两种电压等级下风瓦电闭锁的实现方法

乔爱凤

（山西榆次北山煤业有限公司，山西 晋中 030619）

·试验研究·

两种电压等级下风瓦电闭锁的实现方法

乔爱凤

（山西榆次北山煤业有限公司，山西 晋中 030619）

为了保证综合机械化掘进工作面两种不同动力电源供电的安全性，实现两种不同电压等级下风电闭锁及瓦斯电闭锁的安全可靠，提出了两种电压等级电源总开关的控制线路采用级联接线的方案。此方案自投入运行两年来，由于接线方式简单，断电运行及时、可靠，很好地保证了高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井综掘工作面的供电安全，促进了矿井的安全生产。

综合机械化掘进；动力电源；风瓦电闭锁

1 概 述

山西榆次北山煤业有限公司兼并重组后生产能力为90万t／年，采用斜井开拓，井田面积为13．303 1 km2，布置有两个综掘工作面，采用EBZ100型掘进机掘进，而刮板运输机、带式输送机、水泵及其它设备的供电电源电压等级均为660 V，在两种不同的电压等级下运行，不论是机电检修还是监测管理都具有一定的难度，两种供电电源必须同时实现风瓦电闭锁，这样才能保证在综掘工作面，在瓦斯超限或者停风后，及时、有效地切断掘进巷道内的全部非本质安全型电气设备，保证综掘工作面的供电安全，达到《煤矿安全规程》与AQ1029-2007《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》中矿井通风与安全监测装置使用管理规定的要求。

1．1 工作面瓦斯传感器的安装与布置

根据《煤矿安全规程》（2012版）第170条的规定，低瓦斯矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面，必须在工作面设置甲烷传感器。高瓦斯、煤（岩）与瓦斯突出矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面，必须在工作面及其回风流中设置甲烷传感器。根据AQ1029-2007《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》中的规定，掘进工作地面甲烷浓度达到或超过1．0%时，声光报警；掘进工作地面甲烷浓度达到或超过1．5%时，切断掘进巷道内全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当掘进工作面甲烷浓度低于1．0%时，自动解锁。掘进工作地面回风流中的甲烷浓度达到或超过1．0%时，声光报警、切断掘进巷道内全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当掘进工作面回风流中的甲烷浓度低于1．0%时，自动解锁。

1．2 两种电压等级动力电源的闭锁方案的提出

根据《煤矿安全规程》（2012版）第128条的规定：井下所有局部通风机按规定必须实行“三专”“两闭锁”、“双电源、双风机”，并能自动切换。

山西榆次北山煤业公司综掘工作面供电电压等级为1 140 V和660 V两种，当掘进工作面局部通风机停止运转或者工作面瓦斯超限时，闭锁装置既要切断工作面660 V的用电设备、同时又要切断1 140 V的用电设备，如何使用一台闭锁开关控制两种电压（1 140 V和660 V）等级的电源，成为监测监控系统亟待解决的难题。根据《煤矿安全规程》及AQ1029 -2007《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》中的相关规定，结合北山煤业公司井下掘进工作面供电系统的实际情况，提出了将两种电源总开关的控制线路采用级联接线的方式，从而实现风电瓦斯闭锁。

2 风瓦电闭锁的实现方法

针对综掘工作面中两种电压等级动力电源风瓦电闭锁控制的问题，对监控系统的控制线路进行了新的设计，将两种电压等级动力电源的总开关进行级联接线，下面以15206进风顺槽掘进工作面的风瓦电闭锁控制为例来说明。

2．1 断电器的工作原理

断电器的常开（常闭）接点与工作面总开关中的36 V控制回路相连接，当甲烷传感器超断电值或者局部扇风机停止运转时，甲烷（开停）传感器将信号传送到监控分站，监控分站CPU发送触点信号或电平信号到断电器，断电器接到分站的断电指令后执行断电动作，见图1。

图1 风瓦电闭锁断电流程示意图

将断电器的一个常开触点（一个常闭）翻转，则与断电器连接的工作面总开关中的36 V控制回路处于断开状态，工作面总开关的自保回路断开，紧接着主接触器断开，于是一次电源侧和二次负荷侧处于断开状态，这样就切断了掘进巷道内全部非本质安全型电气设备，见图2。

