地面煤倉瓦斯自動抽排系統的設計安裝方案

文/李路廣

地面煤倉瓦斯自動抽排系統的設計安裝方案

文/李路廣

由于井下煤體瓦斯含量高,經地面洗選加工后的煤炭仍向封閉的地面煤倉釋放大量瓦斯，尤其是倉內落滿煤時，煤倉瓦斯積聚超限現象時有發現，易造成煤倉瓦斯燃燒爆炸事故。山西蘭花科技創業股份有限公司唐安煤礦分公司針對煤倉瓦斯濃度平均1.0%左右且夏季高達1.5%，瓦斯極易超限這一難題，通過在每個煤倉安裝兩臺5.5KW對旋式局部抽風機，外加一套瓦斯監測監控系統，并根據甲烷傳感器實時傳輸瓦斯濃度信息，由此控制抽風機的自動開停，形成了一套完整的地面煤倉瓦斯自動抽排系統，徹底解決了煤倉內瓦斯積聚超限的現象。

一、地面煤倉瓦斯自動抽排系統的安裝方案

唐安煤礦地面煤倉瓦斯自動抽排系統采用KJ4N作為監測系統，配備顯示終端、地面分站、調制解調器、甲烷傳感器和開停傳感器、抽出式對旋局部通風機、斷電器和地面聲光報警器等設備。

1．風機設置

采用FBCD礦用隔爆型抽出式對旋軸流局部通風機，具有結構緊湊、噪聲小、高風壓、大流量、效率高等特點。風機位置安設在篩選車間底樓的南側。

型號：FBCDNO5.0/2*5.5，功率：2*5.5KW，風量：200～400m3/ min，靜壓：400～2600Pa，電壓：380/ 660/1140：噪聲≤25dB(A)。

風筒采用5mm厚鐵皮，具體長度根據現場量身定做。在風筒與煤倉地面接觸口，使用60*60cm的鐵皮蓋住直徑為50cm的筒口外沿，并與風筒焊接在一起。在風筒的出口與窗戶出口選擇好后，在墻上加一支撐橫臂，對伸出墻外的風筒進行支撐固定。并在風筒墻后加裝1m長的風筒管，使抽出的瓦斯向上方排出，防止抽排出的瓦斯被風返吹回篩選車間內。在墻外的風筒上加裝防雨裝置，防止雨水倒流進風機內。并在風機與排風筒的連接處安裝50cm長的絕緣段軟風筒。

2.供電系統設置

瓦斯抽排風機電源（380V）一路從礦井篩選車間三樓取電，另一路從鐵路口裝載處取電。由于從鐵路口處取電所走經線路在室外，應在接入篩選車間前加入電源避雷器，中間使用VV3X35+1X16電纜，進入煤倉后使用MY3X35+1X16防爆電纜。兩臺饋電開關分別作為兩路電源的總開關，交流380V，頻率50HZ，該開關在供電時具有過載、短路、斷相或者漏電等保護功能。從饋電開關負荷側引出的電源線接入具有漏電檢測功能的雙電源4回路自動切換開關中。

QBZ智能切換電源用戶根據需要自行設定主機或者輔機。分別合上主機、輔機隔離換向開關Q，控制變壓器BK得電，電源及停止指示燈亮；微機監控保護器WZBF得電，進行漏電閉鎖檢測，若負載絕緣正常，其保護出點閉合，為啟動做好準備。按下主機啟動按鈕QA，中間繼電器ZJ1得電吸合。被控的風機1級電機啟動，其常開觸點閉合自保，輔機進入待機狀態。同時，電腦監控保護裝置WZBF判別被控風機1級啟動后延時（0～10s可調）觸點閉合，中間繼電器ZJ2得電吸合，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。接觸器CJ2得電吸合，被控風機2級電機啟動，其常開觸點閉合自保。

主、副機之間有電器連鎖，使主、輔機不能同時工作。正常運行后，若主電源停電或者主電源故障時，經電腦監控保護器裝置WZBF設定的時間（0～10s可調）輔機自動投入工作，反之亦然。

