魏 敏,蔡瑞春
(1.淮南礦業(yè)集團(tuán)張集煤礦, 安徽淮南市 232174;2.國(guó)投新集能源股份有限公司劉莊煤礦, 安徽阜陽(yáng)市 236234)
利用監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)瓦斯和風(fēng)的聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)研究
魏 敏1,蔡瑞春2
(1.淮南礦業(yè)集團(tuán)張集煤礦, 安徽淮南市 232174;2.國(guó)投新集能源股份有限公司劉莊煤礦, 安徽阜陽(yáng)市 236234)
在迎頭瓦斯涌出量變化不定的作業(yè)地點(diǎn),特別是在有斷層等地質(zhì)異常區(qū)的掘進(jìn)巷道,瓦斯有可能瞬間大量涌出,從而引起瓦斯超限事故。通過(guò)對(duì)瓦斯?jié)舛鹊谋O(jiān)測(cè)監(jiān)控,利用監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)瓦斯和局扇的聯(lián)動(dòng)控制,避免了多開(kāi)局扇造成礦井風(fēng)量和電費(fèi)的浪費(fèi),防止了瓦斯瞬間大量涌出而導(dǎo)致的瓦斯超限事故。
瓦斯監(jiān)控;局扇;聯(lián)動(dòng)控制
在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,局扇開(kāi)啟臺(tái)數(shù)往往根據(jù)進(jìn)尺、實(shí)際瓦斯涌出量、作業(yè)人數(shù)等情況來(lái)決定,而不是將已安裝的局扇都同時(shí)開(kāi)啟。但迎頭瓦斯涌出量卻時(shí)常變化不定,特別是在有斷層等地質(zhì)異常區(qū)的掘進(jìn)巷道,瓦斯瞬間就可能大量涌出,從而引起瓦斯超限事故。多開(kāi)局扇則浪費(fèi)礦井風(fēng)量和電費(fèi),正常開(kāi)啟局扇,又可能因瓦斯突然涌出而造成超限。為了解決兩者之間的矛盾,利用監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)局扇由瓦斯?jié)舛茸兓詣?dòng)開(kāi)啟,從而一舉解決了這一難題。
工作面正常供風(fēng)時(shí)開(kāi)單機(jī)(1#電機(jī)),當(dāng)瓦斯?jié)舛却髸r(shí),啟動(dòng)2#電機(jī)(見(jiàn)圖1)。
圖1 局扇供風(fēng)情況一
1.1.1 瓦斯自動(dòng)控制局扇啟動(dòng)方案
將監(jiān)控?cái)嚯娖鲀?nèi)繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)接入局扇切換開(kāi)關(guān)專(zhuān)局側(cè)內(nèi)36 V控制回路中的9#線與KM2線圈之間,局扇設(shè)置為對(duì)旋空載方式。
當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到了啟動(dòng)設(shè)定值時(shí),監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)分站發(fā)出一控制命令給斷電器,使斷電器內(nèi)繼電器的該常開(kāi)觸點(diǎn)變成閉合態(tài),KM2接觸器線圈得電,接觸器吸合,2#局扇電機(jī)(M2)啟動(dòng)。
專(zhuān)局2#電機(jī)啟動(dòng)后,當(dāng)瓦斯降到局扇的停止設(shè)定值時(shí),監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)分站發(fā)出一控制命令給斷電器,使斷電器內(nèi)繼電器的處于閉合態(tài)的常開(kāi)觸點(diǎn)又恢復(fù)成斷開(kāi)態(tài),KM2接觸器線圈失電,接觸器斷開(kāi),專(zhuān)局2#電機(jī)(M2)停止。
同理,備局也按照相同的方式實(shí)現(xiàn)控制。
1.1.2 風(fēng)電閉鎖功能實(shí)現(xiàn)方案
