乐平局推广矿井智能局部通风实践

2013-08-15蔡正华高景平

江西煤炭科技 2013年1期

蔡正华，高景平

（乐平矿务局沿沟煤矿，江西乐平333304）

江西省煤炭集团公司乐平矿务局（以下简称乐平局），2009年在结束乐平局原沿沟矿业公司重组后，整合组建设立江西煤业公司景德镇分公司。乐平局辖北部矿区4对生产矿井（沿沟煤矿、仙槎煤业、涌山煤矿、东方红煤矿）、南部矿区在建矿井新鸣煤业、安全托管矿井鸣山矿业。其中在北部矿区均属煤与瓦斯突出矿井，在南部矿区均为低瓦斯矿井。矿井主要通风机全部采用抽出式负压通风，掘进工作面为局部通风机压入式通风。

乐平局北部矿区矿井的可采煤层有二、三、四、五、六、七、八煤，煤层瓦斯含量由北至南逐步递增，其中涌山矿煤层瓦斯含量最高，煤层透气性差，爆破后的瓦斯涌出量是采掘工作面正常涌出量的3～4倍，持续时间为爆破后30分钟。生产矿井在供风设备选型时是按照最长掘进距离和保证人员正常供风及满足瓦斯不超限来确定的。因此，局部通风机选型时的富裕系数就较大，当巷道掘进长度较短或不爆破时，局部通风机就会出现“大马拉小车”的现象，既浪费电能，又会使工作面煤尘飞扬。

乐平局为了使掘进工作面的局部通风机能够根据实际需要自动调控风量，当爆破后巷道出现瓦斯积存时，能够有效进行排放处理，保证回风巷中瓦斯浓度不超限，有效控制瓦斯排放的速度，防止“一风吹”对安全生产的威胁和危害。首先由沿沟矿到生产矿井智能局部通风系统的厂家进行实地考察，并于2011年11月引进了一套矿井智能局部通风系统，且在31－340五煤顶板巷掘进中运用，取得了较好的效果。

1 应用实践

1.1 矿井智能局部通风系统

（1）掘进通风布置。当矿井主要通风机开关真空接触器闭合后，变频器通电，开始初始化，经过一段延时后，变频器给矿井主要通风机供电，输出频率从启动设定值（1.5 Hz）开始逐渐增加，实现主要通风机的软启动。

（2）正常通风状态。当掘进工作面瓦斯浓度传感器超过设定值上限（0.7%），变频器逐级增频，使风机自动增加转速，实现风量增加；当掘进工作面瓦斯浓度传感器低于设定值下限（0.5%）时，变频器减频，风机风量自动减少。当掘进工作面瓦斯浓度传感器超过报警设定值（1.0%）时报警，系统进入稀释瓦斯状态。当掘进工作面瓦斯浓度传感器超过断电设定值（1.5%）时，矿井主要通风机开关将切断工作面的电源，系统进入排瓦斯状态。

（3）排放瓦斯状态。当系统进入排放瓦斯状态时，风机运行由瓦斯浓度传感器进行自动控制，当瓦斯浓度传感器超过设定上限（1.5%）时，变频器减频，减少风机风量，使传感器在设定上限范围（1.5%）内；当瓦斯浓度传感器低于设定下限（1.0%）时，变频器增频，增加风机风量，高效排放瓦斯。

1.2 矿井智能局部通风特点

（1）智能局部通风工作风机、备用风机可解体，体积小、拆装方便、在井下运输、安装方便。

（2）工作风机采用变频控制；备用风机采用普通风机，性价比高，且可实现双风机双电源变频开关与普通开关无源自动切换，供风更可靠。

（3）正常通风情况下，智能局部通风系统可根据掘进工作面瓦斯涌出量的大小自动有效控制风速调节风量，能够实现按需通风，有效地避免了因风量过大而造成工作面大量扬尘，有效地改善了掘进工作面的工作环境。

（4）当遇到意外停电、计划停风、爆破时瓦斯大量涌出等情况而导致掘工作面瓦斯超限时，利用智能局部通风系统能够安全有效、自动快速地排放瓦斯，有效避免了掘进工作面爆破时瓦斯大量排至回风巷。

（5）风机转速能够有效控制，风量可以有效调节；风机的全压启动为软启动，能够避免因风机全压启动而引发的风筒故障，能够有效避免因电流冲击所引起的电源故障。

1.3 矿井智能局部通风节能

以沿沟矿31－340五煤顶板巷为例，工作面风机选型为2×15kW的对旋风机，当工作面配备BPBL－37／660F变频器，工频运行时的电机输出功率P1为26kW，电机效率为0.9；风机效率为0.83，当转速比为0.8时的风机效率为0.8；变频前电机的输入功率为29kW；变频后电机实际输出功率为14kW；此时的电机效率为0.87，则变频后电机的实际输入功率为16kW；实际节约功率为14kW；电费按0.72元／kWh计算，则每年节约电费为7.74万元。

采用矿井智能通风系统后，需增加一套矿井智能通风系统投资，合计10万元（系统总投资为20万元，需减去2×15kW对旋风机2台、QBZ－80SF开关1台、瓦斯传感器和分站各1台）。设备按10年折旧计算，每年折旧费为1万元，设备维修费用0.1万元，合计每年折旧1.1万元。实际每年节约资金：7.74－1.1＝6.64万元。

乐平局北部4对矿井如果按18个掘进工作面采用矿井智能通风系统计算，每年可节省资金119.52万元。