煤礦井下主用、備用局部通風機單雙日交替使用技術

張星晃

（汾西礦業集團有限責任公司機電處，山西 介休 032000）

煤礦井下主用、備用局部通風機單雙日交替使用技術

張星晃

（汾西礦業集團有限責任公司機電處，山西 介休 032000）

為了提高煤礦井下尤其是高瓦斯礦井局部通風機的使用與控制，降低因礦井局部通風機造成瓦斯超限影響進尺的事故率，滿足掘進與開拓工作面風量的要求。根據《煤礦安全規程》的規定，提出煤礦井下局部通風機供電改造方法。

局部通風機；使用技術；改造方法

1 問題的提出

為了提高煤礦井下局部通風的使用與控制，保證通風機供電的可靠性，《煤礦安全規程》第一百二十八條（三）規定：“高瓦斯礦井、煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出的礦井、低瓦斯礦井中高瓦斯區域的煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進工作面正常工作的局部通風機必須配備安裝同等能力的備用局部通風機，并能自動切換。正常工作的局部通風機必須采用三專（專用開關、專用變壓器、專用線路）供電，專用變壓器最多可向4套不同掘進工作面的局部通風機供電；備用局部通風機電源必須取自同時帶電的另一電源，當正常工作的局部通風機故障時，備用局部通風機能自動起動，保持掘進工作面的正常通風。”也就是說每個掘進工作面局部通風機的供電，必須采用兩段獨立母線分列運行方式，在滿足供電設備負荷要求的前提下，直接由采區變電所使用專用高壓開關、專用變壓器、專用電纜向局部通風機供電，并能自動切換見圖1。

此規定實施后，實現了采掘供電與通風機電源分開，而且使用了專用的高壓開關、變壓器、線路。掘進工作面的風機采用了“雙風機”、“雙電源”，此舉確實減少了由于采掘工作面無計劃停電而引起局部通風機停電、停風及瓦斯超限的次數。

為了更加提高掘進工作面局部通風機供電的可靠性，最大限度地減少掘進工作面無計劃停風現象，我們對高瓦斯礦井的井下掘進工作面局部通風機“三專”供電中的“專用電源”做了進一步的改進。井下局部通風機供電直接從地面35 kV變電所的6 kVI段和局部通風機6 kV專用箱變單獨引出一回線至井下中央變電所，作為井下局部通風機供電的專用線。

圖1 高瓦斯礦井局部通風機供電系統圖

井下局部通風機供掘進工作面風機時，其供電方式采用：地面 6 kV局部通風機箱變→入井局部通風機高壓電纜→中央變電所局部通風機專用高壓進線總控開關→局部通風機高壓分路開關→去采區變電所局部通風機高壓電纜→采區變電所高壓進線總控→采區變電所局部通風機分路高壓開關→局部通風機變壓器→局部通風機低壓饋電總控開關→低壓饋電分路開關→低壓電纜→掘進工作面局部通風機開關。

此舉實行后，通風機線路所帶負荷相對穩定，其發生事故的幾率也大大低于生產線路的事故幾率，避免了因生產事故而導致停電、停風現象。為了防止其它電氣設備對專用線路的用電干擾，確保井下局部通風機運行不受影響，要求通風機專用線和專用開關在井下任何地點不得與其它供電設施、線路相連接。

但在局部通風機使用管理過程中仍然存在：在主用、備用風機按規定每天進行人工卻換試驗中存在較大的人為因素，有的不進行真正的試驗，有的試驗時間短，不能發現備用風機的故障及備用風機供電線路上存在的隱患和問題；主風機連續運轉，沒有檢修時間，個別礦井將其當作主風機出現故障，備用風機自動切換起動過程中出現供電線路沒電、副風機故障、開關故障等問題，導致副風機無法正常啟動和工作。

2 采用局部通風機單雙日交替使用技術

針對上述導致主風機、副風機無法正常啟動和工作，造成瓦斯超限的原因，采取了以下改進方法：

（1）主、副局部通風機實行單雙日交替使用制度，在每天檢修班進行風機切換運行工作。

（2）采用了濟源市科靈電氣有限責任公司生產的 QBZ－2×120/1140（660）SF煤礦風機用隔爆型雙電源真空電磁起動器，還采用了雙PLC自動切換裝置和雙對旋風機保護器PIR－300FJ。

其運行方式為：通風機實行單雙日交替使用，故開關設置為主副對等；無論哪臺開關處于工作狀態，另臺均實時檢測對方狀態；其中一臺出現故障后，另一臺不需人工干預，可自動實現切換；主機和副機是對等關系。主、副風機能自動切換是采用了雙PLC自動切換裝置實現的，并通過雙可編程邏輯控制器，兩臺電機可實現延時起動、延時切換，既能防止吹裂風筒，又能減少風機起動對電網電壓的沖擊。起動器保護采用了雙對旋風機專用綜合保護器，保護器采用了先進的微處理器、高精度的數據處理及先進的保護算法，保護精度高、反應速度快，操作直觀簡便。

這種方案的實施，解決了由于主風機連續運轉，沒有檢修時間，副風機因運轉時間短，在自動切換起動過程中出現供電線路沒電、風機故障、開關故障等問題。基本上保證了掘進工作面通風的連續性。

但是，井下局部通風機實現單雙日交替使用，并且采用了專用線路，在主、副風機同時切換過程中，井下所有的主風機在同一時間內同時切換為備用風機，起動功率大，起動電流大，造成井下局部通風機總控跳閘，甚至延伸到地面6 kV局部通風機專用開關柜跳閘。造成了井下通風機大面積停電、停風現象，從而導致瓦斯超限問題。

3 分區起動井下局部通風機

針對上述井下局部通風機因同時啟動造成瓦斯超限的原因，采取以下改進方法：

（1）對井下所有局部通風機實行分區劃分，每個區域內起動時單機負荷不能超過150 kW。

（2）利用對旋風機采用的雙可編程邏輯控制器，對各分區內的風機開關實行延時啟動。延時啟動包括：前后風機啟動間隔為5～60 s連續可調，指本機的對旋風機的前風機啟動后，保護器自動起動對旋風機的后風機的時間間隔；主輔切換延遲時間為3～60 s可調，指本機停機，到另臺設備啟動的延遲時間。

主輔對等模式：

表1

表2

這種方案的實施，解決了由于井下通風機在同一時間內同時啟動時造成的啟動功率大、啟動電流大，從而導致上一級機構動作失電。分區啟動避過了啟動高峰區，保證了礦井局部通風機運行的可靠性。

4 結束語

此局部通風機實行單雙日交替使用方案已在汾西礦業集團雙柳礦等高瓦斯礦進行了實施，改進后至今沒有發生過因生產線路故障越級跳閘而影響到局部通風機的運行。并且采用分區啟動以后，降低了同時啟動時的啟動負荷，避過了啟動高峰。

1 國家煤礦安全監察局.煤礦安全規程［M］.北京：煤炭工業出版社，2001

2 顧永輝、范廷瓚.煤礦電工手冊［M］.北京：煤炭工業出版社，1999

Alternate Use Technology of Primary and Alternate Local Fans in Underground Coal Mine

Zhang Xinghuang

To improve the use and control of local ventilator in underground coal mine, particularly the high－gas mine, reduce the footage accident rate of the overloaded gas caused by local fan mine, and meet the requirements of open face excavation and air volume, according to the provision of “Coal Mine Safety Regulation”, the article proposes the powered transformation method of local fan coal mine.

local fan; use technology; transformation method

TD724

A

1000－8136（2010）36－0014－02