喬峰

摘 要：針對(duì)某煤礦因局部通風(fēng)機(jī)供電系統(tǒng)存在的可靠性低而可能造成工作面停風(fēng)形成瓦斯集聚的問(wèn)題，對(duì)造成工作面停風(fēng)的原因進(jìn)行了分析，并針對(duì)停風(fēng)原因提出了安裝雙風(fēng)機(jī)雙電源及自動(dòng)切換裝置、延伸“三專(zhuān)” 供電和“雙三專(zhuān)”供電的改進(jìn)措施。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，此改進(jìn)有效提高了煤礦局部通風(fēng)機(jī)供電系統(tǒng)的可靠性。

關(guān)鍵詞：局部通風(fēng)機(jī)供電系統(tǒng);停風(fēng);瓦斯集聚;改進(jìn)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.069

0 引言

為了提高井下局部通風(fēng)機(jī)所使用的供電系統(tǒng)的安全性與可靠性，相關(guān)法律法規(guī)規(guī)定：在高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井以及瓦斯涌出量比較大的部位，為保證井下安全，必須使用專(zhuān)用線路、專(zhuān)用開(kāi)關(guān)以及專(zhuān)用變壓器對(duì)位于掘進(jìn)工作面的風(fēng)機(jī)進(jìn)行供電。通過(guò)專(zhuān)用變壓器、專(zhuān)用開(kāi)關(guān)以及專(zhuān)用線路，采區(qū)變電站直接向位于掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行供電。此項(xiàng)法規(guī)要求開(kāi)采工作面和掘進(jìn)工作面的供電系統(tǒng)各自獨(dú)立運(yùn)行，獨(dú)立的供電系統(tǒng)以及專(zhuān)用的開(kāi)關(guān)、專(zhuān)用的變壓器以及專(zhuān)用線路的應(yīng)用大大降低了供電系統(tǒng)故障，進(jìn)而有效降低了因供電系統(tǒng)故障而造成的通風(fēng)機(jī)停風(fēng)以及掘進(jìn)工作面瓦斯超限事故。但是局部通風(fēng)機(jī)本身故障、局部通風(fēng)機(jī)專(zhuān)用線路故障、局部通風(fēng)機(jī)控制開(kāi)關(guān)故障甚至采掘工作面其他電氣設(shè)備故障造成局部通風(fēng)機(jī)斷電故障都時(shí)常發(fā)生，造成工作面停風(fēng)，甚至導(dǎo)致工作面瓦斯超限。因此，亟待對(duì)煤礦局部通風(fēng)機(jī)的供電系統(tǒng)做出改進(jìn)，提高局部通風(fēng)機(jī)供電系統(tǒng)的可靠性。

1 現(xiàn)場(chǎng)事故分析

某礦為高瓦斯礦井，掘進(jìn)工作面停風(fēng) 5 min 就會(huì)導(dǎo)致工作面瓦斯超限，若停風(fēng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，一方面會(huì)造成排放瓦斯時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，還會(huì)威脅井下人員、設(shè)備的安全。該礦連續(xù)發(fā)生三起停電停風(fēng)事故。通過(guò)對(duì) 3 起事故進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)上述事故都是因出現(xiàn)過(guò)流而導(dǎo)致上級(jí)變電所的高壓開(kāi)關(guān)跳閘，使采區(qū)斷電，局扇停止送風(fēng)，瓦斯超限。造成事故的根本原因如下：

（1）該礦采用的是 BGP9L-6 型高壓開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)沒(méi)有進(jìn)行短路保護(hù)的時(shí)間整定。一旦短路故障的電流過(guò)大，比如三相短路，就會(huì)使上下級(jí)的短路保護(hù)同時(shí)開(kāi)啟，出現(xiàn)越級(jí)跳閘。

（2）由于煤礦下面空氣濕度較大，電氣開(kāi)關(guān)長(zhǎng)期在這種環(huán)境中會(huì)導(dǎo)致機(jī)構(gòu)的靈敏度嚴(yán)重下降，執(zhí)行跳閘動(dòng)作的需要的時(shí)間增加。

（3）井下的高壓開(kāi)關(guān)跳閘機(jī)構(gòu)在出現(xiàn)短路時(shí)也會(huì)造成越級(jí)跳閘。

2 改進(jìn)措施

針對(duì)上述故障，提出了安裝雙風(fēng)機(jī)雙電源及自動(dòng)切換裝置和延伸“三專(zhuān)”供電的改進(jìn)，來(lái)提高煤礦局部通風(fēng)供電系統(tǒng)的可靠性，避免工作面停風(fēng)以及工作面瓦斯超限事故的發(fā)生。

