樂平局推廣礦井智能局部通風(fēng)實(shí)踐

蔡正華，高景平

（樂平礦務(wù)局沿溝煤礦，江西 樂平333304）

江西省煤炭集團(tuán)公司樂平礦務(wù)局（以下簡(jiǎn)稱樂平局），2009年在結(jié)束樂平局原沿溝礦業(yè)公司重組后，整合組建設(shè)立江西煤業(yè)公司景德鎮(zhèn)分公司。樂平局轄北部礦區(qū)4對(duì)生產(chǎn)礦井（沿溝煤礦、仙槎煤業(yè)、涌山煤礦、東方紅煤礦）、南部礦區(qū)在建礦井新鳴煤業(yè)、安全托管礦井鳴山礦業(yè)。其中在北部礦區(qū)均屬煤與瓦斯突出礦井，在南部礦區(qū)均為低瓦斯礦井。礦井主要通風(fēng)機(jī)全部采用抽出式負(fù)壓通風(fēng)，掘進(jìn)工作面為局部通風(fēng)機(jī)壓入式通風(fēng)。

樂平局北部礦區(qū)礦井的可采煤層有二、三、四、五、六、七、八煤，煤層瓦斯含量由北至南逐步遞增，其中涌山礦煤層瓦斯含量最高，煤層透氣性差，爆破后的瓦斯涌出量是采掘工作面正常涌出量的3～4倍，持續(xù)時(shí)間為爆破后30分鐘。生產(chǎn)礦井在供風(fēng)設(shè)備選型時(shí)是按照最長(zhǎng)掘進(jìn)距離和保證人員正常供風(fēng)及滿足瓦斯不超限來確定的。因此，局部通風(fēng)機(jī)選型時(shí)的富裕系數(shù)就較大，當(dāng)巷道掘進(jìn)長(zhǎng)度較短或不爆破時(shí)，局部通風(fēng)機(jī)就會(huì)出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象，既浪費(fèi)電能，又會(huì)使工作面煤塵飛揚(yáng)。

樂平局為了使掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機(jī)能夠根據(jù)實(shí)際需要自動(dòng)調(diào)控風(fēng)量，當(dāng)爆破后巷道出現(xiàn)瓦斯積存時(shí)，能夠有效進(jìn)行排放處理，保證回風(fēng)巷中瓦斯?jié)舛炔怀蓿行Э刂仆咚古欧诺乃俣?，防止“一風(fēng)吹”對(duì)安全生產(chǎn)的威脅和危害。首先由沿溝礦到生產(chǎn)礦井智能局部通風(fēng)系統(tǒng)的廠家進(jìn)行實(shí)地考察，并于2011年11月引進(jìn)了一套礦井智能局部通風(fēng)系統(tǒng)，且在31－340五煤頂板巷掘進(jìn)中運(yùn)用，取得了較好的效果。

1 應(yīng)用實(shí)踐

1.1 礦井智能局部通風(fēng)系統(tǒng)

（1）掘進(jìn)通風(fēng)布置。當(dāng)?shù)V井主要通風(fēng)機(jī)開關(guān)真空接觸器閉合后，變頻器通電，開始初始化，經(jīng)過一段延時(shí)后，變頻器給礦井主要通風(fēng)機(jī)供電，輸出頻率從啟動(dòng)設(shè)定值（1.5 Hz）開始逐漸增加，實(shí)現(xiàn)主要通風(fēng)機(jī)的軟啟動(dòng)。

（2）正常通風(fēng)狀態(tài)。當(dāng)掘進(jìn)工作面瓦斯?jié)舛葌鞲衅鞒^設(shè)定值上限（0.7%），變頻器逐級(jí)增頻，使風(fēng)機(jī)自動(dòng)增加轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)風(fēng)量增加；當(dāng)掘進(jìn)工作面瓦斯?jié)舛葌鞲衅鞯陀谠O(shè)定值下限（0.5%）時(shí)，變頻器減頻，風(fēng)機(jī)風(fēng)量自動(dòng)減少。當(dāng)掘進(jìn)工作面瓦斯?jié)舛葌鞲衅鞒^報(bào)警設(shè)定值（1.0%）時(shí)報(bào)警，系統(tǒng)進(jìn)入稀釋瓦斯?fàn)顟B(tài)。當(dāng)掘進(jìn)工作面瓦斯?jié)舛葌鞲衅鞒^斷電設(shè)定值（1.5%）時(shí)，礦井主要通風(fēng)機(jī)開關(guān)將切斷工作面的電源，系統(tǒng)進(jìn)入排瓦斯?fàn)顟B(tài)。

