高瓦斯礦井局部通風機三回路方案探討

摘要：隨著礦井開采深度的增加，掘進工作面瓦斯集聚進一步加劇，局部通風效果的好壞已經成為制約高瓦斯礦井深部開采的關鍵性問題之一。文章對局部通風系統提出了“三回路、三風機”的改造方案，該方案從經濟性和安全性出發，充分利用現場條件，在現有采區變電所的混裝電路上引入第三路供電電源，提高了局部通風系統的穩定性及安全性。

關鍵詞：高瓦斯礦井；局部通風系統；三回路方案；礦井開采；掘進工作面 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD712 文章編號：1009-2374（2015）29-0167-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.29.083

當前，安徽省兩淮礦區部分礦井開采深度已突破1000米，且多為高瓦斯礦井。眾所周知，隨著礦井開采深度的增加，采掘工作面瓦斯集聚進一步加劇，尤其對于高瓦斯礦井，其危害程度不言而喻。據安全管理部門統計，礦井70%以上的瓦斯事故都發生在采掘工作面，因此高效的局部通風系統已成為治理采、掘工作面瓦斯及預防瓦斯事故的重要保障。所以，針對高瓦斯礦井，局部通風系統通風效果的好壞已成為制約其向深部，甚至超深開采的關鍵性問題之一。隨著開采技術水平的不斷發展，傳統的局部通風機安全技術要求及三專兩閉鎖技術已經不足以適應高瓦斯礦井快速發展的需要，基于此，結合礦山安全管理和現有設施技術條件，本文擬對礦井局部通風系統進行“三回路、三風機”方案的改造，在原有的“三專兩閉鎖”技術要求下，進一步提高局部通風系統的穩定性，以適應高瓦斯礦井超深開采的安全性及可靠性的需要，具體如下：

1 基于“三專兩閉鎖”的局部通風系統介紹

《煤礦安全規程》規定，三專是指“高瓦斯礦井、煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井、低瓦斯礦井中高瓦斯區的煤巷、半煤巖巷和有瓦斯突出的巖巷掘進工作面正常工作的局部通風機必須配備安裝同等能力的備用局部通風機，并能自動切換。正常工作的局部通風機必須采用三專（專用開關、專用電纜、專用變壓器）供電，專用變壓器最多可向4套不同掘進工作面的局部通風機供電；備用局部通風機的電源必須取自同時帶電的另一電源，當正常工作的局部通風機故障時，備用局部通風機能自行啟動，保持決定工作正常通風”。“兩閉鎖”則是指掘進工作面瓦斯電閉鎖和風電閉鎖。其中瓦斯電閉鎖是指當掘進工作面瓦斯濃度超限時，聲光報警并自動切斷工作面迎頭被控設備電源；風電閉鎖是指當局部主通風機停止運轉或風筒風量低于規定值時，自動切斷掘進工作面內（除備用風機電源外）的所有設備電源。基于此，礦井局部通風機的供電方式主要由以下兩種實現方式：（1）采區變電所內，設立專供局部通風機使用的高壓防爆開關、變壓器、低壓饋電開關、漏電繼電器和供電電纜；（2）同一采區內相鄰的兩個掘進巷道內的局部通風機，可用1條電纜從采區變電所為其供電，也可以分開供。因此，大多數礦井掘進工作面局部通風系統的“雙回路”采用的是兩路電源，分別引自采區變電所的兩臺局扇專用饋電開關Ⅰ段、Ⅱ段，兩路局部通風機專用電源分別進QBZ（F）型雙回路風機的主機和輔機的電源側，中間用自動切換開關連接，形成“一用一備”的局部通風機供電模式。然而隨著礦井開采深度的增加、瓦斯涌出量的增大，局部通風機雙回路的供電方式逐漸暴露出一定的風險，因此，為本文提出礦井局部通風系統的“三回路”改造方案提供了客觀

