高瓦斯掘進(jìn)工作面應(yīng)急自動(dòng)通風(fēng)裝置研究與應(yīng)用

白青亮

摘要：局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)向井下掘進(jìn)工作面連續(xù)不斷地輸送新鮮空氣，以稀釋井下氣體粉塵環(huán)境，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)環(huán)境，保證安全生產(chǎn) [1]。局部通風(fēng)機(jī)或風(fēng)筒管理不到位，引起工作面停電停風(fēng)，導(dǎo)致瓦斯積聚超限。高瓦斯掘進(jìn)工作面應(yīng)急通風(fēng)裝置利用壓風(fēng)解決了在局部通風(fēng)機(jī)或風(fēng)筒發(fā)生故障停風(fēng)或風(fēng)量不足時(shí)的問(wèn)題，防止瓦斯積聚，消除隱患。

關(guān)鍵詞：掘進(jìn)工作面；局部通風(fēng)機(jī)；壓風(fēng)；應(yīng)急通風(fēng)

前 言：

（1）由于自然、人為、管理等因素造成供電系統(tǒng)故障，井下變電所或配電點(diǎn)突然停電，引起掘進(jìn)工作面停電停風(fēng)，導(dǎo)致瓦斯超限。

（2）機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障，造成采掘工作面停電停風(fēng)。如局部通風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)、電機(jī)發(fā)生故障或供電電纜短路等[2]。

（3）局部通風(fēng)機(jī)或風(fēng)筒管理不到位導(dǎo)致風(fēng)機(jī)停風(fēng)、風(fēng)筒脫節(jié)、漏風(fēng)等，造成的瓦斯超限。

由于上述原因?qū)е戮蜻M(jìn)工作面無(wú)風(fēng)發(fā)生瓦斯積聚，存在安全隱患。通過(guò)設(shè)計(jì)高瓦斯掘進(jìn)工作面應(yīng)急自動(dòng)通風(fēng)裝置，利用壓風(fēng)解決了在局部通風(fēng)機(jī)或風(fēng)筒發(fā)生故障停風(fēng)或風(fēng)量不足時(shí)可以向工作面連續(xù)不斷地供風(fēng)的問(wèn)題。

1.主要研究?jī)?nèi)容

高瓦斯掘進(jìn)工作面應(yīng)急自動(dòng)通風(fēng)裝置是在掘進(jìn)工作面迎頭的壓縮空氣主管路上安裝常閉式礦用防爆電磁閥，使用礦用隔爆型備用電源在掘進(jìn)工作面停電時(shí)為礦用防爆電磁閥提供工作電源，使用風(fēng)筒開(kāi)關(guān)傳感器和QJZ型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型真空電磁起動(dòng)器對(duì)礦用防爆電磁閥進(jìn)行控制，在工作面風(fēng)筒無(wú)風(fēng)或風(fēng)量不足時(shí)能迅速打開(kāi)安設(shè)在壓風(fēng)主管路上的防爆電磁閥，壓縮空氣通過(guò)迎頭主管路吹向工作面，達(dá)到通風(fēng)的目的，保證了掘進(jìn)工作面供風(fēng)的連續(xù)性。

2.實(shí)施方案

（1）高瓦斯掘進(jìn)工作面應(yīng)急自動(dòng)通風(fēng)裝置介紹

該裝置的組成，如圖1所示。

①KG5009型風(fēng)筒開(kāi)關(guān)傳感器

該開(kāi)關(guān)是應(yīng)急通風(fēng)裝置的控制設(shè)備，真空電磁起動(dòng)器是該開(kāi)關(guān)的關(guān)聯(lián)設(shè)備。

KG5009型風(fēng)筒風(fēng)量開(kāi)關(guān)主要由一個(gè)LA10-1S型轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和兩個(gè)彼此可張合的弓形夾組成。使用時(shí)，將它懸掛在風(fēng)筒上方的吊環(huán)上，使弓形夾從上面夾住風(fēng)筒。當(dāng)風(fēng)筒內(nèi)風(fēng)量充足時(shí)，風(fēng)筒內(nèi)的風(fēng)壓使得弓形夾保持張開(kāi)狀態(tài)，弓形夾上的控制螺栓壓下轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的按鈕，使得轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。當(dāng)風(fēng)筒內(nèi)的風(fēng)壓下降時(shí)，兩個(gè)弓形夾會(huì)因自身的重量而合攏，此時(shí)控制螺栓便松開(kāi)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的按鈕，其常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)。將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的這一常開(kāi)觸點(diǎn)信號(hào)引線與QJZ型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型真空電磁起動(dòng)器連接，便可以通過(guò)對(duì)風(fēng)筒工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，并實(shí)現(xiàn)當(dāng)風(fēng)筒中無(wú)風(fēng)或風(fēng)量低于預(yù)定值時(shí)，控制QJZ型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型真空電磁起動(dòng)器來(lái)接通安設(shè)在壓縮空氣主管路上的防爆電磁閥電源，防爆電磁閥得電動(dòng)作打開(kāi)閥門(mén)，壓縮空氣主管路的壓風(fēng)吹向迎頭滿足通風(fēng)的需要。

