掘进工作面风机供电模式改进及应用

朱大根

(大同煤矿集团有限责任公司虎龙沟煤业公司)



掘进工作面风机供电模式改进及应用

朱大根

(大同煤矿集团有限责任公司虎龙沟煤业公司)

摘要风机传统的“三专”电源供电模式在使用过程中引发一系列问题，给矿井正常生产造成了严重影响。为保证掘进工作面风机平稳正常运行，结合某矿风机运行实际情况，分析了风机运行过程中存在的问题，据此提出了双“三专”供电模式的改进方法，并投入使用，1 a来未出现意外停机等问题，保证了掘进工作面的正常施工，安全效益显著。

关键词风机双“三专”电源供电模式

当前国内很多矿井掘进工作面风机使用传统的“三专”电源，不仅效率低下，而且停机等问题频出，而一些风机采用双“三专”电源供电模式后，大大避免了以上类似问题的发生[1-4]。本文结合某矿风机运行实际情况，改进供电模式，即采用双“三专”电源供电模式，以期风机正常运转，保证掘进工作面的正常生产。

1矿井概况

某矿于1918年建成并投产，有近100 a的开采史，期间经过若干次扩建，最终核定设计生产能力为2.1 Mt/a，属于高瓦斯矿井。矿井瓦斯及CO2涌出情况见表1。

表1矿井瓦斯及CO2相对涌出量和绝对涌出量

m3/min

根据掘进工作面资料及通风情况，在现有供电模式和规章制度下，该矿掘进工作面在风机供电、控制以及瓦斯排放方面基本上能满足生产的正常需要，瓦斯等气体的安全管理得到一定的保障。但由于风机电源供电模式的落后以及日常操作管理存在一些问题，严重影响了掘进工作面的正常推进。

2原供电模式存在的问题

(1)引发主风机停止运转。掘进工作面主风机采用“三专”电源供电模式，“三专”即专用变压器、专用开关、专用线路，而备用风机采用的供电模式为动力电源供电。在该矿井下14#层307盘区5712巷机窝施工中，不管采取何种风机供电模式，都必须保证主风机的正常运行，但在实际生产中，采用传统的“三专”电源供电模式，出现主风机一度停止运转的危险情况，虽未发生安全事故，但据瓦斯监测资料可知，瓦斯的浓度已然较高，极易造成瓦斯爆炸事故。经分析，主风机的停止运行主要是由电力设备有失保养和维护不善造成的。

(2)备用风机久未保养，不能满足正常通风要求。根据安全管理有关规定，在正常的生产过程中，备用风机不可以投入使用，只有在主风机因故停止运转的情况下，才能采取通过切换开关启动备用风机的应急措施，但这也增加了工作面正常工作时的用电负荷，影响了掘进工作面的正常用电情况。由于备用风机的供电不具有独立性且存在较高的不稳定性，因而极易导致动力电源出现问题，从而造成瓦斯聚集。由于备用风机长期处于未投用状态，再加上长时间的不保养和维护，因此，备用风机能否正常工作和满足正常的通风要求有待于鉴定。掘进工作面实际生产中，当出现主风机停止运转而采用应急备用风机时，发现瓦斯浓度不断上升，究其原因是备用风机久未保养，存在质量问题。

(3)“三专”检修和维护工作开展困难。在掘进工作面实际生产中，由于使用的“三专”电源供电模式为风电和瓦电闭锁，且存在较为复杂的自动切换装置，因此，实际维护和保养工作的开展面临一定的困难，若出现故障问题，其检修和维修工作则更加难以开展。

3供电模式改进原则

(1)改进的供电模式应满足主、副风机交替使用的要求，替换原先备用风机的动力电源，实现主、副风机均具有各自独立的“三专”电源，以避免互相影响，也可通过交替使用双“三专”电源，从而真正实现工作面不间断通风。

(2)改造后的风机供电模式应保证副风机电源是独立的、稳定的，在遇到主风机的供电线路出现问题情况下，避免副风机的供电线路受到影响，更不能对工作面正常工作时的用电负荷造成影响。

(3)主、副风机均采用改造后的风机供电模式，以便于主、副风机的检修与维护，具体为主、副风机运行一段时间后，定期切换运行，可提高电气设备的可靠性。

4供电模式改进与使用

结合掘进工作面传统的风机“三专”供电模式在生产中存在的问题及供电模式改进原则，对风机进行了双“三专”供电模式改进。

在每个采区变电所均另外安设一套“三专”电源，安设在高压联络开关另一侧，与原“三专”电源形成并列，互为备用。这样风机的供电由原来的单“三专”电源供电模式变为双“三专”电源供电模式。而这一新安设的“三专”电源则主要为掘进面的备用风机进行供电，真正实现了双风机双“三专”电源供电模式[5-6]。为便于进行变电所中电源及风机等的检修工作，可另设一高压联络开关，具体见图1。

图1　双“三专”电源供电模式

主风机与备用风机均有一套“三专”电源供电，两者互相独立，互不干扰。若主风机正常工作，备用风机既可在带电状态以作备用，又可接受各种检修和试验。同理，备用风机运转时，主风机也作上述使用。掘进工作面风机2套“三专”电源采用分段检修方式，实践证明，这种检修方式可很好地避免因检修、故障等因素引起的长时间停电不运行问题[7-8]。

为实时了解风机的运行情况，可通过安装U型压差计记录风机工况。此外，也需要实时对掘进工作面进行瓦斯浓度监测，以确定风机的运行状态，及时发现风机或电源等存在的故障并处理，避免发生事故[9]。

5结论

改进后的双“三专”供电模式运行1 a以来，效果显著。在倒切试验和检漏过程中，风机能够在较短的时间内完成切换工作，即便出现突然停风现象，也能在5 min内完成切换，且操作较简单。双“三专”电源使用过程中，可较好实现主风机和备用风机的交替使用，没有出现过停电等问题(除了煤矿试验计划时停了一次电)。瓦斯监测结果表明，掘进工作面瓦斯浓度低于危险范围，为井下工作人员检修和维护电源与风机创造了极为有利的条件，保证了掘进工作面的安全高效推进。

参考文献

[1]温永宇，李国君.双三专电源在煤矿中的应用[J].煤矿安全，2006(1):16-17.

[2]宁宗柱.双三专电源在煤矿中的应用[J].煤矿安全，2010(9):79-80.

[3]张向春，马守峰.双三专供电方式在煤矿中的应用[J].科技资讯，2012(5):135.

[4]任改平.局部通风机“双三专”供电技术改造[J].江西煤炭科技，2012(4)：18-19.

[5]张衡，李海涛，陈颖,等.掘进工作面“双三专”供电方式的研究[J].科技资讯，2012(22):127.

[6]田凌霄.矿井局部风机存在的隐患与双三专电源应用[J].装备制造，2010(1):223.

[7]王建民，高继峰，郭三祥.煤矿掘进工作面局部通风机“双三专”供电技术探讨[J].河北煤炭，2012(2)：31-32.

[8]赵德超，张贻军.双风机“双三专”电源在掘进工作面的应用[J].水力采煤与管道运输，2009(4)：16-18.

[9]刘有官.煤峪口矿局部通风机双三专供电的改进[J].山东煤炭科技，2009(2):11-12.

(收稿日期2015-11-14)

朱大根(1972—)，男，工程师，037003 山西省大同市。