談井下局部通風機供電閉鎖控制
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摘要：為最大程度保障井下局部通風機作業(yè)的安全有效，針對局部通風機供電管理中存在的問題開展分析，進而提出局部通風機供電方案和閉鎖控制方案，實現(xiàn)局部通風機運行的安全有效，為掘進作業(yè)的持續(xù)開展提供保障，實現(xiàn)礦井綜合效益的顯著提高。
關鍵詞：礦井；局部通風機；供電系統(tǒng)；閉鎖控制
在煤礦生產(chǎn)作業(yè)中，局部通風機作為井下掘進巷道施工過程中的供風設備，其主要功能是向掘進作業(yè)面提供充足新鮮空氣，從而實現(xiàn)對掘進作業(yè)面瓦斯、煤塵等有害氣體的排出[1-2]?？v觀以往的礦井生產(chǎn)事故不難發(fā)現(xiàn)，一部分事故是由于局部通風機供電系統(tǒng)運行不正?；蜷]鎖控制不符合規(guī)定等原因造成的，而一旦局部通風機無法正常運行，便會造成掘進作業(yè)面瓦斯的快速集聚，從而威脅生產(chǎn)安全，嚴重的還會引起瓦斯爆炸事故，采取有效措施加以防范對于提升礦井生產(chǎn)綜合效益意義重大。
1現(xiàn)有局部通風機供電管理問題分析
在井下局部通風機的供電中通常多采用三專通電、兩閉鎖控制、雙風機雙電源等措施，但由于技術人員對局部通風機安全管理上的認識存在一定缺陷，其供電安全管理存在以下問題：a)雙回獨立電源供電問題。一些技術人員錯誤地認為具備2路電纜的低壓供電線路就是雙回路。但由于低壓電路中的2條電纜可能由同1個變壓裝置引出或引自變電所內同1條母線，電源失電的情況一旦發(fā)生，便會立即引起風機停機故障，從而使得掘進面無法獲得風流供應，嚴重威脅生產(chǎn)安全。b)三專供電問題。一些工作人員簡單地認為實現(xiàn)變電所內所有專用開關饋出、所有風機配設專用開關、使用專用電纜進行供電就是三專供電。這使得三專供電中缺少專用變壓裝置，而常規(guī)的變壓裝置由于可以向多種電荷供電，在作業(yè)中可能發(fā)生其他電荷故障，從而引起電源跳閘，造成風機停轉威脅生產(chǎn)安全。c)閉鎖控制問題。只選用開停傳感裝置對風機工作狀態(tài)進行監(jiān)測，未安裝風筒風量開關傳感裝置，無法對風筒破損或接頭開脫等引起的作業(yè)面供風不足問題進行有效監(jiān)測；雙風機未實現(xiàn)聯(lián)鎖控制，無法在主局部通風機故障時自動切換至備用局部通風機；閉鎖斷電控制信號引自風機專用開關的常開節(jié)點，使得閉鎖控制功能存在安全隱患；掘進作業(yè)面僅布設1個CH4監(jiān)測裝置，無法對回風風流中瓦斯?jié)舛冗M行測定。
2局部通風機供電方案分析
2.1煤巖巷道等有瓦斯涌出巷道掘進面局部通風機供電
a)掘進作業(yè)面配備2臺能力相同的局部通風機。1臺作為正常作業(yè)供電使用，1臺作為備用供電使用。b)針對正常作業(yè)局部通風機供電使用“三?！惫╇姡▽Ｓ瞄_關、專用電纜和專用變壓裝置）；備用局部通風機供電電源取自同時帶電的另一電源。c)配設通風機自動切換裝置。在供風作業(yè)過程中，當局部通風機出現(xiàn)故障后，能立即切換啟動局部通風機，從而繼續(xù)保持掘進面的正常通風。圖1為掘進作業(yè)面雙風機雙電源三專供電示意圖。圖1中，上部虛線框部分代表兩路電源進線的井下變電所，其中高壓側選用單母線分段接線的方式；下部虛線框內變電所Ⅱ段母線電源依次經(jīng)過專用變壓裝置、專用開關和專用電纜后向局部通風機供電。正常作業(yè)時通風機通常使用專用線路供電，而當正常運行電源出現(xiàn)故障后會立即切換至Ⅰ段母線的備用電源上。
2.2其他掘進作業(yè)面和井下通風點
局部通風機使用在井下其他掘進作業(yè)面或通風地點使用局部通風機時[3]，通常使用單風機“三?！惫╇娀颉半p風機雙電源”供電兩種方式其中一種，具體要求如下：a)采用單風機“三?！惫╇姺绞綍r，其供電線路如圖2所示。圖2中，虛線框中變電所的Ⅱ段母線經(jīng)由專用變壓裝置、專用開關及專用電路后與局部通風機相聯(lián)通，為通風機供電。b)采用“雙風機雙電源”供電方式時，需為作業(yè)面配設2臺能力相同的局部通風機[4-5]，1臺正常供風作業(yè)，1臺作為備用通風機。正常作業(yè)時，2臺通風機的電源選自不同的帶電母線段，屬于相互獨立的電源。一旦正常作業(yè)的局部通風機出現(xiàn)故障而停用，則系統(tǒng)會自動切換到局部備用通風機，確保作業(yè)面獲得持續(xù)的風量供給。圖3為雙風機雙電源供電示意圖。圖3中，虛線框內2路電源進線全部引自井下變電所，同時2段母線低壓側電路電源均用于向局部通風機啟動器供電，其中1條為工作線路，1條為備用線路，兩者間的切換通過風機專用開關實現(xiàn)。
3局部通風機閉鎖控制方案分析
井下局部通風機必須具備2種控制功能[6]，分別是風電閉鎖和甲烷電閉鎖。其中，前者會在井下局部通風機停運或供風風量降低到規(guī)定閾值后，自行切斷被控設備電源；后者是指作業(yè)面空氣中CH4濃度超過規(guī)定限值后，自行切斷被控設備電源。圖4為井下掘進作業(yè)面局部通風機供電和閉鎖方案控制示意圖。分析圖4可知，掘進作業(yè)面動力設備的斷電控制信號從遠程饋電斷電器中引出，通風機風電閉鎖功能的達成通過T1和T22個開停感應裝置和T5風量感應開關裝置實現(xiàn)；甲烷電閉鎖功能的實現(xiàn)通過在作業(yè)面風流混合區(qū)域和回風巷道中分別布設T3和T42個CH4感應裝置及T6和T72個CO感應裝置完成。作業(yè)時一旦感應裝置檢測到作業(yè)面出現(xiàn)瓦斯或CO超限現(xiàn)象、供風風量過小的情況或通風機出現(xiàn)停止故障時，監(jiān)控分站會立即發(fā)出控制信號，通過遠程饋電裝置執(zhí)行斷電操作，從而實現(xiàn)對作業(yè)面的有效閉鎖控制。
4結語
局部通風機作為煤礦井下掘進作業(yè)中不可或缺的設備之一，確保其運行的安全有效對于掘進作業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)安全進行意義重大。借由對井下實際作業(yè)中局部通風機供電方式及閉鎖控制常見問題的探究，針對性提出相應的供電控制和閉鎖控制方案，在保障掘進通風有效性的同時降低局部通風機發(fā)生故障的可能性，從而實現(xiàn)礦井綜合效益的顯著提升。
參考文獻：
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作者：劉智 單位：陽煤集團股份有限公司一礦