郝宏偉

（山西蘭花科創(chuàng)玉溪煤礦有限責任公司 ,山西 晉城 048000）

0 引 言

甲烷風電閉鎖的可靠性對煤礦安全生產(chǎn)具有十分重要的意義，而突出礦井在進行雙巷掘進時，安全監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)雙巷內(nèi)所有非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備在瓦斯達到超限斷電濃度時能夠在2s內(nèi)斷電也顯得更加重要和復雜[1-5]。我礦目前使用重慶煤科院的KJ90NB系統(tǒng)，井下存在雙巷掘進的情況，1臺監(jiān)控分站不能滿足雙巷內(nèi)所有傳感器的設(shè)置要求。使用兩臺監(jiān)控分站，存在異地斷電時間長的問題，不能滿足在2s內(nèi)斷電的要求。為實現(xiàn)雙巷掘進過程中，雙巷掘進巷道內(nèi)非本安型電氣設(shè)備甲烷超限斷電及甲烷風電閉鎖的控制執(zhí)行時間不大于2s，針對目前使用的系統(tǒng)和設(shè)備，設(shè)計了兩種斷電方案，并進行了比較分析。

1 雙巷掘進甲烷傳感器設(shè)置要求

根據(jù)《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范》（AQ1029-2007）第6.4.2條中的要求，高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井雙巷掘進甲烷傳感器必須按圖1進行設(shè)置。在掘進工作面及其回風流中設(shè)置甲烷傳感器T1和T2；在工作面混合風流處設(shè)置甲烷傳感器T3。與普通掘進工作面相比較，增加了工作面混合回風流甲烷傳感器T3，且要求T3在達到斷電濃度時，將雙巷掘進巷道內(nèi)的全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備斷電[1-4]。對于現(xiàn)在使用的KJ90NB系統(tǒng)，增加了監(jiān)控分站及斷電器實現(xiàn)該功能的難度。

圖1 雙巷掘進甲烷傳感器設(shè)置

按照《煤礦安全規(guī)程》（2016）和《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范》（AQ1029-2007）的規(guī)定，每個掘進巷道內(nèi)需設(shè)置工作面甲烷傳感器、回風流甲烷傳感器、風筒傳感器、開停傳感器、斷電器及饋電傳感器，突出煤層掘進巷道回風流中需設(shè)置風速傳感器，突出煤層掘進工作面進風的分風口必須設(shè)置風向傳感器。兩條巷道需要安設(shè)的傳感器數(shù)量已超過16臺傳感器，而目前所使用的分站容量為16臺，所以不能在1臺分站上實現(xiàn)雙巷掘進的甲烷風電閉鎖功能，需要使用兩臺監(jiān)控分站。雖可使用異地控制功能實現(xiàn)斷電，但不能滿足甲烷風電閉鎖在2s內(nèi)斷電的要求。

2 甲烷風電閉鎖方案設(shè)計

1301輔運順槽和1301膠帶順槽共有兩臺饋電開關(guān)，分別為兩個掘進巷道內(nèi)的綜掘機、皮帶機等動力設(shè)備供電（見圖2）。

圖2 雙巷掘進供電系統(tǒng)圖

安全監(jiān)控系統(tǒng)使用了兩臺斷電儀控制兩臺饋電開關(guān)進行甲烷電閉鎖，對于本巷道內(nèi)動力設(shè)備閉鎖斷電時間小于2s，對于另外一條巷道內(nèi)動力設(shè)備屬于異地斷電，兩條巷道之間有聯(lián)絡(luò)巷，聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)動力設(shè)備由1301膠帶順槽動力開關(guān)供電，對于1301輔運順槽來說是異地斷電，斷電時間長。1301輔運順槽和1301膠帶順槽所使用的兩臺饋電開關(guān)均為電光防爆科技股份有限公司產(chǎn)品，瓦斯電閉鎖控制點為（58-47），風電閉鎖控制點為（48-47），47為公共點。使用斷電儀為重慶煤科院產(chǎn)品，斷電儀里面有常開控制點和常閉控制點。