依據(jù)瓦斯?jié)舛茸詣?dòng)控制局扇的開(kāi)停后,則采用傳統(tǒng)風(fēng)電閉鎖方式難以實(shí)現(xiàn)被控局扇的風(fēng)電閉鎖功能。當(dāng)瓦斯?jié)舛雀哂趩?dòng)設(shè)定值,兩臺(tái)電機(jī)正常開(kāi)啟時(shí),KM1、KM2接觸器的常開(kāi)觸點(diǎn)都成閉合態(tài),串入風(fēng)電閉鎖線的A、B端輸出閉合點(diǎn),迎頭動(dòng)力饋電開(kāi)關(guān)正常供電;當(dāng)瓦斯?jié)舛鹊陀谕V乖O(shè)定值,開(kāi)單機(jī)時(shí),KM1常開(kāi)觸點(diǎn)成閉合態(tài)、KM2常開(kāi)觸點(diǎn)仍為斷開(kāi)態(tài),A、B端輸出斷開(kāi)點(diǎn),迎頭動(dòng)力饋電開(kāi)關(guān)則被風(fēng)電閉鎖,無(wú)法正常供電,影響生產(chǎn)。
為了解決上述問(wèn)題,在2#電機(jī)常開(kāi)觸點(diǎn)上并聯(lián)一組監(jiān)控?cái)嚯娖鞒i]觸點(diǎn)(見(jiàn)圖2)。
圖2 風(fēng)電閉鎖功能
當(dāng)瓦斯?jié)舛雀哂趩?dòng)設(shè)定值,兩臺(tái)電機(jī)正常開(kāi)啟時(shí),KM1、KM2接觸器的常開(kāi)觸點(diǎn)成閉合態(tài),監(jiān)控?cái)嚯娖鞯某i]觸點(diǎn)則成斷開(kāi)態(tài),A、B端輸出閉合點(diǎn),迎頭動(dòng)力饋電開(kāi)關(guān)正常供電。當(dāng)1#電機(jī)或2#電機(jī)故障不能開(kāi)啟時(shí),KM1或KM2常開(kāi)觸點(diǎn)不跳轉(zhuǎn),仍為斷開(kāi)態(tài),A、B端輸出開(kāi)斷點(diǎn),迎頭動(dòng)力饋電開(kāi)關(guān)則被風(fēng)電閉鎖,無(wú)法供電,實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電閉鎖功能。
當(dāng)瓦斯?jié)舛鹊陀谕V乖O(shè)定值,開(kāi)單機(jī)時(shí),KM1常開(kāi)觸點(diǎn)成閉合態(tài)、KM2常開(kāi)觸點(diǎn)不變化仍為斷開(kāi)態(tài),監(jiān)控?cái)嚯娖鞒i]觸點(diǎn)不變化也仍為閉合態(tài),A、B端輸出閉合點(diǎn),迎頭動(dòng)力饋電開(kāi)關(guān)正常供電。當(dāng)1#電機(jī)故障時(shí),KM1常開(kāi)觸點(diǎn)不跳轉(zhuǎn),仍為斷開(kāi)態(tài),A、B端輸出開(kāi)斷點(diǎn),迎頭動(dòng)力饋電開(kāi)關(guān)被風(fēng)電閉鎖,無(wú)法供電,實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電閉鎖功能。
工作面4臺(tái)對(duì)旋局扇(2臺(tái)專(zhuān)局2臺(tái)備局),兩路風(fēng)筒,平時(shí)一路風(fēng)筒1臺(tái)專(zhuān)局供風(fēng)(見(jiàn)圖3,后面說(shuō)明中默認(rèn)專(zhuān)局一開(kāi)啟,專(zhuān)局二為瓦斯自動(dòng)控制開(kāi)啟)。
圖3 局扇供同情況二
1.2.1 瓦斯自動(dòng)控制局扇啟動(dòng)方案
拆除專(zhuān)局二切換開(kāi)關(guān)專(zhuān)局側(cè)中間繼電器KA的輔助觸點(diǎn)KA1,將監(jiān)控?cái)嚯娖鲀?nèi)繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)接到KA1位置上。
當(dāng)瓦斯達(dá)到啟動(dòng)設(shè)定值時(shí),監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)分站發(fā)出一控制命令給斷電器,使斷電器內(nèi)繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)成閉合態(tài),KA線圈得電,輔助觸點(diǎn)KA2、KA3吸合,KM1、KM2線圈得電,KM1、KM2接觸器吸合,M1、M2電機(jī)啟動(dòng),即專(zhuān)二開(kāi)啟。
