangement Glowing green, while the diodes LED 2 and LED 2 'are glowing red.

Eine weitere Leuchtdiode kann dem Abschaltausgang der Leitungsüberwachungseinrichtungen zugeordnet sein, um am Leitungsüberwachungsbaustein anzuzeigen, daß die Abschaltung angesprochen hat.Another light-emitting diode can be the shutdown output of the line monitoring devices be assigned to indicate on the line monitoring module that the shutdown addressed.

Die vorstehende Beschreibung zeigt, daß die erfindungsgemäße Anordnung bei Verwendung einfacher, eigensicherer elektronischer Komponenten eine zuverlässige Abschaltung des Abbaureviers bei allen möglichen Störungsfällen, einschließlich Leitungs- und Gerätestörungen und natürlich bei Überschreiten der voreingestell ten Grenzwerte gewährleistet,und daß darüberhinaus die Fehlerursache derart angezeigt werden, daß die geeigneten Maßnahmen zur Fehlerbehebung in kürzester Zeit getroffen werden können. Der Schaltungsaufwand ist aufgrund der Mehrfachausnutzung herkömmlicher Bausteine und der Möglichkeit der Ankopplung einer Vielzahl von Leitungsüberwachungsbausteinen an einen die Abschaltung bewirkenden Koppelschalter besonders gering gehalten.The above description shows that the arrangement according to the invention when using simple, intrinsically safe electronic components, a reliable one Shutdown of the mining area in the event of all possible incidents, including Line and device malfunctions and of course when the preset values are exceeded th limit values are guaranteed, and that the cause of the error is also displayed in this way ensure that the appropriate troubleshooting measures are taken in the shortest possible time can be. The circuit complexity is more conventional due to the multiple use Modules and the possibility of coupling a large number of line monitoring modules to a coupling switch causing the disconnection to be kept particularly low.

Claims

P a t e n t a n s p r. ü c h e I - == C = PPP- = I == r3P1P = P = IPftD X arrangement for monitoring the CH4 content in the free cross-section of mining operations where CH4 measuring devices measuring the CH4 content at various points in the mine are each coupled with limit sensors, which when a predetermined CH4 limit value a coupling switch to switch off those stationed in the mine Operate electrical systems so that the limit value transmitter is not shown in the signal input circuit to which a full-wave AC signal is applied (1) an electrical line monitoring device controlling the coupling switch (2) is arranged and designed as a changeover switch (0) and that the signal input circuit (1) two alternatively closed circuits (11, 10, a, 12, 14 and 11, 10, b, 13, 14), in which diodes (12 and 13) in antivalent Circuit are arranged so that with trouble-free operation over the one circuit (10, a, 12) of the signal input circuit (1) a half-wave signal and when exceeded the specified CH4 limit value via the other circuit (10, b, 13). antivalent (opposite) half-wave signal to the signal input of the line monitoring device (2) is fed.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that at least the circuit closed when the CH4 limit value is exceeded (11, 10, b, 13, 14) of the signal input circuit (1) associated diode is designed as a light-emitting diode (13) and is arranged so that it is visible from the outside.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the Line monitoring device (2) one on the direction of the pending at the signal input Has evaluation circuit responding to half-wave signals, which is designed so that it works for all input signals, with the exception of the one via the one circuit (11, 10, a, 12, 14) supplied half-wave signal, always a switch-off signal to the output line (24) applies, and that each line monitoring device has a line fault generator (22) is assigned to the evaluation circuit upon receipt of a full wave signal or is activated when the signal is interrupted.

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the output (24) of the line monitoring device (2) via a logic circuit (4) to a closed-circuit control circuit (5) for the control circuit (6) of the associated coupling switch is coupled.

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the the Logic circuit (4) downstream input of the control circuit (5) the reset input (R) of a resettable flip-flop (51), the set input of which can be operated manually Switches (8, 9) can be acted upon with an extinguishing pulse to delete the reset command is.

6. Arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that the Logic circuit (4) several parallel inputs (24a ... 24f, 41a ... 41f) for connecting a corresponding number of CH4 measuring devices and that all inputs have a common output (45) of the logic circuit (4) are in operative connection.

7. Arrangement according to claim 6, characterized in that in each Input of the logic circuit (4) a dip switch (41a ... 41h) for selective Switching individual CH4 measuring devices on and off is arranged.