長(zhǎng)距離瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程斷電功能技術(shù)優(yōu)化

摘 要：在煤礦采掘過程中，通過長(zhǎng)距離瓦斯監(jiān)控實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程斷電功能非常重要。在文中主要就長(zhǎng)距離瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程斷電功能技術(shù)優(yōu)化提出幾點(diǎn)建議，為煤礦的安全采掘提供支持。

關(guān)鍵詞：瓦斯監(jiān)控；遠(yuǎn)程斷電功能；優(yōu)化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.046

1 項(xiàng)目立項(xiàng)的背景及其目的意義

為滿足《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求》中相關(guān)規(guī)定現(xiàn)有瓦斯監(jiān)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分站與傳感器的傳輸距離均在2000m以下。《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測(cè)儀器使用管理規(guī)范》中規(guī)定，工作面甲烷超限，必須切斷工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本安型電氣設(shè)備。由于順槽長(zhǎng)，工作面內(nèi)開關(guān)多，排水點(diǎn)多。因此對(duì)監(jiān)測(cè)信號(hào)的傳輸及瓦斯超限斷電造成了困難。現(xiàn)有斷電方式斷電敷設(shè)線路較長(zhǎng)，斷電儀安設(shè)較多，很難確保斷電范圍的正確性、及時(shí)性。因此我們充分利用了避難硐室內(nèi)分站及KJ90NB瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的交叉斷電功能對(duì)斷電控制系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)優(yōu)化。有效解決了綜采工作面多開關(guān)、長(zhǎng)距離條件下，瓦斯超限斷電功能，維護(hù)了礦井的安全生產(chǎn)。

2 項(xiàng)目實(shí)施基本情況

2.1 充分發(fā)揮順槽每隔1000m避難硐室內(nèi)分站作用。

由于巴彥高勒煤礦順槽長(zhǎng)度在3700m以上，因此按照要求每隔1000m安裝一個(gè)臨時(shí)避難硐室。將原需加設(shè)兩臺(tái)分站及主運(yùn)順槽內(nèi)分站撤掉，利用順槽避難硐室內(nèi)監(jiān)控分站剩余端口滿足了采煤工作面所需各類傳感器的信號(hào)輸出，將傳感器與分站之間距離控制在了2000m以內(nèi)（分站距交換機(jī)可傳輸距離不小于5km）。

2.2 利用本系統(tǒng)KJ90-F16（D）分站的交叉斷電功能

通過接入變電所分站的斷電儀切斷這兩臺(tái)高防開關(guān)實(shí)現(xiàn)了工作面的瓦斯超限斷電。并且將斷電執(zhí)行提至了工作面開關(guān)的上一級(jí)，使得斷電更加可靠，斷電范圍更加準(zhǔn)確，有效保證了礦井的安全生產(chǎn)。改進(jìn)前要全部切斷工作面內(nèi)的開關(guān)需接設(shè)5臺(tái)斷電儀，優(yōu)化后只需2臺(tái)斷電儀控制（一臺(tái)控制工作面內(nèi)各類設(shè)備及皮帶，另一臺(tái)控制順槽內(nèi)各排水高壓開關(guān)），減少了斷電儀的使用量。

2.3 優(yōu)化線路敷設(shè)

原來斷電儀較多且距離分站較遠(yuǎn)，需要敷設(shè)大量電纜。現(xiàn)將原來的每臺(tái)高壓開關(guān)安設(shè)一臺(tái)斷電儀，改為了由變電所內(nèi)斷電儀控制工作面的總開關(guān)。改進(jìn)后，減少了大量線路敷設(shè)，降低了監(jiān)測(cè)電纜及人工投入。（見圖1）

