煤礦變頻遠程控制通風機的應用探析

安志強

（山西晉煤集團趙莊煤業有限公司，山西長治 046605）

0 引言

煤礦采礦設備中，礦用通風機是非常重要的設備，主要給每個采礦點提供需要的新鮮空氣，從而能夠給員工的正常工作提供強有力的保障，最終能夠保證高效地生產。通過對現行的煤礦通風機進行調查發現，通風機并不能實現頻速自動控制，這樣設備在工作過程中，無法達到實時提供新鮮空氣的目的。與此同時，在節能方面效果不理想、靈活度差，從而致使通風機在工作的過程中出現嚴重的能源浪費，并且由于設備性能的限制頻繁出現故障，這樣會引發煤礦開采安全事故，也不利于采礦工作的高效運行。鑒于此，某節能公司對通風機性能進行探究，對掘進工作面安裝的通風機進行改進，決定安裝礦用變頻遠程控制局部通風機。

晉城煤業集團某煤礦計劃每年的產量為4.0 t，在礦井投產的采集主要由11采區、14采區構成，并且在井田內部共計設置4個掘進面，在掘進巷口安裝2臺局部通風機，這樣可以給工作面提供足夠的新鮮空氣，從而可以保障開采的進行[1]。

掘進巷位置設置的通風機型號為FBD-NO.5/55，其功率為55 kW。實地考察發現，煤礦掘進巷道所占的長度通常為1 500 m，挖掘的周期通常為112 d，對于該位置的通風機而言其，必須24 h不間斷地工作，保證通風不間斷。這樣給通風機帶來高負荷的運轉，因此故障率頻發，并且此風機節能效果不理想，每月消耗的電能可以達到42萬元，由此可以看出，該設備維修以及相應的能耗支出巨大，并且嚴重影響了掘進工作面安全生產。

1 變頻遠程控制局部通風機結構及工作原理

1.1 風機結構

（1）變頻遠程控制局部通風機主要構成包括本體、儲電器、警報器、主副風筒、風速顯示屏、滑輪、頻控顯示屏、頻控開關、空氣開關等[2]，如圖1所示。

圖1 變頻節能控制裝置實際結構示意圖

（2）在裝置本體右側設置主風柱，在主風柱的右側設置對應的風口，與此同時風口和主風柱之間固定，在頂端中部位置設置有導電柱，在中部設置有風速顯示屏，并且風速顯示屏與相應的主風柱連接。

（3）在裝置本體前端中部位置設置有變頻器，與此同時變頻器兩端設置有機體連接線，前下端安裝有頻控開關，可以對設備運行進行智能操作[3]。

（4）變頻器上端主要通過信號線以及電纜線和遠程控制連接，而相應的控制臺主要包含顯示器、操控面板等，從而能夠對風機實施遠程控制。

1.2 工作原理

（1）在安裝變頻遠程控制局部通風機時，首先借助底座輪將其運送到掘進巷口，接著將其固定，最后將風機與200 A開關用負荷電纜進行連接，從而對設備實施供電[4]。

（2）當風機供電完成之后，可以借助變頻器的控制面板對風機的相關參數進行調整，比如風機頻速、風速、吸風量等等，因此可以有效地提高裝置的智能化水平。

（3）當風機處于工作狀態時，通?？梢越柚钅軉卧獙崿F電能的儲存，假如風機主控單元出現斷電，那么這時蓄能裝置立即啟動可以給風機提供一定的電能，從而避免出現風機瞬間斷電的現象，從而保證礦場開采的安全性[5]。

（4）在變頻遠程控制局部通風機上安裝有故障監控單元，主要包括電機溫度超限、噪音以及相應的供電負荷等。當風機處于不良的工作狀態時報警裝置就會動作，發出報警提示。使工作人員能夠及時對風機進行相應操作，從而提高了設備的安全性，為安全開采提供了有力的保障。

（5）遠程控制臺可以對風機實施自動切換功能，與此同時操作人員可以更加直觀地觀察各個參數，如設備運行的時間、供風量以及風速等[6]。

2 變頻遠程控制局部通風機優缺點及應用效果

2.1 優點

（1）能夠實現較高的自動化。通過變頻遠程控制局部通風機可實現某些功能體現自動化水平，比如：遠程調節風速、調節頻速以及故障報警等。

（2）在采掘面位置能夠實現穩定供風。此風機可以依據采掘面實際的需風量實現風量的控制，并根據有害氣體濃度實現風速的控制，從而可以保證供風的穩定性。

（3）性能優良，故障率較低。變頻遠程控制局部通風機可以借助報警監控裝置實現故障報警，從而能夠有效地降低故障率，這樣提高了風機的高效運行效果[7]。

（4）具有較高的節能性。能夠實現對風機風速以及風量等參數的調節，在風機穩定的運行的前提下，有效地降低了風機的能耗，從而起到節能的效果。

（5）能夠實現斷電啟動功能。當供電系統出現故障時，設置的儲能裝置可以對其進行短暫供能，從而可以保證風機不會因為故障而出現停機。

2.2 缺點

由于風機需要具備較高的防爆性能，因此需要對變頻設備實施防塵等處理。此外，由于在其周圍存在較多的電纜，往往存在高次諧波，從而對變頻器影響較大，因此需要進行有效地屏蔽[8]。

2.3 實際應用效果

2018年5月12日，此煤礦井下安裝并投入運行了變頻遠程控制局部通風機，在之后6個月的考察中，其可以實現自動報警，并且維修工作人員可以借助該裝置對出現的問題進行及時維護，從而極大地提高了風機的使用壽命。該設備可以通過設置參數實現自動切換，進而降低人工成本。與此同時，可以起到節約電能的效果，節約的電費支出達25.7萬元。

3 結束語

晉煤集團在優化風機時，設計了一套變頻遠程控制局部通風機；在實際的應用中，該風機穩定性能優良，故障率非常低，能夠實現遠程控制，從而極大地提高了掘進工作面安全性。