條件。

2 “三回路”方案及原理

通過現場實踐，提出如下方案：

2.1 方案介紹

如圖1所示，局部通風機的原有兩路供電電源保持不變，中間采用自動切換開關相連。另外增加一路輔助電源，也是本文所說的第三路供電方案，在當前兩路局部通風機供風系統均不能正常工作的情況下，第三路輔助電源投入使用，帶動局部通風機投入工作，保證采掘工作面供風正常。綜合考慮成本及實用因素，結合現場實際，擬從采區變電所的混裝線路引入第三路輔助電源，兩路局部通風機專用電源分別進QBZ（F）型雙回路風機自動切換開關的主機和輔助的電源側，混裝線路進入到QBZ-80磁力啟動器的電源側形成“一用兩備”的“三回路”方案。

圖1

2.2 控制原理

切換開關的主、輔機分別控制主風機及備用風機，QBZ-80型開關控制第三路備用風機，為了使三路電源能夠在實現故障時自動切換，從切換開關的主機和輔機側各取出一只常閉接點引至QBZ-80開關的啟動按鈕1#、2#接點上，切換開關主機及輔機有一方工作時，自動切換開關所使用的接點產生變化，形成常開，主輔機主引出線又是串聯接法，常閉接點形成開路，第三路電源無電，開關QBZ120不工作；當切換開關主機及輔機均不工作時，且時間大于做手動切換實驗的檢修時間，自動切換開關關聯的常閉觸點閉合，第三路電源有電，開關QBZ120工作，第三路局部通風系統投入使用，保證了工作面的不間斷供風，極大地提高了供風的穩定性和可

靠性。

2.3 特殊說明

2.3.1 在對局部通風機檢修時，為防止在做一、二路風機手動切換試驗時間間隔內第三路備用風機自行啟動，需在QBZ80開關控制線路上加裝一個時間繼電器，其設定的延時時間T必須大于做風機切換試驗的時間t1。這樣就保證了在對通風機檢修時，第三路通風機誤動作而干擾正常的檢修工作。

2.3.2 第三路局部通風機與原有通風機之間的連接件為自制件，一、二路通風機為并聯連接方式，始終保證一路風機處于正常工作狀態；一、二路風機與三路風機為串聯連接方式，并串接一個常開觸點，只有在一、二路風機都不工作的一定時間間隔內（大于手動切換試驗時間t1），常開觸點閉合，第三路風機才能自行啟動。

3 結語

本文結合礦山開采實際，從局部通風機供風系統的穩定性上對高瓦斯礦井深部開采過程中瓦斯治理方案提出了嘗試。通過對局部通風系統三回路改造提出具體的方案，進一步改善了掘進工作面局部通風系統的可靠性和穩定性，有效地保障了高瓦斯礦井深部開采過程中掘進工作面局部供風系統的有效性。此方案不是僅從設備投入上增加一路局部通風系統，而是充分利用井下采區變電所及采掘工作面局部通風系統的現狀，在采區變電所混裝電路上引出一路電源，實現“一用兩備”的三回路供電方案。此方案以更小的投入、更經濟的方式實現了高瓦斯礦井局部通風系統三回路控制方案的改造。該方案不需要更多的設備投入，有利于節約資源，提高了經濟效益，同時實現了新形勢下高瓦斯礦井深部開采治理采、掘工作面瓦斯的需要，有效地保障了礦井安全生產的需要。

參考文獻

[1] 國家安全生產監督管理總局.煤礦安全規程[S].北京：煤炭工業出版社，2010.

[2] 顧永輝，范廷瓚.煤礦電工手冊[S].北京：煤炭工業出版社，l999.

[3] 任洪軍，李進，從繼忠.煤礦井下局部通風機供電系統存在問題及處理方法[J].煤炭工程，2009，（4）.

作者簡介：儲誠贊（1983-），男，安徽岳西人，安徽省煤炭科學研究院安全評價中心助理研究員，碩士，研究方向：礦山安全評價、機電運輸專項評價。

（責任編輯：王 波）endprint