根據(jù)被監(jiān)測(cè)風(fēng)筒直徑的大小，適當(dāng)調(diào)節(jié)風(fēng)筒風(fēng)量開(kāi)關(guān)的控制螺栓，使得當(dāng)風(fēng)量充足時(shí)，控制螺栓能壓下轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的按鈕，使其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，高瓦斯掘進(jìn)工作面應(yīng)急通風(fēng)裝置停止工作；當(dāng)無(wú)風(fēng)或風(fēng)量低于預(yù)定值時(shí)，控制螺栓能自動(dòng)松開(kāi)開(kāi)關(guān)的按鈕，使其常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，高瓦斯掘進(jìn)工作面應(yīng)急通自動(dòng)通風(fēng)裝置開(kāi)始工作，開(kāi)啟壓風(fēng)管路通風(fēng)方法，滿足臨時(shí)應(yīng)急通風(fēng)需要。

②ZCZ常閉式礦用防爆電磁閥：當(dāng)線圈通電時(shí)，先導(dǎo)閥芯吸合，先導(dǎo)孔打開(kāi)，閥上腔卸壓，活塞靠下腔介質(zhì)壓力推動(dòng)，電磁閥打開(kāi)；當(dāng)線圈斷電時(shí)，先導(dǎo)閥芯靠彈簧復(fù)位，先導(dǎo)孔關(guān)閉，閥上腔由活塞節(jié)流孔增壓和復(fù)位彈簧的推力，電磁閥關(guān)閉。

③DXB127/127礦用隔爆型備用電源：額定輸入、輸出電壓為127V，額定輸出電流4.5A，蓄電池串聯(lián)供電，在額定負(fù)載下工作時(shí)間不小于2小時(shí)，在掘進(jìn)工作面停電停風(fēng)時(shí)，為壓縮空氣主管路防爆電磁閥提供工作電源。

④ZBZ-4.0M煤礦用隔爆型照明信號(hào)綜合裝置：為煤礦井下127V照明及信號(hào)負(fù)載供電同時(shí)對(duì)有關(guān)線路及負(fù)載進(jìn)行短路、漏電保護(hù)及漏電閉鎖。

⑤QJZ型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型真空電磁起動(dòng)器：控制壓縮空氣主管路防爆電磁閥得電與失電。

（2）高瓦斯掘進(jìn)工作面應(yīng)急自動(dòng)通風(fēng)裝置工作原理

高瓦斯掘進(jìn)工作面應(yīng)急通風(fēng)裝置工作原理如圖2所示。將QJZ-30礦用隔爆兼本質(zhì)安全型真空電磁起動(dòng)器隔離換相開(kāi)關(guān)HK手動(dòng)合閘，這時(shí)變壓器T1得電，T1輸出18V和36V兩組電源，18V電源供給保護(hù)器做電源使用，36V電源供給真空接觸器吸合及保護(hù)器內(nèi)部的本安回路中的本安變壓器使用。保護(hù)器得電后首先進(jìn)行自檢，設(shè)置為“遠(yuǎn)控”模式，無(wú)故障則進(jìn)入等待啟動(dòng)的狀態(tài)。

當(dāng)掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，風(fēng)筒風(fēng)量達(dá)到要求時(shí)，風(fēng)筒開(kāi)關(guān)傳感器內(nèi)觸點(diǎn)閉合，起動(dòng)器內(nèi)部繼電器KB吸合，真空接觸KM得電吸合，輔助節(jié)點(diǎn)KM-4斷開(kāi)，壓縮空氣主管路上防爆電磁閥線圈斷電，電磁閥關(guān)閉，壓縮空氣主管路停止向工作面進(jìn)行供風(fēng)，工作面采用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。

當(dāng)掘進(jìn)工作面風(fēng)筒無(wú)風(fēng)或風(fēng)量不足時(shí)，風(fēng)筒開(kāi)關(guān)傳感器內(nèi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，起動(dòng)器內(nèi)部繼電器KB釋放，真空接觸KM失電，輔助節(jié)點(diǎn)KM-4保持閉合，壓縮空氣主管路上防爆電磁閥線圈通電時(shí)，電磁閥打開(kāi)，壓縮空氣主管路向工作面進(jìn)行供風(fēng)，到達(dá)應(yīng)急通風(fēng)的目的。

3.結(jié)語(yǔ)

該裝置通過(guò)風(fēng)筒傳感器自動(dòng)開(kāi)啟壓縮空氣主管路供風(fēng)，保證了工作面連續(xù)通風(fēng)的應(yīng)急需要，防止了瓦斯積聚，消除了隱患，在風(fēng)筒風(fēng)量滿足要求時(shí)高瓦斯掘進(jìn)工作面應(yīng)急通風(fēng)裝置自動(dòng)關(guān)閉，裝置簡(jiǎn)單可靠。

參考文獻(xiàn)

[1] 程應(yīng)強(qiáng).煤礦通風(fēng)系統(tǒng)及其重要性研究.《科技與創(chuàng)新》.2014，（18）

[2] 李榮水.礦井無(wú)計(jì)劃停電停風(fēng)原因及預(yù)防措施.《江西煤炭科技》.2007，（1）

（作者單位：陜西麟北煤業(yè)開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司機(jī)電動(dòng)力部）