局部通風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速裝置的應(yīng)用研究

原海育

（山西陽城陽泰集團(tuán)宇昌煤業(yè)有限公司，山西 晉城 048100）

宇昌煤業(yè)公司隸屬于山西陽城陽泰集團(tuán)，隨著煤礦開采深度的加大，公司加大了煤礦生產(chǎn)信息自動化控制的改造。為保障井下工作面掘進(jìn)環(huán)境的安全，對東五采區(qū)3021工作面回風(fēng)順槽FBDNo6.0/2×15對旋軸流局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行了變頻調(diào)速技術(shù)的改造，實踐應(yīng)用效果理想。

1 變頻調(diào)速裝置

經(jīng)技術(shù)調(diào)研，公司采用華欣電氣生產(chǎn)的通風(fēng)機(jī)用隔爆兼本質(zhì)安全型雙電源雙變頻調(diào)速裝置。該裝置是由變頻調(diào)速系統(tǒng)、瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)、液晶顯式和參數(shù)設(shè)定系統(tǒng)等部分組成，工作原理如圖1所示。裝置中有2個獨立的防爆腔，2組獨立的變頻控制系統(tǒng)裝配在左、右腔體內(nèi)；左、右隔爆腔體分別連接電源和輸出負(fù)載；左、右隔爆腔體各自安裝的熱管自冷散熱器完成對應(yīng)的變頻控制系統(tǒng)的散熱；變頻調(diào)速裝置是由兩組變頻控制系統(tǒng)、雙機(jī)切換控制器、熱管自冷散熱器以及防爆殼體組成。兩組獨立的變頻控制系統(tǒng)分別安裝在防爆殼體中左、右兩個獨立的腔體內(nèi)，各自獨立的隔爆腔與輸入連接，兩組獨立的熱管自冷散熱器分別完成各自變頻控制系統(tǒng)的散熱。兩套變頻控制系統(tǒng)Ⅰ、Ⅱ同步接收瓦斯傳感器T1、T2、T3檢測到的巷道各處瓦斯?jié)舛刃盘?，均?jīng)模糊控制器模擬計算控制信號來實現(xiàn)局部通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的自動調(diào)節(jié)，保障井下工作面通風(fēng)的需求。

圖1 變頻調(diào)速裝置的工作原理圖

2 變頻控制系統(tǒng)在局部通風(fēng)機(jī)中的實踐應(yīng)用分析

確定了變頻控制系統(tǒng)改造的技術(shù)方案后，在宇昌煤業(yè)東五采區(qū)機(jī)3021工作面回風(fēng)順槽的局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行了工業(yè)性試驗，取得了較為理想的結(jié)果。

2.1 變頻控制系統(tǒng)的安裝

安裝流程如下：（1）對井下FBDNo6.0/2×15對旋軸流局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行吸風(fēng)量、風(fēng)筒出口風(fēng)量、瓦斯?jié)舛鹊葦?shù)據(jù)連續(xù)觀測記錄7d。（2）按圖2示意圖對變頻調(diào)速裝置進(jìn)行安裝作業(yè)，安裝后啟動設(shè)備測試變頻調(diào)速裝置的各項功能，并對局部通風(fēng)機(jī)運行的電流、電壓、功耗、吸風(fēng)量、風(fēng)筒出口風(fēng)量、瓦斯?jié)舛鹊葦?shù)據(jù)連續(xù)觀測記錄7d。（3）根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)判斷并調(diào)整變頻調(diào)速裝置，保障其運行及各項功能達(dá)到正常水平。

圖2 變頻調(diào)速裝置的安裝示意圖

2.2 應(yīng)用效果

3021工作面回風(fēng)順槽參數(shù)情況如表1所示。

表1 3021工作面回風(fēng)順槽參數(shù)

2.2.1 正常通風(fēng)掘進(jìn)期間風(fēng)機(jī)風(fēng)量的監(jiān)測

（1）局部通風(fēng)機(jī)實際運行風(fēng)量隨掘進(jìn)工作面正前迎頭瓦斯傳感器檢測值變化關(guān)系如下：在處于最小供風(fēng)量140m3/min時，當(dāng)T1＜0.5%時，減小風(fēng)量；當(dāng)0.5%≤T1≤0.8%時，風(fēng)量不變；當(dāng)0.8%≤T1時，增大風(fēng)量。

（2）局部通風(fēng)機(jī)實際運行風(fēng)量隨掘進(jìn)工作面巷口瓦斯傳感器檢測值變化關(guān)系如下：在處于最小供風(fēng)量140m3/min時，當(dāng)T2＜0.5%時，減小風(fēng)量；當(dāng)0.5%≤T2≤0.8%時，風(fēng)量不變；當(dāng)0.8%≤T2時，增大風(fēng)量。

（3）風(fēng)機(jī)到掘進(jìn)迎頭及回風(fēng)巷各處都要滿足瓦斯?jié)舛取⒆钚★L(fēng)速的要求，結(jié)果是造成回風(fēng)巷風(fēng)量大，基于該因素，在巷道掘進(jìn)期間T3只起檢測作用，不起調(diào)節(jié)風(fēng)量的作用。

在3021工作面回風(fēng)順槽掘進(jìn)期間，設(shè)備檢測到T1、T2的數(shù)值多次大于0.8%，變頻調(diào)速裝置可以實現(xiàn)全自動的對局部通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，增大供風(fēng)量，降低巷道的瓦斯?jié)舛取Ｔ诠ぷ髅嫱Ｖ棺鳂I(yè)期間，監(jiān)測到瓦斯?jié)舛容^小，變頻調(diào)速裝置可以調(diào)低局部通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，減小供風(fēng)量，同時控制瓦斯?jié)舛仍?.5%～0.8%之間，在保障掘進(jìn)巷道安全的基礎(chǔ)上實現(xiàn)高效節(jié)能的效果。

2.2.2 排放瓦斯期間風(fēng)機(jī)風(fēng)量的監(jiān)測

（1）當(dāng)掘進(jìn)工作面進(jìn)行排放瓦斯作業(yè)時，正前迎頭及掘進(jìn)巷口處的瓦斯?jié)舛容^高，因此該處瓦斯?jié)舛鹊淖兓皇瞧鸬奖O(jiān)測作用，不起到調(diào)節(jié)風(fēng)量的作用。

（2）工作面風(fēng)巷混合風(fēng)流處瓦斯傳感器臨界值設(shè)定如下：在處于最小供風(fēng)量140m3/min時，當(dāng)T3＜1.5%時，風(fēng)量不變；當(dāng)1.5%≤T3時，減小風(fēng)量不變。

3 結(jié)論

當(dāng)前煤礦機(jī)電設(shè)備當(dāng)中變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用已較為廣泛，但宇昌煤業(yè)井下局部通風(fēng)機(jī)的雙電源雙變頻技術(shù)的應(yīng)用還是首次。宇昌煤業(yè)3021工作面以往采用普通局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，生產(chǎn)和管理都較為困難，能耗大。在回風(fēng)順槽對FBDNo6.0/2×15對旋軸流局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速技術(shù)的改造后，實踐應(yīng)用效果理想，該裝置可以實現(xiàn)局部風(fēng)機(jī)的智能控制，調(diào)整轉(zhuǎn)速，改變供風(fēng)量，安全經(jīng)濟(jì)效益明顯。