地面煤仓瓦斯自动抽排系统的设计安装方案

2013-01-26李路广

中国煤炭工业 2013年11期

文/李路广

地面煤仓瓦斯自动抽排系统的设计安装方案

文/李路广

由于井下煤体瓦斯含量高,经地面洗选加工后的煤炭仍向封闭的地面煤仓释放大量瓦斯，尤其是仓内落满煤时，煤仓瓦斯积聚超限现象时有发现，易造成煤仓瓦斯燃烧爆炸事故。山西兰花科技创业股份有限公司唐安煤矿分公司针对煤仓瓦斯浓度平均1.0%左右且夏季高达1.5%，瓦斯极易超限这一难题，通过在每个煤仓安装两台5.5KW对旋式局部抽风机，外加一套瓦斯监测监控系统，并根据甲烷传感器实时传输瓦斯浓度信息，由此控制抽风机的自动开停，形成了一套完整的地面煤仓瓦斯自动抽排系统，彻底解决了煤仓内瓦斯积聚超限的现象。

一、地面煤仓瓦斯自动抽排系统的安装方案

唐安煤矿地面煤仓瓦斯自动抽排系统采用KJ4N作为监测系统，配备显示终端、地面分站、调制解调器、甲烷传感器和开停传感器、抽出式对旋局部通风机、断电器和地面声光报警器等设备。

1．风机设置

采用FBCD矿用隔爆型抽出式对旋轴流局部通风机，具有结构紧凑、噪声小、高风压、大流量、效率高等特点。风机位置安设在筛选车间底楼的南侧。

型号：FBCDNO5.0/2*5.5，功率：2*5.5KW，风量：200～400m3/ min，静压：400～2600Pa，电压：380/ 660/1140：噪声≤25dB(A)。

风筒采用5mm厚铁皮，具体长度根据现场量身定做。在风筒与煤仓地面接触口，使用60*60cm的铁皮盖住直径为50cm的筒口外沿，并与风筒焊接在一起。在风筒的出口与窗户出口选择好后，在墙上加一支撑横臂，对伸出墙外的风筒进行支撑固定。并在风筒墙后加装1m长的风筒管，使抽出的瓦斯向上方排出，防止抽排出的瓦斯被风返吹回筛选车间内。在墙外的风筒上加装防雨装置，防止雨水倒流进风机内。并在风机与排风筒的连接处安装50cm长的绝缘段软风筒。

2.供电系统设置

瓦斯抽排风机电源（380V）一路从矿井筛选车间三楼取电，另一路从铁路口装载处取电。由于从铁路口处取电所走经线路在室外，应在接入筛选车间前加入电源避雷器，中间使用VV3X35+1X16电缆，进入煤仓后使用MY3X35+1X16防爆电缆。两台馈电开关分别作为两路电源的总开关，交流380V，频率50HZ，该开关在供电时具有过载、短路、断相或者漏电等保护功能。从馈电开关负荷侧引出的电源线接入具有漏电检测功能的双电源4回路自动切换开关中。

QBZ智能切换电源用户根据需要自行设定主机或者辅机。分别合上主机、辅机隔离换向开关Q，控制变压器BK得电，电源及停止指示灯亮；微机监控保护器WZBF得电，进行漏电闭锁检测，若负载绝缘正常，其保护出点闭合，为启动做好准备。按下主机启动按钮QA，中间继电器ZJ1得电吸合。被控的风机1级电机启动，其常开触点闭合自保，辅机进入待机状态。同时，电脑监控保护装置WZBF判别被控风机1级启动后延时（0～10s可调）触点闭合，中间继电器ZJ2得电吸合，其常开触点闭合，常闭触点断开。接触器CJ2得电吸合，被控风机2级电机启动，其常开触点闭合自保。

主、副机之间有电器连锁，使主、辅机不能同时工作。正常运行后，若主电源停电或者主电源故障时，经电脑监控保护器装置WZBF设定的时间（0～10s可调）辅机自动投入工作，反之亦然。

QBZ智能切换电源实现了两路电源的自动切换，但为达到自动抽排的目的，唐安煤矿技术人员在QBZ自动切换开关的下面加装了8台60磁力开关，从1#、2#QBZ智能切换开关分别引出4路电源线分别接到8台60磁力开关中，然后从60磁力开关中引出电源线接入风机中。

3.分站设置

地面煤仓使用1台KJ2000F型8模8开分站，接入4路模拟量和8路开关量，接入4路断电装置，再接1个分站声光报警器。分站置于筛选车间底楼内，可悬挂或放在高度为50cm高的铁架子上。

4.甲烷传感器设置

根据AQ1029-2007《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》，甲烷传感器的安装位置如下。

唐安煤矿目前现有4个煤仓，应在每个煤仓里安装1个甲烷传感器，煤仓内甲烷传感器设置在距煤仓盖顶部≤300mm处，距仓壁≥200mm。抽排风机启动浓度≥0.5%，抽排风机停止浓度为＜0.1%。

传感器是控制信号的重要来源，其准确与否是控制的关键因素，由于仓体内煤尘最大，因此，要对使用中甲烷传感器10天校对一次，每班清理灰尘并擦拭一次。

5.抽风机口、甲烷传感器的取放口位置放置

抽风口：设置根据筛选车间情况，在不影响主体结构的情况下，在煤仓盖顶部打直径为50mm的圆洞（不破坏地面里钢筋结构），用水泥把抽风口周围硬化。

甲烷传感器：取放口位置位于风机旁，取放口离墙边≥200mm，大小为250mm*200mm的长方形，取放口边高为100mm，并在取放口位置加装悬挂甲烷传感器的收放线，该取放口不影响工作人员行走。并在取放口加铁皮盖子。

6.开停传感器设置

开停传感器卡在抽风机的电源线上，具体位置于从风机开关电源线上1米左右。主要作用是检测风机是否运行。

二、地面煤仓瓦斯自动抽排系统的工作原理

地面煤仓瓦斯自动抽排系统从分站中引出甲烷传感器、断电器等，甲烷传感器的断电、复电值通过监控软件来设定，断电器则短接60开关的1、9线。当煤仓内任何一个瓦斯传感器浓度达到报警值≥0.5%时，地面声光报警器和分站声光报警器会自动报警，同时由相应的甲烷传感器向分站发送信号，再由分站向相应的断电器发信号；由断电器触点闭合控制电源开关送电，使风机开始运转向外抽排瓦斯。当煤仓内瓦斯浓度减到＜0.1%时，甲烷传感器向分站发送信号；并由分站向断电器发送信号，由断电器触点断开控制电源开关断电，停止风机运转。

地面煤仓瓦斯自动抽排系统在唐安煤矿筛选车间监控室配置显示终端，并配有地面声光报警器和打印机，可实时查看煤仓瓦斯浓度检测情况和打印相关报表。只要4个煤仓中的任何一个仓内瓦斯超限，分站声光报警器和地面声光报警器就会报警，相对应的风机自动启动。值班人员可实时查看瓦斯浓度情况和风机运行情况。