（3）排放瓦斯?fàn)顟B(tài)。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入排放瓦斯?fàn)顟B(tài)時(shí)，風(fēng)機(jī)運(yùn)行由瓦斯?jié)舛葌鞲衅鬟M(jìn)行自動(dòng)控制，當(dāng)瓦斯?jié)舛葌鞲衅鞒^設(shè)定上限（1.5%）時(shí)，變頻器減頻，減少風(fēng)機(jī)風(fēng)量，使傳感器在設(shè)定上限范圍（1.5%）內(nèi)；當(dāng)瓦斯?jié)舛葌鞲衅鞯陀谠O(shè)定下限（1.0%）時(shí)，變頻器增頻，增加風(fēng)機(jī)風(fēng)量，高效排放瓦斯。

1.2 礦井智能局部通風(fēng)特點(diǎn)

（1）智能局部通風(fēng)工作風(fēng)機(jī)、備用風(fēng)機(jī)可解體，體積小、拆裝方便、在井下運(yùn)輸、安裝方便。

（2）工作風(fēng)機(jī)采用變頻控制；備用風(fēng)機(jī)采用普通風(fēng)機(jī)，性價(jià)比高，且可實(shí)現(xiàn)雙風(fēng)機(jī)雙電源變頻開關(guān)與普通開關(guān)無源自動(dòng)切換，供風(fēng)更可靠。

（3）正常通風(fēng)情況下，智能局部通風(fēng)系統(tǒng)可根據(jù)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量的大小自動(dòng)有效控制風(fēng)速調(diào)節(jié)風(fēng)量，能夠?qū)崿F(xiàn)按需通風(fēng)，有效地避免了因風(fēng)量過大而造成工作面大量揚(yáng)塵，有效地改善了掘進(jìn)工作面的工作環(huán)境。

（4）當(dāng)遇到意外停電、計(jì)劃停風(fēng)、爆破時(shí)瓦斯大量涌出等情況而導(dǎo)致掘工作面瓦斯超限時(shí)，利用智能局部通風(fēng)系統(tǒng)能夠安全有效、自動(dòng)快速地排放瓦斯，有效避免了掘進(jìn)工作面爆破時(shí)瓦斯大量排至回風(fēng)巷。

（5）風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速能夠有效控制，風(fēng)量可以有效調(diào)節(jié)；風(fēng)機(jī)的全壓?jiǎn)?dòng)為軟啟動(dòng)，能夠避免因風(fēng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)而引發(fā)的風(fēng)筒故障，能夠有效避免因電流沖擊所引起的電源故障。

1.3 礦井智能局部通風(fēng)節(jié)能

以沿溝礦31－340五煤頂板巷為例，工作面風(fēng)機(jī)選型為2×15kW的對(duì)旋風(fēng)機(jī)，當(dāng)工作面配備BPBL－37／660F變頻器，工頻運(yùn)行時(shí)的電機(jī)輸出功率P1為26kW，電機(jī)效率為0.9；風(fēng)機(jī)效率為0.83，當(dāng)轉(zhuǎn)速比為0.8時(shí)的風(fēng)機(jī)效率為0.8；變頻前電機(jī)的輸入功率為29kW；變頻后電機(jī)實(shí)際輸出功率為14kW；此時(shí)的電機(jī)效率為0.87，則變頻后電機(jī)的實(shí)際輸入功率為16kW；實(shí)際節(jié)約功率為14kW；電費(fèi)按0.72元／kWh計(jì)算，則每年節(jié)約電費(fèi)為7.74萬元。

采用礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)后，需增加一套礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)投資，合計(jì)10萬元（系統(tǒng)總投資為20萬元，需減去2×15kW對(duì)旋風(fēng)機(jī)2臺(tái)、QBZ－80SF開關(guān)1臺(tái)、瓦斯傳感器和分站各1臺(tái)）。設(shè)備按10年折舊計(jì)算，每年折舊費(fèi)為1萬元，設(shè)備維修費(fèi)用0.1萬元，合計(jì)每年折舊1.1萬元。實(shí)際每年節(jié)約資金：7.74－1.1＝6.64萬元。

樂平局北部4對(duì)礦井如果按18個(gè)掘進(jìn)工作面采用礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)計(jì)算，每年可節(jié)省資金119.52萬元。

2 結(jié)語

樂平局應(yīng)用礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)在沿溝煤礦31－340五煤頂板巷工作面運(yùn)行近一年，工作面未出現(xiàn)瓦斯超限事故，安全有效地解決了“一風(fēng)吹”現(xiàn)象，有效地實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，取得了顯著的安全和經(jīng)濟(jì)效益，礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)正在樂平礦務(wù)局北區(qū)的生產(chǎn)礦井推廣應(yīng)用。