專(zhuān)局二啟動(dòng)后,當(dāng)瓦斯?jié)舛冉档酵V箍刂浦禃r(shí),監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)分站發(fā)出一控制命令給斷電器,使斷電器內(nèi)繼電器的原閉合態(tài)的常開(kāi)觸點(diǎn)恢復(fù)成斷開(kāi)態(tài),局扇控制回路斷開(kāi),KM1、KM2線圈失電,KM1、KM2接觸器斷開(kāi),M1、M2電機(jī)停止,即專(zhuān)二停止。
備局的控制原理、接線與專(zhuān)局相同。
1.2.2 風(fēng)電閉鎖實(shí)現(xiàn)方案(見(jiàn)圖4)
圖4 風(fēng)電閉鎖方案
風(fēng)電閉鎖控制原理與第一種方式相同,不再?gòu)?fù)述。
(1)利用監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能。利用目前的監(jiān)控系統(tǒng)軟件,能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)瓦斯達(dá)到(或超過(guò))啟動(dòng)設(shè)定值時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟某臺(tái)局扇(或電機(jī)),當(dāng)瓦斯低于停止設(shè)定值時(shí)關(guān)閉該臺(tái)已開(kāi)啟的局扇(或電機(jī))。為了避免出現(xiàn)被控局扇(或電機(jī))頻繁的開(kāi)啟和關(guān)閉的現(xiàn)象,一般將停止設(shè)定值設(shè)置得很低。所有瓦斯探頭都能根據(jù)設(shè)定的啟動(dòng)設(shè)定值自動(dòng)開(kāi)啟某掘進(jìn)面的該臺(tái)具有自動(dòng)控制功能的局扇(或電機(jī))。該功能的實(shí)現(xiàn)不影響原監(jiān)控軟件系統(tǒng)的各項(xiàng)性能,投入低,使用的設(shè)備都是原監(jiān)控設(shè)備,也不用進(jìn)行軟件的升級(jí)改造。
(2)利用監(jiān)控系統(tǒng)新開(kāi)發(fā)的瓦斯預(yù)警軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能。礦山與北京廠家共同開(kāi)發(fā)了一種瓦斯預(yù)警和局扇控制軟件,該軟件直接從監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)兩種數(shù)據(jù)比較及預(yù)警、控制功能。當(dāng)設(shè)置成斷電控制開(kāi)啟局扇(或電機(jī))時(shí),則當(dāng)該軟件出現(xiàn)報(bào)警時(shí)也同時(shí)控制斷電器開(kāi)啟相應(yīng)的局扇(或電機(jī));還可設(shè)置開(kāi)啟局扇的最短時(shí)間長(zhǎng)度,以避免出現(xiàn)被控局扇(或電機(jī))頻繁的開(kāi)啟和關(guān)閉的現(xiàn)象。
由于313隊(duì)施工的西二7-1軌道下山巷道前方存在斷層,距離8煤、6煤也較近,易出現(xiàn)瓦斯涌出異?,F(xiàn)象。該掘進(jìn)面供風(fēng)方式為一路風(fēng)筒1臺(tái)對(duì)旋、一路風(fēng)筒1臺(tái)單機(jī)往迎頭供風(fēng)。故對(duì)專(zhuān)局二(即開(kāi)單機(jī))進(jìn)行了瓦斯自動(dòng)控制局扇開(kāi)停改造,目前使用正常,效果良好,每天可節(jié)約電量700 kWh。
該控制方式能通過(guò)迎頭瓦斯?jié)舛燃白兓闆r,由監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)備用的局扇自動(dòng)開(kāi)停,具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)有效解決了因瓦斯突然變化,迎頭風(fēng)量不足可能引起的瓦斯超限事故,為礦井安全生產(chǎn)提供了安全保障。
(2)瓦斯?jié)舛鹊蜁r(shí),能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停機(jī),節(jié)省了電費(fèi)和礦井風(fēng)量。
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2011-05-11)
魏 敏(1982-),女,安徽泗縣人,主要從事安全監(jiān)控專(zhuān)業(yè),Email:158849445@qq.com。