煤矿井下主用、备用局部通风机单双日交替使用技术

张星晃

（汾西矿业集团有限责任公司机电处，山西 介休 032000）

煤矿井下主用、备用局部通风机单双日交替使用技术

张星晃

（汾西矿业集团有限责任公司机电处，山西 介休 032000）

为了提高煤矿井下尤其是高瓦斯矿井局部通风机的使用与控制，降低因矿井局部通风机造成瓦斯超限影响进尺的事故率，满足掘进与开拓工作面风量的要求。根据《煤矿安全规程》的规定，提出煤矿井下局部通风机供电改造方法。

局部通风机；使用技术；改造方法

1 问题的提出

为了提高煤矿井下局部通风的使用与控制，保证通风机供电的可靠性，《煤矿安全规程》第一百二十八条（三）规定：“高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出的矿井、低瓦斯矿井中高瓦斯区域的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面正常工作的局部通风机必须配备安装同等能力的备用局部通风机，并能自动切换。正常工作的局部通风机必须采用三专（专用开关、专用变压器、专用线路）供电，专用变压器最多可向4套不同掘进工作面的局部通风机供电；备用局部通风机电源必须取自同时带电的另一电源，当正常工作的局部通风机故障时，备用局部通风机能自动起动，保持掘进工作面的正常通风。”也就是说每个掘进工作面局部通风机的供电，必须采用两段独立母线分列运行方式，在满足供电设备负荷要求的前提下，直接由采区变电所使用专用高压开关、专用变压器、专用电缆向局部通风机供电，并能自动切换见图1。

此规定实施后，实现了采掘供电与通风机电源分开，而且使用了专用的高压开关、变压器、线路。掘进工作面的风机采用了“双风机”、“双电源”，此举确实减少了由于采掘工作面无计划停电而引起局部通风机停电、停风及瓦斯超限的次数。

为了更加提高掘进工作面局部通风机供电的可靠性，最大限度地减少掘进工作面无计划停风现象，我们对高瓦斯矿井的井下掘进工作面局部通风机“三专”供电中的“专用电源”做了进一步的改进。井下局部通风机供电直接从地面35 kV变电所的6 kVI段和局部通风机6 kV专用箱变单独引出一回线至井下中央变电所，作为井下局部通风机供电的专用线。

图1 高瓦斯矿井局部通风机供电系统图

井下局部通风机供掘进工作面风机时，其供电方式采用：地面 6 kV局部通风机箱变→入井局部通风机高压电缆→中央变电所局部通风机专用高压进线总控开关→局部通风机高压分路开关→去采区变电所局部通风机高压电缆→采区变电所高压进线总控→采区变电所局部通风机分路高压开关→局部通风机变压器→局部通风机低压馈电总控开关→低压馈电分路开关→低压电缆→掘进工作面局部通风机开关。

此举实行后，通风机线路所带负荷相对稳定，其发生事故的几率也大大低于生产线路的事故几率，避免了因生产事故而导致停电、停风现象。为了防止其它电气设备对专用线路的用电干扰，确保井下局部通风机运行不受影响，要求通风机专用线和专用开关在井下任何地点不得与其它供电设施、线路相连接。

但在局部通风机使用管理过程中仍然存在：在主用、备用风机按规定每天进行人工却换试验中存在较大的人为因素，有的不进行真正的试验，有的试验时间短，不能发现备用风机的故障及备用风机供电线路上存在的隐患和问题；主风机连续运转，没有检修时间，个别矿井将其当作主风机出现故障，备用风机自动切换起动过程中出现供电线路没电、副风机故障、开关故障等问题，导致副风机无法正常启动和工作。

2 采用局部通风机单双日交替使用技术

针对上述导致主风机、副风机无法正常启动和工作，造成瓦斯超限的原因，采取了以下改进方法：

（1）主、副局部通风机实行单双日交替使用制度，在每天检修班进行风机切换运行工作。

（2）采用了济源市科灵电气有限责任公司生产的 QBZ－2×120/1140（660）SF煤矿风机用隔爆型双电源真空电磁起动器，还采用了双PLC自动切换装置和双对旋风机保护器PIR－300FJ。

其运行方式为：通风机实行单双日交替使用，故开关设置为主副对等；无论哪台开关处于工作状态，另台均实时检测对方状态；其中一台出现故障后，另一台不需人工干预，可自动实现切换；主机和副机是对等关系。主、副风机能自动切换是采用了双PLC自动切换装置实现的，并通过双可编程逻辑控制器，两台电机可实现延时起动、延时切换，既能防止吹裂风筒，又能减少风机起动对电网电压的冲击。起动器保护采用了双对旋风机专用综合保护器，保护器采用了先进的微处理器、高精度的数据处理及先进的保护算法，保护精度高、反应速度快，操作直观简便。

这种方案的实施，解决了由于主风机连续运转，没有检修时间，副风机因运转时间短，在自动切换起动过程中出现供电线路没电、风机故障、开关故障等问题。基本上保证了掘进工作面通风的连续性。

但是，井下局部通风机实现单双日交替使用，并且采用了专用线路，在主、副风机同时切换过程中，井下所有的主风机在同一时间内同时切换为备用风机，起动功率大，起动电流大，造成井下局部通风机总控跳闸，甚至延伸到地面6 kV局部通风机专用开关柜跳闸。造成了井下通风机大面积停电、停风现象，从而导致瓦斯超限问题。

3 分区起动井下局部通风机

针对上述井下局部通风机因同时启动造成瓦斯超限的原因，采取以下改进方法：

（1）对井下所有局部通风机实行分区划分，每个区域内起动时单机负荷不能超过150 kW。

（2）利用对旋风机采用的双可编程逻辑控制器，对各分区内的风机开关实行延时启动。延时启动包括：前后风机启动间隔为5～60 s连续可调，指本机的对旋风机的前风机启动后，保护器自动起动对旋风机的后风机的时间间隔；主辅切换延迟时间为3～60 s可调，指本机停机，到另台设备启动的延迟时间。

主辅对等模式：

表1

表2

这种方案的实施，解决了由于井下通风机在同一时间内同时启动时造成的启动功率大、启动电流大，从而导致上一级机构动作失电。分区启动避过了启动高峰区，保证了矿井局部通风机运行的可靠性。

4 结束语

此局部通风机实行单双日交替使用方案已在汾西矿业集团双柳矿等高瓦斯矿进行了实施，改进后至今没有发生过因生产线路故障越级跳闸而影响到局部通风机的运行。并且采用分区启动以后，降低了同时启动时的启动负荷，避过了启动高峰。

1 国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程［M］.北京：煤炭工业出版社，2001

2 顾永辉、范廷瓒.煤矿电工手册［M］.北京：煤炭工业出版社，1999

Alternate Use Technology of Primary and Alternate Local Fans in Underground Coal Mine

Zhang Xinghuang

To improve the use and control of local ventilator in underground coal mine, particularly the high－gas mine, reduce the footage accident rate of the overloaded gas caused by local fan mine, and meet the requirements of open face excavation and air volume, according to the provision of “Coal Mine Safety Regulation”, the article proposes the powered transformation method of local fan coal mine.

local fan; use technology; transformation method

TD724

A

1000－8136（2010）36－0014－02