QBZ智能切換電源實現了兩路電源的自動切換，但為達到自動抽排的目的，唐安煤礦技術人員在QBZ自動切換開關的下面加裝了8臺60磁力開關，從1#、2#QBZ智能切換開關分別引出4路電源線分別接到8臺60磁力開關中，然后從60磁力開關中引出電源線接入風機中。

3.分站設置

地面煤倉使用1臺KJ2000F型8模8開分站，接入4路模擬量和8路開關量，接入4路斷電裝置，再接1個分站聲光報警器。分站置于篩選車間底樓內，可懸掛或放在高度為50cm高的鐵架子上。

4.甲烷傳感器設置

根據AQ1029-2007《煤礦安全監控系統及檢測儀器使用管理規范》，甲烷傳感器的安裝位置如下。

唐安煤礦目前現有4個煤倉，應在每個煤倉里安裝1個甲烷傳感器，煤倉內甲烷傳感器設置在距煤倉蓋頂部≤300mm處，距倉壁≥200mm。抽排風機啟動濃度≥0.5%，抽排風機停止濃度為＜0.1%。

傳感器是控制信號的重要來源，其準確與否是控制的關鍵因素，由于倉體內煤塵最大，因此，要對使用中甲烷傳感器10天校對一次，每班清理灰塵并擦拭一次。

5.抽風機口、甲烷傳感器的取放口位置放置

抽風口：設置根據篩選車間情況，在不影響主體結構的情況下，在煤倉蓋頂部打直徑為50mm的圓洞（不破壞地面里鋼筋結構），用水泥把抽風口周圍硬化。

甲烷傳感器：取放口位置位于風機旁，取放口離墻邊≥200mm，大小為250mm*200mm的長方形，取放口邊高為100mm，并在取放口位置加裝懸掛甲烷傳感器的收放線，該取放口不影響工作人員行走。并在取放口加鐵皮蓋子。

6.開停傳感器設置

開停傳感器卡在抽風機的電源線上，具體位置于從風機開關電源線上1米左右。主要作用是檢測風機是否運行。

二、地面煤倉瓦斯自動抽排系統的工作原理

地面煤倉瓦斯自動抽排系統從分站中引出甲烷傳感器、斷電器等，甲烷傳感器的斷電、復電值通過監控軟件來設定，斷電器則短接60開關的1、9線。當煤倉內任何一個瓦斯傳感器濃度達到報警值≥0.5%時，地面聲光報警器和分站聲光報警器會自動報警，同時由相應的甲烷傳感器向分站發送信號，再由分站向相應的斷電器發信號；由斷電器觸點閉合控制電源開關送電，使風機開始運轉向外抽排瓦斯。當煤倉內瓦斯濃度減到＜0.1%時，甲烷傳感器向分站發送信號；并由分站向斷電器發送信號，由斷電器觸點斷開控制電源開關斷電，停止風機運轉。

地面煤倉瓦斯自動抽排系統在唐安煤礦篩選車間監控室配置顯示終端，并配有地面聲光報警器和打印機，可實時查看煤倉瓦斯濃度檢測情況和打印相關報表。只要4個煤倉中的任何一個倉內瓦斯超限，分站聲光報警器和地面聲光報警器就會報警，相對應的風機自動啟動。值班人員可實時查看瓦斯濃度情況和風機運行情況。

三、地面煤倉瓦斯自動抽排系統的應用效果

唐安煤礦通過在地面煤倉安裝瓦斯自動抽排系統，實現了煤倉瓦斯超限＞1.0%即可自動抽風排放；＜0.5%時，停止抽排瓦斯，徹底解決煤倉內瓦斯積聚超限的現象，實現了瓦斯抽排的自動化，確保了礦井生產安全。該系統應用至今，煤倉內瓦斯濃度最高僅0.3%左右，不再出現瓦斯積聚和偏高的現象，效果十分顯著。

（作者單位：山西蘭花科技創業股份有限公司唐安煤礦分公司）

（責任編輯：周瓊）