掘進工作面風機供電模式改進及應用

朱大根

(大同煤礦集團有限責任公司虎龍溝煤業公司)

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掘進工作面風機供電模式改進及應用

朱大根

(大同煤礦集團有限責任公司虎龍溝煤業公司)

摘要風機傳統的“三專”電源供電模式在使用過程中引發一系列問題，給礦井正常生產造成了嚴重影響。為保證掘進工作面風機平穩正常運行，結合某礦風機運行實際情況，分析了風機運行過程中存在的問題，據此提出了雙“三專”供電模式的改進方法，并投入使用，1 a來未出現意外停機等問題，保證了掘進工作面的正常施工，安全效益顯著。

關鍵詞風機雙“三專”電源供電模式

當前國內很多礦井掘進工作面風機使用傳統的“三專”電源，不僅效率低下，而且停機等問題頻出，而一些風機采用雙“三專”電源供電模式后，大大避免了以上類似問題的發生[1-4]。本文結合某礦風機運行實際情況，改進供電模式，即采用雙“三專”電源供電模式，以期風機正常運轉，保證掘進工作面的正常生產。

1礦井概況

某礦于1918年建成并投產，有近100 a的開采史，期間經過若干次擴建，最終核定設計生產能力為2.1 Mt/a，屬于高瓦斯礦井。礦井瓦斯及CO2涌出情況見表1。

表1礦井瓦斯及CO2相對涌出量和絕對涌出量

m3/min

根據掘進工作面資料及通風情況，在現有供電模式和規章制度下，該礦掘進工作面在風機供電、控制以及瓦斯排放方面基本上能滿足生產的正常需要，瓦斯等氣體的安全管理得到一定的保障。但由于風機電源供電模式的落后以及日常操作管理存在一些問題，嚴重影響了掘進工作面的正常推進。

2原供電模式存在的問題

(1)引發主風機停止運轉。掘進工作面主風機采用“三專”電源供電模式，“三專”即專用變壓器、專用開關、專用線路，而備用風機采用的供電模式為動力電源供電。在該礦井下14#層307盤區5712巷機窩施工中，不管采取何種風機供電模式，都必須保證主風機的正常運行，但在實際生產中，采用傳統的“三專”電源供電模式，出現主風機一度停止運轉的危險情況，雖未發生安全事故，但據瓦斯監測資料可知，瓦斯的濃度已然較高，極易造成瓦斯爆炸事故。經分析，主風機的停止運行主要是由電力設備有失保養和維護不善造成的。

(2)備用風機久未保養，不能滿足正常通風要求。根據安全管理有關規定，在正常的生產過程中，備用風機不可以投入使用，只有在主風機因故停止運轉的情況下，才能采取通過切換開關啟動備用風機的應急措施，但這也增加了工作面正常工作時的用電負荷，影響了掘進工作面的正常用電情況。由于備用風機的供電不具有獨立性且存在較高的不穩定性，因而極易導致動力電源出現問題，從而造成瓦斯聚集。由于備用風機長期處于未投用狀態，再加上長時間的不保養和維護，因此，備用風機能否正常工作和滿足正常的通風要求有待于鑒定。掘進工作面實際生產中，當出現主風機停止運轉而采用應急備用風機時，發現瓦斯濃度不斷上升，究其原因是備用風機久未保養，存在質量問題。

(3)“三專”檢修和維護工作開展困難。在掘進工作面實際生產中，由于使用的“三專”電源供電模式為風電和瓦電閉鎖，且存在較為復雜的自動切換裝置，因此，實際維護和保養工作的開展面臨一定的困難，若出現故障問題，其檢修和維修工作則更加難以開展。

3供電模式改進原則

(1)改進的供電模式應滿足主、副風機交替使用的要求，替換原先備用風機的動力電源，實現主、副風機均具有各自獨立的“三專”電源，以避免互相影響，也可通過交替使用雙“三專”電源，從而真正實現工作面不間斷通風。

(2)改造后的風機供電模式應保證副風機電源是獨立的、穩定的，在遇到主風機的供電線路出現問題情況下，避免副風機的供電線路受到影響，更不能對工作面正常工作時的用電負荷造成影響。

(3)主、副風機均采用改造后的風機供電模式，以便于主、副風機的檢修與維護，具體為主、副風機運行一段時間后，定期切換運行，可提高電氣設備的可靠性。

4供電模式改進與使用

結合掘進工作面傳統的風機“三專”供電模式在生產中存在的問題及供電模式改進原則，對風機進行了雙“三專”供電模式改進。

在每個采區變電所均另外安設一套“三專”電源，安設在高壓聯絡開關另一側，與原“三專”電源形成并列，互為備用。這樣風機的供電由原來的單“三專”電源供電模式變為雙“三專”電源供電模式。而這一新安設的“三專”電源則主要為掘進面的備用風機進行供電，真正實現了雙風機雙“三專”電源供電模式[5-6]。為便于進行變電所中電源及風機等的檢修工作，可另設一高壓聯絡開關，具體見圖1。

圖1　雙“三專”電源供電模式

主風機與備用風機均有一套“三專”電源供電，兩者互相獨立，互不干擾。若主風機正常工作，備用風機既可在帶電狀態以作備用，又可接受各種檢修和試驗。同理，備用風機運轉時，主風機也作上述使用。掘進工作面風機2套“三專”電源采用分段檢修方式，實踐證明，這種檢修方式可很好地避免因檢修、故障等因素引起的長時間停電不運行問題[7-8]。

為實時了解風機的運行情況，可通過安裝U型壓差計記錄風機工況。此外，也需要實時對掘進工作面進行瓦斯濃度監測，以確定風機的運行狀態，及時發現風機或電源等存在的故障并處理，避免發生事故[9]。

5結論

改進后的雙“三專”供電模式運行1 a以來，效果顯著。在倒切試驗和檢漏過程中，風機能夠在較短的時間內完成切換工作，即便出現突然停風現象，也能在5 min內完成切換，且操作較簡單。雙“三專”電源使用過程中，可較好實現主風機和備用風機的交替使用，沒有出現過停電等問題(除了煤礦試驗計劃時停了一次電)。瓦斯監測結果表明，掘進工作面瓦斯濃度低于危險范圍，為井下工作人員檢修和維護電源與風機創造了極為有利的條件，保證了掘進工作面的安全高效推進。

參考文獻

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[2]寧宗柱.雙三專電源在煤礦中的應用[J].煤礦安全，2010(9):79-80.

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[4]任改平.局部通風機“雙三專”供電技術改造[J].江西煤炭科技，2012(4)：18-19.

[5]張衡，李海濤，陳穎,等.掘進工作面“雙三專”供電方式的研究[J].科技資訊，2012(22):127.

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[8]趙德超，張貽軍.雙風機“雙三專”電源在掘進工作面的應用[J].水力采煤與管道運輸，2009(4)：16-18.

[9]劉有官.煤峪口礦局部通風機雙三專供電的改進[J].山東煤炭科技，2009(2):11-12.

(收稿日期2015-11-14)

朱大根(1972—)，男，工程師，037003 山西省大同市。