談井下局部通風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)作業(yè)的安全有效，針對(duì)局部通風(fēng)機(jī)供電管理中存在的問題開展分析，進(jìn)而提出局部通風(fēng)機(jī)供電方案和閉鎖控制方案，實(shí)現(xiàn)局部通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的安全有效，為掘進(jìn)作業(yè)的持續(xù)開展提供保障，實(shí)現(xiàn)礦井綜合效益的顯著提高。
關(guān)鍵詞：礦井；局部通風(fēng)機(jī)；供電系統(tǒng)；閉鎖控制
在煤礦生產(chǎn)作業(yè)中，局部通風(fēng)機(jī)作為井下掘進(jìn)巷道施工過程中的供風(fēng)設(shè)備，其主要功能是向掘進(jìn)作業(yè)面提供充足新鮮空氣，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)掘進(jìn)作業(yè)面瓦斯、煤塵等有害氣體的排出[1-2]。縱觀以往的礦井生產(chǎn)事故不難發(fā)現(xiàn)，一部分事故是由于局部通風(fēng)機(jī)供電系統(tǒng)運(yùn)行不正常或閉鎖控制不符合規(guī)定等原因造成的，而一旦局部通風(fēng)機(jī)無法正常運(yùn)行，便會(huì)造成掘進(jìn)作業(yè)面瓦斯的快速集聚，從而威脅生產(chǎn)安全，嚴(yán)重的還會(huì)引起瓦斯爆炸事故，采取有效措施加以防范對(duì)于提升礦井生產(chǎn)綜合效益意義重大。
1現(xiàn)有局部通風(fēng)機(jī)供電管理問題分析
在井下局部通風(fēng)機(jī)的供電中通常多采用三專通電、兩閉鎖控制、雙風(fēng)機(jī)雙電源等措施，但由于技術(shù)人員對(duì)局部通風(fēng)機(jī)安全管理上的認(rèn)識(shí)存在一定缺陷，其供電安全管理存在以下問題：a)雙回獨(dú)立電源供電問題。一些技術(shù)人員錯(cuò)誤地認(rèn)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(gè)變壓裝置引出或引自變電所內(nèi)同1條母線，電源失電的情況一旦發(fā)生，便會(huì)立即引起風(fēng)機(jī)停機(jī)故障，從而使得掘進(jìn)面無法獲得風(fēng)流供應(yīng)，嚴(yán)重威脅生產(chǎn)安全。b)三專供電問題。一些工作人員簡(jiǎn)單地認(rèn)為實(shí)現(xiàn)變電所內(nèi)所有專用開關(guān)饋出、所有風(fēng)機(jī)配設(shè)專用開關(guān)、使用專用電纜進(jìn)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(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)威脅生產(chǎn)安全。c)閉鎖控制問題。只選用開停傳感裝置對(duì)風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，未安裝風(fēng)筒風(fēng)量開關(guān)傳感裝置，無法對(duì)風(fēng)筒破損或接頭開脫等引起的作業(yè)面供風(fēng)不足問題進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)；雙風(fēng)機(jī)未實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制，無法在主局部通風(fēng)機(jī)故障時(shí)自動(dòng)切換至備用局部通風(fēng)機(jī)；閉鎖斷電控制信號(hào)引自風(fēng)機(jī)專用開關(guān)的常開節(jié)點(diǎn)，使得閉鎖控制功能存在安全隱患；掘進(jìn)作業(yè)面僅布設(shè)1個(gè)CH4監(jiān)測(cè)裝置，無法對(duì)回風(fēng)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行測(cè)定。
2局部通風(fēng)機(jī)供電方案分析
2.1煤巖巷道等有瓦斯涌出巷道掘進(jìn)面局部通風(fēng)機(jī)供電
a)掘進(jìn)作業(yè)面配備2臺(tái)能力相同的局部通風(fēng)機(jī)。1臺(tái)作為正常作業(yè)供電使用，1臺(tái)作為備用供電使用。b)針對(duì)正常作業(yè)局部通風(fēng)機(jī)供電使用“三專”供電（專用開關(guān)、專用電纜和專用變壓裝置）；備用局部通風(fēng)機(jī)供電電源取自同時(shí)帶電的另一電源。c)配設(shè)通風(fēng)機(jī)自動(dòng)切換裝置。在供風(fēng)作業(yè)過程中，當(dāng)局部通風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障后，能立即切換啟動(dòng)局部通風(fēng)機(jī)，從而繼續(xù)保持掘進(jìn)面的正常通風(fēng)。圖1為掘進(jìn)作業(yè)面雙風(fēng)機(jī)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(jìn)線的井下變電所，其中高壓側(cè)選用單母線分段接線的方式；下部虛線框內(nèi)變電所Ⅱ段母線電源依次經(jīng)過專用變壓裝置、專用開關(guān)和專用電纜后向局部通風(fēng)機(jī)供電。正常作業(yè)時(shí)通風(fēng)機(jī)通常使用專用線路供電，而當(dāng)正常運(yùn)行電源出現(xiàn)故障后會(huì)立即切換至Ⅰ段母線的備用電源上。