图2 断电器接线示意图

2．2 两种电压等级动力电源风瓦电闭锁实现过程

2．2．1 15206进风顺槽综掘工作面监控设备情况

1）局部通风机型号：FBD-№6．3-2×22 kW。2）局部通风机开关型号：QJZ-2×120双电源组合开关。3）15206进风顺槽660 V级总开关：QBZ-80。4）15206进风顺槽1 140 V级总开关：KBZ-400。5）断电器型号：DKJ0．3／660，控制开关型号QBZ-80。6）监控系统型号：KJ160 N。7）矿用隔爆兼本安型直流电源型号：KDW-0．1／18×6。8）甲烷传感器型号：GJC4。9）开停传感器型号：GKT5L。

2．2．2 断电过程描述

FBD-№-6．3×2型局扇开关采用QJZ-2× 120双电源组合开关，660 V电压等级供电电源总开关选用QBZ-80型真空磁力起动器，用来控制综掘工作面660 V的设备（如刮板输送机、皮带运输机、水泵等）。1 140 V电压等级供电电源的总开关选用KBZ-400型馈电开关，用来控制EBZ-100型综掘机，见图3。

把断电器的常闭触点J1接入第一台总开关即QBZ-80真空磁力起动器的控制回路中，当监控分站采集到符合断电条件的信息后，立即给断电器下达断电指令，断电器常闭接点释放，ZJ2接点处于断开状态，QBZ-80开关的控制回路断路，开关送不起电，当监控分站采集到符合复电条件的信息后，立即给断电器下达复电指令，已断开的常闭继电器翻转变成闭合状态，ZJ2接点处于闭合状态QBZ-80开关的控制回路通路，开关能送电，这样达到闭锁停电的目的。

第二台总开关即KBZ-400馈电开关的主接触器的自保接点J1断开时，KBZ-400开关不能闭合，只有J1接点闭合时KBZ-400馈电开关才能启动得电。从J1接点引出两根线到第一台总开关的ZJ2常开点，当第一台闭锁开关为断电状态时，ZJ2断开，KBZ-400馈电开关的自保回路断路，馈电开关送不上电，达到控制两种动力电源的目的。

断电控制开关接线图见图4。

图3 15206综掘进风顺槽工作面配电系统图

图4 断电控制开关接线图

3 技术方面的优越性

1）1140 V和660 V两种电压等级动力电源的总开关采用级联接线，保证了综掘工作面两种电压等级供电的安全性，同时由于控制接线更加方便、实用，减少了控制线的使用量，节约了成本，简化了系统，维护和检修更方便，双闭锁装置更安全、稳定、可靠，能更好地满足《煤矿安全规程》规定的要求。

2）在传统意义上，使用两个断电器控制两个开关，即用来控制1 140 V工作面总开关和660 V工作面总开关，而此方案只使用一个断电器，就实现了将两个总开关断电的目标。

3）减少了控制线路和控制设备，故障点减少，使得系统更加简单，增加了系统的可靠性，减少了有可能出现故障的环节。

4 结 论

自北山煤业公司综合机械化掘进工作面1 140 V和660 V两种电压等级电源的总开关采用级联接线方案两年来，由于此种接线方式简单，断电运行及时、可靠，能够很好地解决不同电压等级下的风电瓦斯电闭锁的问题，保证了安全监控系统正常有效地运行，杜绝了因瓦斯超限或无计划停风而造成的事故，为公司的安全生产打下了坚实的基础。

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Implementation Method of the W ind Gas and Electricity Closed-cycle Control under Two Voltage Levels

Qiao Ai-feng

In order to guarantee security of two different power supply in comprehensive mechanized tunneling faces，realizes safe and reliable operation of wind electricity atresia and gas electricity atresia under two different voltage grade，puts forward the scheme of using cascade connection in two kinds of voltage class power master switch control circuit．Since this plan put into operation for two years，because of its simple connection mode，power outage timely and reliably operation，ensures power supply security of comprehensive tunneling working face in highly gassy mine and coal and gas outburst mine，promotes the mine safety production．

Comprehensive mechanized drivage；Power source；Wind gas and electricity closed-cycle control

TD608

B

1672-0652（2013）10-0035-03

2013-07-20

乔爱凤（1978—），女，山西阳曲人，2000年毕业于江南大学，工程师，主要从事机电设备运行管理和机电设备的选型设计及安全管理工作，（E-mail）hh20071204＠163．com