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双风机、双电源、自动切换及瓦斯、风电闭锁技术 在东庞矿瓦斯涌出异常区掘进工作面的应用与改造
摘 要： 关键词： 近年来，随着矿井先进技术设备的引进，生产能力的增加，生产水平的延伸，东庞矿自2000年以来多处出现高瓦斯异常涌出区，北翼六采区、2603、2604、2605、2606、2607工作面，九采区2900轨道下山、2900皮带下山、2900北翼辅助轨道下山掘进期间平均瓦斯绝对涌出量超过2.5m3/min，由此，可见东庞矿正处于低瓦斯矿井向高瓦斯矿井发展的过渡时期，据国家煤矿安全监察局统计，低瓦斯矿井爆炸突出约占总瓦斯爆炸次数的60%以上，而掘进发生瓦斯爆炸的次数占80%以上。针对上述严峻的形势，东庞矿通过不断技术创新改造，在掘进、通风、机电技术方面积累了一套极为完善的验收，基本形成了掘进安全装备系列化，以2607轨道巷掘进采用双风机、双电源和风机自动切换及风电、瓦斯电双闭锁技术为实例，杜绝了瓦斯爆炸事故，该技术的应用与改造经验，以其所有借鉴。 1、工作面概况 2607工作面位于二水平六采区，主采2#煤层。上部为已采的2603采空区，左右两侧为实体煤，2607为倾斜布置开采的倾斜长壁综采工作面，倾斜掘进长度800米，工作面斜长165.5m，煤层平均厚度约4.3米，煤层倾向4--16度，可采储量为86.4万吨。 工作面平均瓦斯绝对涌出量超过2.5m3/min，煤尘爆炸指数为33.72--34.86%，具有爆炸性，2#煤层属于二类自燃三类可能自燃煤层，自燃发火期为12--18个月，煤层具有自燃倾向性。 巷道均采用锚梁网沿为煤层顶板支护，规格宽×中高=4.5×3.5m，供风距离1000m ,经计算局扇风量不得小于550m3/min。 2.1双风机的选型交频选型 根据风量计算，2607轨道巷采用的两台2BZK--NO6-3/60对旋轴流式局部通风机供风一台，一台备用，设一趟直径800mm高强度柔性风筒，利用双级变频器调节风量，满足工作面风理要求。实现节能降耗延长电机使用寿命。 （1）风机主要技术参数：ZJT-30型隔爆兼本安智能变频调速。 电机功率（KW）30×2 全压效率%>80 全风压（Pa）900--650 噪音dBA<85 风量m3/min 625--350 风筒直径（mm）800 转速（r/min）2950 单级送风距离（mm）2500； 双级送风距离（mm）3500。 外形尺寸 长×宽×高： 2860×786×1060（mm） 质量（kg）1340 （2）变频带器主要参数 2.2风机控制开关选型 根据《规程》规定“低压电动机的控制设备应具备短路、过负荷、单相断路、漏电闭锁保护装置”和电机功率30kw，风机控制开关选用邢台金牛电控设备厂生产的QBZ-80D开关。 变频调速装置和QBZ-80D开关的推广使用，延长了电机的使用寿命，大大降低了烧电机造成停风瓦斯积聚事故。 3、双电源自动转换及专线加装试验开关 3.1双电源供电设置 专用双源的实现方法为，一路为风机专用线路即从专用高压开关变压器_专用风机馈电开关_风机控制开关，另一路由本工作面低压动力电源提供，应注意的是采区变电所高压侧其动力电源与风机专用电源不在同一进线上，即在高压侧就采用双路，以便减少高压故障引起大面积停电事故。当专用线路任一风机停止运转将自动切换到同等供风能力的风机，时间约3--5秒，继续向工作面供风。备用风机的电源接在闭锁开关的主风机的电源由专线供电为正常掘进供风。 3.2风机供电自动切换装置（如图） 3.3局部通风机专线加装试验开关 为避免每天试验检漏继电器引起风机专线停电，采用和风机专用馈电并联一个同等型号的试验开关，实现风机专线不停电，不停风。 4、风电、瓦斯电闭锁安全监控系统设置 该工作面主局部通风机执行风电、瓦斯电双闭锁，备用风机不执行。实现双闭锁的方法：采用KFD-3型井下分站，及配套的风机开停传感器（KJC-90型电气设备开停传感器）和KG9701型智能低浓度沼气传感器和KDD-1型远程断电仪与闭路开关进行联锁，实现双闭锁。（如图） KFD-3型井下分站是KJ90煤矿给监控系统的主要配套设备，具有数据采集、存储、处理、显示、断电控制、红外遥控及远距离通讯等功能，该分站的电源接在风机专用线路的电源侧。 KTC-90型电气设备开停传感器是利用磁感应原理，通过测定风机负荷电缆周围磁场有无，间接测量风机的开停工作状态，KG9701型智能低浓度沼气传感器可以连续自动地将沼气浓度转换成标准电信号，输给分站，并且有就地显示沼气渡度，超限声光报警断电功能，测量范围0-4.0%CH4 4.2矿井安全监控系统 利用KJ90与KFD-3井下分站以及配套设备形成矿井安全监控系统，按程序系统具有时实、监测瓦斯浓度变化，风机运转状态以及按设定进行报警、显示、存储、打印、报表等功能，该系统将国际先进的传感技术与计算机技术应用到通风上，给整个系统的通风安全水平带来了质的飞跃，保证了矿井掘进期间的安全生产。 5、安全技术措施 5.1设计要求： 双风机、风电、瓦斯电闭锁以及KJ90的配套设备等，由通风部门设计，设计中要有监测设备布置图、供电系统图和风电、瓦斯电闭锁系统图，图中要有明确的设备编号、型号、要有明确的探头报警浓度、断电浓度、复电范围及复电浓度等。 5.2验收试验 局部通风机及监控设施必须在开掘工作面开口施工前进行验收，否则严禁运转使用。局部通风机及监测设施安装完毕后，通风区应立即提出申请，由调度室组织，通风区、安检科、机电科、动力科等有关职能科室和采掘开施工单位共同参加进行验收。做好验收和试验记录，并填报“东庞矿高瓦斯地区风电、瓦斯电闭锁的试验报告”。验收和试验记录中必须有：风机及仪器的安装地点、型号、功率、编号、验收试验人员、验收试验内容、存在的问题等内容。未经验收或验收不合格的风机及监测设备，应立即进行整改，否则不得投入正常使用。 由安检科组织。调度室、通风区、动力科等生产单位参加，每周必须对风电、瓦斯电闭锁进行一次试验，并校核其精度，报警情况等，检验人升井后，填写工作记录，存档备查。 两台局部通风机同时向一个掘进工作面供风的，各台局部通风机必须同时与工作面电源连锁。即当任何一台局部通风机发生故障停止运转时，必须立即切断工作面电源。当主局部通风机发生故障停机，副局部通风机投运后，工作面禁止进尺作业，只有当主局部通风机故障排除并恢复正常运行后方可进行进尺作业风机故障的排除或更换风机工作必须在8小时内完成。 6.结语 东庞矿通过对瓦斯涌出异常区掘进工作面实行“双风机、双电源、风机电源自动切换、三专两锁技术”以及利用KJ90 配套设备与全矿的安全监控系统（调度室）联网将瓦斯浓度，风机运行状况、断电、复电等参数进行实时监视，并能随时打印出来，实现了掘进工作面的安全生产，特别是为低瓦斯矿井向高瓦斯矿井过渡时期出现的瓦斯涌出异常区掘进工作面在瓦斯机电治理上提供了可供借鉴的成功经验。
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