雙風(fēng)機(jī)雙電源及自動(dòng)切換通風(fēng)系統(tǒng)的具體實(shí)施方式為：以原采用“三專(zhuān)”供電的局扇作為主局部通風(fēng)機(jī)，在工作面再安裝一部局扇作為副局部通風(fēng)機(jī)，加裝的局扇接入掘進(jìn)工作面的電源，增設(shè)QBZ-80/660（380）SF 型自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)主、副兩部局部風(fēng)機(jī)的自動(dòng)切換。并在副局部風(fēng)機(jī)的電路上加裝一個(gè) BKD20-200 型饋電開(kāi)關(guān)和 BKD20-400 型饋電開(kāi)關(guān)。預(yù)先設(shè)置好兩個(gè)饋電開(kāi)關(guān)的漏電動(dòng)作時(shí)間，保證新增饋電開(kāi)關(guān)的靈敏性。此種設(shè)置可以避免越級(jí)跳閘的出現(xiàn)，避免井下大面積停電。并在主通風(fēng)機(jī)控制開(kāi)關(guān)與動(dòng)力電控開(kāi)關(guān)之間設(shè)置風(fēng)電閉鎖裝置，當(dāng)主風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障停止工作時(shí)，動(dòng)力電控開(kāi)關(guān)就會(huì)處于斷開(kāi)狀態(tài)，雖有副通風(fēng)機(jī)向工作面供風(fēng)，但工作面仍無(wú)法工作，只有當(dāng)主通風(fēng)機(jī)檢修完畢并開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)后，動(dòng)力控制開(kāi)關(guān)才能閉合。這種設(shè)置可以提醒檢修人員及時(shí)對(duì)主風(fēng)機(jī)進(jìn)行維修，提高通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性。該系統(tǒng)的工作原理為：在正常工作狀態(tài)下，主局部風(fēng)機(jī)保持運(yùn)行，而副局部風(fēng)機(jī)保持隨時(shí)可啟動(dòng)的狀態(tài)。當(dāng)主局部風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障，停止送風(fēng)的時(shí)候，自動(dòng)切換裝置開(kāi)始工作，接通副局部風(fēng)機(jī)的電源，副局部風(fēng)機(jī)開(kāi)始送風(fēng)。同時(shí)將主局部風(fēng)機(jī)的電源斷開(kāi)，避免持續(xù)供電造成主局部風(fēng)機(jī)損壞。通過(guò)在主、副局部風(fēng)機(jī)的控制開(kāi)關(guān)中增設(shè)雙風(fēng)機(jī)雙電源自動(dòng)切換裝置實(shí)現(xiàn)上述功能的。在主局部風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障，停止送風(fēng)時(shí)，主風(fēng)機(jī)的電流會(huì)增大，雙風(fēng)機(jī)雙電源自動(dòng)切換裝置通過(guò)檢測(cè)電流的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)主局部風(fēng)機(jī)是否故障的判定，然后自動(dòng)切斷主風(fēng)機(jī)的電源，接通副風(fēng)機(jī)的電源。而當(dāng)主風(fēng)機(jī)的故障被排除后，需人工操作啟動(dòng)主風(fēng)機(jī)，避免對(duì)主風(fēng)機(jī)檢修時(shí)出現(xiàn)突然啟動(dòng)。

雙風(fēng)機(jī)雙電源及自動(dòng)切換通風(fēng)系統(tǒng)可以解決由于工作面局部風(fēng)機(jī)本身的故障、控制開(kāi)關(guān)故障和專(zhuān)用線路出現(xiàn)故障導(dǎo)致的工作面停風(fēng)事故。在一定程度上可以保證工作面通風(fēng)的連續(xù)性。但是該方案不能解決采掘設(shè)備電氣設(shè)備出現(xiàn)故障，導(dǎo)致的井下開(kāi)關(guān)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，及二次改進(jìn)某礦井下局部通風(fēng)機(jī)經(jīng)過(guò)上述改進(jìn)后，工作面的通風(fēng)可靠性得到了提高，也沒(méi)有出現(xiàn)因線路故障導(dǎo)致的越級(jí)跳閘從而影響到工作面的通風(fēng)。但是在半年的工業(yè)應(yīng)用之后，發(fā)現(xiàn)隨著掘進(jìn)工作面的不斷推進(jìn)，工作面的機(jī)電設(shè)備需要頻繁移動(dòng)，因此時(shí)常要進(jìn)行計(jì)劃停電。如果在計(jì)劃停電期間，主通風(fēng)機(jī)與主通風(fēng)機(jī)專(zhuān)用供電線路發(fā)生故障，就會(huì)導(dǎo)致工作面停風(fēng)，出現(xiàn)瓦斯超限事故?；诖耍谘由臁叭龑?zhuān)”供電改進(jìn)的基礎(chǔ)上實(shí)行“雙三專(zhuān)”供電，即除主局部風(fēng)機(jī)外，副局部風(fēng)機(jī)也實(shí)行“三專(zhuān)供電”，兩路“三專(zhuān)”線路來(lái)自于非同一變壓器。并且規(guī)定進(jìn)行檢修或移線時(shí)， 不能同時(shí)對(duì)兩條“三專(zhuān)”線路進(jìn)行。必須保證有一部風(fēng)機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，才能對(duì)另一條供電線路進(jìn)行操作。采用“雙三專(zhuān)”供電極大地提高了工作面通風(fēng)的可靠性。

3 結(jié)語(yǔ)

采用安裝雙風(fēng)機(jī)雙電源及自動(dòng)切換裝置和延伸“三專(zhuān)”供電可以有效地避免因局部風(fēng)機(jī)故障或供電線路故障造成的掘進(jìn)工作面停風(fēng)而導(dǎo)致的瓦斯集聚現(xiàn)象。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用后總結(jié)的“雙三專(zhuān)”供電改進(jìn)可以基本上杜絕因無(wú)計(jì)劃停電造成的瓦斯超限，極大地提高了局部通風(fēng)機(jī)供電系統(tǒng)的可靠性。