長距離瓦斯監控系統遠程斷電功能技術優化

摘 要：在煤礦采掘過程中，通過長距離瓦斯監控實現遠程斷電功能非常重要。在文中主要就長距離瓦斯監控系統遠程斷電功能技術優化提出幾點建議，為煤礦的安全采掘提供支持。

關鍵詞：瓦斯監控；遠程斷電功能；優化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.046

1 項目立項的背景及其目的意義

為滿足《煤礦安全監控系統通用技術要求》中相關規定現有瓦斯監控監測系統分站與傳感器的傳輸距離均在2000m以下。《煤礦安全監控系統及檢測儀器使用管理規范》中規定，工作面甲烷超限，必須切斷工作面及其回風巷內全部非本安型電氣設備。由于順槽長，工作面內開關多，排水點多。因此對監測信號的傳輸及瓦斯超限斷電造成了困難。現有斷電方式斷電敷設線路較長，斷電儀安設較多，很難確保斷電范圍的正確性、及時性。因此我們充分利用了避難硐室內分站及KJ90NB瓦斯監控系統的交叉斷電功能對斷電控制系統進行了技術優化。有效解決了綜采工作面多開關、長距離條件下，瓦斯超限斷電功能，維護了礦井的安全生產。

2 項目實施基本情況

2.1 充分發揮順槽每隔1000m避難硐室內分站作用。

由于巴彥高勒煤礦順槽長度在3700m以上，因此按照要求每隔1000m安裝一個臨時避難硐室。將原需加設兩臺分站及主運順槽內分站撤掉，利用順槽避難硐室內監控分站剩余端口滿足了采煤工作面所需各類傳感器的信號輸出，將傳感器與分站之間距離控制在了2000m以內（分站距交換機可傳輸距離不小于5km）。

2.2 利用本系統KJ90-F16（D）分站的交叉斷電功能

通過接入變電所分站的斷電儀切斷這兩臺高防開關實現了工作面的瓦斯超限斷電。并且將斷電執行提至了工作面開關的上一級，使得斷電更加可靠，斷電范圍更加準確，有效保證了礦井的安全生產。改進前要全部切斷工作面內的開關需接設5臺斷電儀，優化后只需2臺斷電儀控制（一臺控制工作面內各類設備及皮帶，另一臺控制順槽內各排水高壓開關），減少了斷電儀的使用量。

2.3 優化線路敷設

原來斷電儀較多且距離分站較遠，需要敷設大量電纜。現將原來的每臺高壓開關安設一臺斷電儀，改為了由變電所內斷電儀控制工作面的總開關。改進后，減少了大量線路敷設，降低了監測電纜及人工投入。（見圖1）

3 項目技術經濟指標分析

（1）安全效益。將斷電執行點接在工作面配電點總開關的上級開關（變電所內高防）負荷側電源，縮短了控制執行距離。避免了改進前由于接設斷電儀較多、線路敷設繁瑣，可能導致甲烷超限斷電不及時、不準確這一問題。有效解決了采掘工作面多開關、長距離條件下，瓦斯超限斷電功能，維護了礦井的安全生產。

（2）經濟效益。原斷電控制方式需要5臺監測分站和5個斷電儀才能保證實現采煤工作面甲烷超限斷電。改造后由于利用了避難硐室內分站及系統交叉斷電功能所以只需要2臺監測分站和2個斷電儀就可以實現采掘工作面甲烷超限斷電閉鎖。一個采掘工作面可以節省下3臺監測分站（15429元）、3臺后備電源箱（37689元）、3臺（DG0.35 660/1140）斷電儀（8460元）、監測電纜（MHYVR 1×4×7/0.52）7000m左右（14000元）。一個采掘工作面可節約資金15429+37689+8460+14000≈7.6萬元。四個采掘工作面已產生經濟效益7.6×4（采掘面個數）=30.4萬元

4 技術創新點、適用性和成熟度

（1）充分利用了順槽內每隔1000m布置的一個避難硐室。既滿足了避難硐室各傳感器的信號傳輸，又兼顧了工作面各類傳感器的信號輸出。（2）研究運用了KJ90NB監控系統的交叉斷電功能，將傳感器與斷電儀分接在了不同分站上。縮短了分站、斷電儀、被控開關之間的距離。且將斷電控制接在工作面各高壓開關的上級開關，斷電執行更加準確。（3）該優化已經在地面試驗分站及4個采掘工作面進行了試驗、優化、安裝。斷電可靠、準確，斷電效果良好。

5 推廣應用條件及前景

該優化方案311101采煤工作面、311102采煤工作面及311103主運順槽、輔運順槽進行了調試安裝，均取得了良好的斷電效果。斷電指令執行可靠準確迅速，甲烷超限斷電及甲烷風電閉鎖的控制執行時間滿足相關標準。該優化措施不但可用于采煤工作面，對于長距離掘進工作面也可以推廣應用，經濟效益相當可觀。

6 存在的主要問題、改進意見及進一步創新改進的設想

6.1 存在的問題

（1）該斷電方式需預先在中心站系統中設置遠程交叉斷電關聯指令。監測人員需具有較好的業務素質，熟知各斷電執行的關聯分站及工作原理。

（2）傳感器與斷電儀分接入不同分站后，對整個監控系統的信號傳輸穩定性要求較高。

6.2 改進意見及進一步創新改進的設想

進一步同廠家聯系研究，考慮能否利用順槽中段分站做信號搭接將監測信號直接接入變電所內斷電儀所接分站。從而減少斷電控制對整個監控系統的依賴。