3 項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析

（1）安全效益。將斷電執(zhí)行點(diǎn)接在工作面配電點(diǎn)總開關(guān)的上級(jí)開關(guān)（變電所內(nèi)高防）負(fù)荷側(cè)電源，縮短了控制執(zhí)行距離。避免了改進(jìn)前由于接設(shè)斷電儀較多、線路敷設(shè)繁瑣，可能導(dǎo)致甲烷超限斷電不及時(shí)、不準(zhǔn)確這一問題。有效解決了采掘工作面多開關(guān)、長(zhǎng)距離條件下，瓦斯超限斷電功能，維護(hù)了礦井的安全生產(chǎn)。

（2）經(jīng)濟(jì)效益。原斷電控制方式需要5臺(tái)監(jiān)測(cè)分站和5個(gè)斷電儀才能保證實(shí)現(xiàn)采煤工作面甲烷超限斷電。改造后由于利用了避難硐室內(nèi)分站及系統(tǒng)交叉斷電功能所以只需要2臺(tái)監(jiān)測(cè)分站和2個(gè)斷電儀就可以實(shí)現(xiàn)采掘工作面甲烷超限斷電閉鎖。一個(gè)采掘工作面可以節(jié)省下3臺(tái)監(jiān)測(cè)分站（15429元）、3臺(tái)后備電源箱（37689元）、3臺(tái)（DG0.35 660/1140）斷電儀（8460元）、監(jiān)測(cè)電纜（MHYVR 1×4×7/0.52）7000m左右（14000元）。一個(gè)采掘工作面可節(jié)約資金15429+37689+8460+14000≈7.6萬元。四個(gè)采掘工作面已產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益7.6×4（采掘面?zhèn)€數(shù)）=30.4萬元

4 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)、適用性和成熟度

（1）充分利用了順槽內(nèi)每隔1000m布置的一個(gè)避難硐室。既滿足了避難硐室各傳感器的信號(hào)傳輸，又兼顧了工作面各類傳感器的信號(hào)輸出。（2）研究運(yùn)用了KJ90NB監(jiān)控系統(tǒng)的交叉斷電功能，將傳感器與斷電儀分接在了不同分站上。縮短了分站、斷電儀、被控開關(guān)之間的距離。且將斷電控制接在工作面各高壓開關(guān)的上級(jí)開關(guān)，斷電執(zhí)行更加準(zhǔn)確。（3）該優(yōu)化已經(jīng)在地面試驗(yàn)分站及4個(gè)采掘工作面進(jìn)行了試驗(yàn)、優(yōu)化、安裝。斷電可靠、準(zhǔn)確，斷電效果良好。

5 推廣應(yīng)用條件及前景

該優(yōu)化方案311101采煤工作面、311102采煤工作面及311103主運(yùn)順槽、輔運(yùn)順槽進(jìn)行了調(diào)試安裝，均取得了良好的斷電效果。斷電指令執(zhí)行可靠準(zhǔn)確迅速，甲烷超限斷電及甲烷風(fēng)電閉鎖的控制執(zhí)行時(shí)間滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。該優(yōu)化措施不但可用于采煤工作面，對(duì)于長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面也可以推廣應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。

6 存在的主要問題、改進(jìn)意見及進(jìn)一步創(chuàng)新改進(jìn)的設(shè)想

6.1 存在的問題

（1）該斷電方式需預(yù)先在中心站系統(tǒng)中設(shè)置遠(yuǎn)程交叉斷電關(guān)聯(lián)指令。監(jiān)測(cè)人員需具有較好的業(yè)務(wù)素質(zhì)，熟知各斷電執(zhí)行的關(guān)聯(lián)分站及工作原理。

（2）傳感器與斷電儀分接入不同分站后，對(duì)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的信號(hào)傳輸穩(wěn)定性要求較高。

6.2 改進(jìn)意見及進(jìn)一步創(chuàng)新改進(jìn)的設(shè)想

進(jìn)一步同廠家聯(lián)系研究，考慮能否利用順槽中段分站做信號(hào)搭接將監(jiān)測(cè)信號(hào)直接接入變電所內(nèi)斷電儀所接分站。從而減少斷電控制對(duì)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的依賴。