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摘要：為最大程度保障井下局部通風機作業的安全有效，針對局部通風機供電管理中存在的問題開展分析，進而提出局部通風機供電方案和閉鎖控制方案，實現局部通風機運行的安全有效，為掘進作業的持續開展提供保障，實現礦井綜合效益的顯著提高。

關鍵詞：礦井；局部通風機；供電系統；閉鎖控制

在煤礦生產作業中，局部通風機作為井下掘進巷道施工過程中的供風設備，其主要功能是向掘進作業面提供充足新鮮空氣，從而實現對掘進作業面瓦斯、煤塵等有害氣體的排出[1-2]。縱觀以往的礦井生產事故不難發現，一部分事故是由于局部通風機供電系統運行不正常或閉鎖控制不符合規定等原因造成的，而一旦局部通風機無法正常運行，便會造成掘進作業面瓦斯的快速集聚，從而威脅生產安全，嚴重的還會引起瓦斯爆炸事故，采取有效措施加以防范對于提升礦井生產綜合效益意義重大。

1現有局部通風機供電管理問題分析

在井下局部通風機的供電中通常多采用三專通電、兩閉鎖控制、雙風機雙電源等措施，但由于技術人員對局部通風機安全管理上的認識存在一定缺陷，其供電安全管理存在以下問題：a)雙回獨立電源供電問題。一些技術人員錯誤地認為具備2路電纜的低壓供電線路就是雙回路。但由于低壓電路中的2條電纜可能由同1個變壓裝置引出或引自變電所內同1條母線，電源失電的情況一旦發生，便會立即引起風機停機故障，從而使得掘進面無法獲得風流供應，嚴重威脅生產安全。b)三專供電問題。一些工作人員簡單地認為實現變電所內所有專用開關饋出、所有風機配設專用開關、使用專用電纜進行供電就是三專供電。這使得三專供電中缺少專用變壓裝置，而常規的變壓裝置由于可以向多種電荷供電，在作業中可能發生其他電荷故障，從而引起電源跳閘，造成風機停轉威脅生產安全。c)閉鎖控制問題。只選用開停傳感裝置對風機工作狀態進行監測，未安裝風筒風量開關傳感裝置，無法對風筒破損或接頭開脫等引起的作業面供風不足問題進行有效監測；雙風機未實現聯鎖控制，無法在主局部通風機故障時自動切換至備用局部通風機；閉鎖斷電控制信號引自風機專用開關的常開節點，使得閉鎖控制功能存在安全隱患；掘進作業面僅布設1個CH4監測裝置，無法對回風風流中瓦斯濃度進行測定。

2局部通風機供電方案分析

2.1煤巖巷道等有瓦斯涌出巷道掘進面局部通風機供電

a)掘進作業面配備2臺能力相同的局部通風機。1臺作為正常作業供電使用，1臺作為備用供電使用。b)針對正常作業局部通風機供電使用“三專”供電（專用開關、專用電纜和專用變壓裝置）；備用局部通風機供電電源取自同時帶電的另一電源。c)配設通風機自動切換裝置。在供風作業過程中，當局部通風機出現故障后，能立即切換啟動局部通風機，從而繼續保持掘進面的正常通風。圖1為掘進作業面雙風機雙電源三專供電示意圖。圖1中，上部虛線框部分代表兩路電源進線的井下變電所，其中高壓側選用單母線分段接線的方式；下部虛線框內變電所Ⅱ段母線電源依次經過專用變壓裝置、專用開關和專用電纜后向局部通風機供電。正常作業時通風機通常使用專用線路供電，而當正常運行電源出現故障后會立即切換至Ⅰ段母線的備用電源上。

2.2其他掘進作業面和井下通風點

局部通風機使用在井下其他掘進作業面或通風地點使用局部通風機時[3]，通常使用單風機“三專”供電或“雙風機雙電源”供電兩種方式其中一種，具體要求如下：a)采用單風機“三專”供電方式時，其供電線路如圖2所示。圖2中，虛線框中變電所的Ⅱ段母線經由專用變壓裝置、專用開關及專用電路后與局部通風機相聯通，為通風機供電。b)采用“雙風機雙電源”供電方式時，需為作業面配設2臺能力相同的局部通風機[4-5]，1臺正常供風作業，1臺作為備用通風機。正常作業時，2臺通風機的電源選自不同的帶電母線段，屬于相互獨立的電源。一旦正常作業的局部通風機出現故障而停用，則系統會自動切換到局部備用通風機，確保作業面獲得持續的風量供給。圖3為雙風機雙電源供電示意圖。圖3中，虛線框內2路電源進線全部引自井下變電所，同時2段母線低壓側電路電源均用于向局部通風機啟動器供電，其中1條為工作線路，1條為備用線路，兩者間的切換通過風機專用開關實現。

3局部通風機閉鎖控制方案分析

井下局部通風機必須具備2種控制功能[6]，分別是風電閉鎖和甲烷電閉鎖。其中，前者會在井下局部通風機停運或供風風量降低到規定閾值后，自行切斷被控設備電源；后者是指作業面空氣中CH4濃度超過規定限值后，自行切斷被控設備電源。圖4為井下掘進作業面局部通風機供電和閉鎖方案控制示意圖。分析圖4可知，掘進作業面動力設備的斷電控制信號從遠程饋電斷電器中引出，通風機風電閉鎖功能的達成通過T1和T22個開停感應裝置和T5風量感應開關裝置實現；甲烷電閉鎖功能的實現通過在作業面風流混合區域和回風巷道中分別布設T3和T42個CH4感應裝置及T6和T72個CO感應裝置完成。作業時一旦感應裝置檢測到作業面出現瓦斯或CO超限現象、供風風量過小的情況或通風機出現停止故障時，監控分站會立即發出控制信號，通過遠程饋電裝置執行斷電操作，從而實現對作業面的有效閉鎖控制。

4結語

局部通風機作為煤礦井下掘進作業中不可或缺的設備之一，確保其運行的安全有效對于掘進作業生產的持續安全進行意義重大。借由對井下實際作業中局部通風機供電方式及閉鎖控制常見問題的探究，針對性提出相應的供電控制和閉鎖控制方案，在保障掘進通風有效性的同時降低局部通風機發生故障的可能性，從而實現礦井綜合效益的顯著提升。

參考文獻：

［1］王志斌，孫彥景，劉衛東，等.基于CPS的風電瓦斯閉鎖系統建模仿真［J］.煤炭科學技術，2012，40(9)：80-84.

［2］郭剛.煤礦掘進工作面三專兩閉鎖電氣控制的PLC控制改造［J］.山西大同大學學報(自然科學版)，2013，29(1)：70-73.

［3］師劍.煤礦瓦斯濃度超3%閉鎖風機功能的實現［J］.機械管理開發，2019，34(5)：231-232.

［4］李軍剛.提高高瓦斯礦井局部風機供電可靠性的研究［J］.能源與節能，2018(6)：177-178.

［5］羅正時.大平煤礦安全監控系統風電瓦斯閉鎖的實現［J］.煤礦安全，2018，49(9)：135-137.

［6］郎琦.高瓦斯突出礦井風電瓦斯閉鎖功能的實現［J］.煤炭科學技術，2009，37(9)：54-57.

作者：劉智 單位：陽煤集團股份有限公司一礦