2.2其他掘進(jìn)作業(yè)面和井下通風(fēng)點(diǎn)
局部通風(fēng)機(jī)使用在井下其他掘進(jìn)作業(yè)面或通風(fēng)地點(diǎn)使用局部通風(fēng)機(jī)時(shí)[3]，通常使用單風(fēng)機(jī)“三專”供電或“雙風(fēng)機(jī)雙電源”供電兩種方式其中一種，具體要求如下：a)采用單風(fēng)機(jī)“三專”供電方式時(shí)，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(guān)及專用電路后與局部通風(fēng)機(jī)相聯(lián)通，為通風(fēng)機(jī)供電。b)采用“雙風(fēng)機(jī)雙電源”供電方式時(shí)，需為作業(yè)面配設(shè)2臺(tái)能力相同的局部通風(fēng)機(jī)[4-5]，1臺(tái)正常供風(fēng)作業(yè)，1臺(tái)作為備用通風(fēng)機(jī)。正常作業(yè)時(shí)，2臺(tái)通風(fēng)機(jī)的電源選自不同的帶電母線段，屬于相互獨(dú)立的電源。一旦正常作業(yè)的局部通風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障而停用，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換到局部備用通風(fēng)機(jī)，確保作業(yè)面獲得持續(xù)的風(fēng)量供給。圖3為雙風(fēng)機(jī)雙電源供電示意圖。圖3中，虛線框內(nèi)2路電源進(jìn)線全部引自井下變電所，同時(shí)2段母線低壓側(cè)電路電源均用于向局部通風(fēng)機(jī)啟動(dòng)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(fēng)機(jī)專用開關(guān)實(shí)現(xiàn)。
3局部通風(fēng)機(jī)閉鎖控制方案分析
井下局部通風(fēng)機(jī)必須具備2種控制功能[6]，分別是風(fēng)電閉鎖和甲烷電閉鎖。其中，前者會(huì)在井下局部通風(fēng)機(jī)停運(yùn)或供風(fēng)風(fēng)量降低到規(guī)定閾值后，自行切斷被控設(shè)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(shè)備電源。圖4為井下掘進(jìn)作業(yè)面局部通風(fēng)機(jī)供電和閉鎖方案控制示意圖。分析圖4可知，掘進(jìn)作業(yè)面動(dòng)力設(shè)備的斷電控制信號(hào)從遠(yuǎn)程饋電斷電器中引出，通風(fēng)機(jī)風(fēng)電閉鎖功能的達(dá)成通過T1和T22個(gè)開停感應(yīng)裝置和T5風(fēng)量感應(yīng)開關(guān)裝置實(shí)現(xiàn)；甲烷電閉鎖功能的實(shí)現(xiàn)通過在作業(yè)面風(fēng)流混合區(qū)域和回風(fēng)巷道中分別布設(shè)T3和T42個(gè)CH4感應(yīng)裝置及T6和T72個(gè)CO感應(yīng)裝置完成。作業(yè)時(shí)一旦感應(yīng)裝置檢測(cè)到作業(yè)面出現(xiàn)瓦斯或CO超限現(xiàn)象、供風(fēng)風(fēng)量過小的情況或通風(fēng)機(jī)出現(xiàn)停止故障時(shí)，監(jiān)控分站會(huì)立即發(fā)出控制信號(hào)，通過遠(yuǎn)程饋電裝置執(zhí)行斷電操作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)面的有效閉鎖控制。
4結(jié)語
局部通風(fēng)機(jī)作為煤礦井下掘進(jìn)作業(yè)中不可或缺的設(shè)備之一，確保其運(yùn)行的安全有效對(duì)于掘進(jìn)作業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)安全進(jìn)行意義重大。借由對(duì)井下實(shí)際作業(yè)中局部通風(fēng)機(jī)供電方式及閉鎖控制常見問題的探究，針對(duì)性提出相應(yīng)的供電控制和閉鎖控制方案，在保障掘進(jìn)通風(fēng)有效性的同時(shí)降低局部通風(fēng)機(jī)發(fā)生故障的可能性，從而實(shí)現(xiàn)礦井綜合效益的顯著提升。
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作者：劉智 單位：陽煤集團(tuán)股份有限公司一礦