樂平局推廣礦井智能局部通風實踐

蔡正華，高景平

（樂平礦務局沿溝煤礦，江西 樂平333304）

江西省煤炭集團公司樂平礦務局（以下簡稱樂平局），2009年在結束樂平局原沿溝礦業公司重組后，整合組建設立江西煤業公司景德鎮分公司。樂平局轄北部礦區4對生產礦井（沿溝煤礦、仙槎煤業、涌山煤礦、東方紅煤礦）、南部礦區在建礦井新鳴煤業、安全托管礦井鳴山礦業。其中在北部礦區均屬煤與瓦斯突出礦井，在南部礦區均為低瓦斯礦井。礦井主要通風機全部采用抽出式負壓通風，掘進工作面為局部通風機壓入式通風。

樂平局北部礦區礦井的可采煤層有二、三、四、五、六、七、八煤，煤層瓦斯含量由北至南逐步遞增，其中涌山礦煤層瓦斯含量最高，煤層透氣性差，爆破后的瓦斯涌出量是采掘工作面正常涌出量的3～4倍，持續時間為爆破后30分鐘。生產礦井在供風設備選型時是按照最長掘進距離和保證人員正常供風及滿足瓦斯不超限來確定的。因此，局部通風機選型時的富裕系數就較大，當巷道掘進長度較短或不爆破時，局部通風機就會出現“大馬拉小車”的現象，既浪費電能，又會使工作面煤塵飛揚。

樂平局為了使掘進工作面的局部通風機能夠根據實際需要自動調控風量，當爆破后巷道出現瓦斯積存時，能夠有效進行排放處理，保證回風巷中瓦斯濃度不超限，有效控制瓦斯排放的速度，防止“一風吹”對安全生產的威脅和危害。首先由沿溝礦到生產礦井智能局部通風系統的廠家進行實地考察，并于2011年11月引進了一套礦井智能局部通風系統，且在31－340五煤頂板巷掘進中運用，取得了較好的效果。

1 應用實踐

1.1 礦井智能局部通風系統

（1）掘進通風布置。當礦井主要通風機開關真空接觸器閉合后，變頻器通電，開始初始化，經過一段延時后，變頻器給礦井主要通風機供電，輸出頻率從啟動設定值（1.5 Hz）開始逐漸增加，實現主要通風機的軟啟動。

（2）正常通風狀態。當掘進工作面瓦斯濃度傳感器超過設定值上限（0.7%），變頻器逐級增頻，使風機自動增加轉速，實現風量增加；當掘進工作面瓦斯濃度傳感器低于設定值下限（0.5%）時，變頻器減頻，風機風量自動減少。當掘進工作面瓦斯濃度傳感器超過報警設定值（1.0%）時報警，系統進入稀釋瓦斯狀態。當掘進工作面瓦斯濃度傳感器超過斷電設定值（1.5%）時，礦井主要通風機開關將切斷工作面的電源，系統進入排瓦斯狀態。

（3）排放瓦斯狀態。當系統進入排放瓦斯狀態時，風機運行由瓦斯濃度傳感器進行自動控制，當瓦斯濃度傳感器超過設定上限（1.5%）時，變頻器減頻，減少風機風量，使傳感器在設定上限范圍（1.5%）內；當瓦斯濃度傳感器低于設定下限（1.0%）時，變頻器增頻，增加風機風量，高效排放瓦斯。

1.2 礦井智能局部通風特點

（1）智能局部通風工作風機、備用風機可解體，體積小、拆裝方便、在井下運輸、安裝方便。

（2）工作風機采用變頻控制；備用風機采用普通風機，性價比高，且可實現雙風機雙電源變頻開關與普通開關無源自動切換，供風更可靠。

（3）正常通風情況下，智能局部通風系統可根據掘進工作面瓦斯涌出量的大小自動有效控制風速調節風量，能夠實現按需通風，有效地避免了因風量過大而造成工作面大量揚塵，有效地改善了掘進工作面的工作環境。

（4）當遇到意外停電、計劃停風、爆破時瓦斯大量涌出等情況而導致掘工作面瓦斯超限時，利用智能局部通風系統能夠安全有效、自動快速地排放瓦斯，有效避免了掘進工作面爆破時瓦斯大量排至回風巷。

（5）風機轉速能夠有效控制，風量可以有效調節；風機的全壓啟動為軟啟動，能夠避免因風機全壓啟動而引發的風筒故障，能夠有效避免因電流沖擊所引起的電源故障。

1.3 礦井智能局部通風節能

以沿溝礦31－340五煤頂板巷為例，工作面風機選型為2×15kW的對旋風機，當工作面配備BPBL－37／660F變頻器，工頻運行時的電機輸出功率P1為26kW，電機效率為0.9；風機效率為0.83，當轉速比為0.8時的風機效率為0.8；變頻前電機的輸入功率為29kW；變頻后電機實際輸出功率為14kW；此時的電機效率為0.87，則變頻后電機的實際輸入功率為16kW；實際節約功率為14kW；電費按0.72元／kWh計算，則每年節約電費為7.74萬元。

采用礦井智能通風系統后，需增加一套礦井智能通風系統投資，合計10萬元（系統總投資為20萬元，需減去2×15kW對旋風機2臺、QBZ－80SF開關1臺、瓦斯傳感器和分站各1臺）。設備按10年折舊計算，每年折舊費為1萬元，設備維修費用0.1萬元，合計每年折舊1.1萬元。實際每年節約資金：7.74－1.1＝6.64萬元。

樂平局北部4對礦井如果按18個掘進工作面采用礦井智能通風系統計算，每年可節省資金119.52萬元。

2 結語

樂平局應用礦井智能通風系統在沿溝煤礦31－340五煤頂板巷工作面運行近一年，工作面未出現瓦斯超限事故，安全有效地解決了“一風吹”現象，有效地實現了節能減排，取得了顯著的安全和經濟效益，礦井智能通風系統正在樂平礦務局北區的生產礦井推廣應用。