為使1301輔運順槽和1301膠帶順槽以及聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)動力設(shè)備閉鎖斷電時間小于2s，設(shè)計了如下兩種方案。

2.1 斷電閉鎖方案一

兩臺斷電儀都使用常閉控制點，通過一個三通接線盒進行串聯(lián)形成一對常閉控制點（1-2）（見圖3），控制點（1-2）通過一個三通接線盒并聯(lián)接線至兩臺饋電開關(guān)瓦斯電閉鎖控制點（58-47）。

圖3 雙巷掘進本地斷電常閉點控制圖

這樣，只要其中一個斷電儀動作（常閉控制點斷開），串聯(lián)回路斷開，兩臺饋電開關(guān)的甲烷電閉鎖控制點同時接收到控制信號（斷開信號），在2s內(nèi)被閉鎖斷電。

2.2 斷電閉鎖方案二

兩臺斷電儀都使用常開控制點，通過一個三通接線盒進行并聯(lián)形成一對常開控制點（1-2）（見圖4），控制點（1-2）通過一個三通接線盒并聯(lián)接線至兩臺饋電開關(guān)甲烷電閉鎖控制點（58-47）。

圖4 雙巷掘進本地斷電常開點控制圖

這樣，只要其中一個斷電儀動作（常開控制點閉合），串聯(lián)回路閉合，兩臺饋電開關(guān)的甲烷電閉鎖控制點同時接收到控制信號（閉合信號），在2s內(nèi)被閉鎖斷電。

3 閉鎖斷電方案測試效果分析

3.1 方案一（常閉點控制）測試效果

1）其中一個斷電儀動作時（常閉點打開），兩臺饋電開關(guān)甲烷電閉鎖點同時接收到斷電信號，兩臺開關(guān)同時跳閘停電。

2）其中一個饋電開關(guān)停電打隔離，停電開關(guān)閉鎖點（58-47）為閉合狀態(tài)，此時斷電儀動作（常閉點斷開），另一臺饋電開關(guān)未閉鎖斷電。經(jīng)過分析開關(guān)資料及線路，是由于饋電開關(guān)停電打隔離后，甲烷電閉鎖點（58-47）為閉合狀態(tài)，其中一臺斷電儀動作后（常閉點打開），控制點（1-2）仍處于閉合狀態(tài)，另一臺饋電開關(guān)甲烷電閉鎖點未能接收到斷電信號，因而不能閉鎖停電。

3.2 方案二（常開點控制）測試效果

1）其中一個斷電儀動作時（常開點閉合），兩臺饋電開關(guān)甲烷電閉鎖點同時接收到斷電信號，兩臺開關(guān)同時跳閘停電。

2）其中一個饋電開關(guān)停電打隔離，停電開關(guān)閉鎖點（58-47）為閉合狀態(tài)，控制點（1-2）由常開變?yōu)殚]合狀態(tài)，另外一臺饋電開關(guān)甲烷電閉鎖點接收到控制點（1-2）的閉合信號閉鎖停電。此種情況，雖然斷電儀未動作，另一臺饋電開關(guān)卻接收到了閉合信號而斷電。若其中一臺開關(guān)進行停電檢修打到隔離狀態(tài)，會影響另一個掘進面的正常生產(chǎn)。

4 結(jié) 語

第一種方案存在一臺開關(guān)打隔離停電后，其它開關(guān)不受控的問題；第二種方案雖能實現(xiàn)甲烷風電閉鎖在2s內(nèi)斷電，但是存在一臺開關(guān)打隔離斷電后，其余開關(guān)在未接收到斷電信號的情況下閉鎖斷電，檢修開關(guān)時影響范圍大。第一種方案存在缺陷，第二種方案在檢修開關(guān)時會影響另一個面的正常生產(chǎn)，若要從根本上實現(xiàn)雙巷掘進非本安型電氣設(shè)備在2s內(nèi)斷電的要求，需要提高安全監(jiān)控系統(tǒng)性能，完成安全監(jiān)控系統(tǒng)的升級改造。系統(tǒng)升級后，性能提升，在異地斷電的情況下，也能在2s內(nèi)實現(xiàn)甲烷風電閉鎖可靠斷電。