煤礦安全監控系統風電瓦斯閉鎖的實現

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摘要：主要論述利用煤礦安全監控系統實現風電瓦斯閉鎖的方法，雙風機雙電源同能力的對旋風機的閉鎖控制和采煤工作面的瓦斯閉鎖控制的具體實現，為“一通三防”管理，尤其是瓦斯涌出量大、長距離供風掘進工作面的通風安全提供了保證。

關鍵詞：安全監控系統；風電閉鎖；瓦斯閉鎖；雙風機；掘進工作面通風

目前鐵煤集團各礦掘進工作面均裝備了雙對旋風機并使用雙回路電源供電，實現了主、備局部通風機自動切換，所采用的自動轉換開關為QBZ-120/660V雙風機雙電源4回路自動切換組合開關，該開關的投用，使主、備局部通風機控制相對獨立，互為備用，省去風機自動切換裝置的所有接線。并且可以單級風機使用，也可以雙級風機使用，當主局部通風機開關故障或上級停電時備用局部通風機開關自動延時后啟動，備用局部通風機自動投入運行，可靠性遠遠高于目前所使用的單體式控制開關，可以提高局部通風機供電的可靠性和綜合自動化水平，杜絕無計劃停電停風并防止了風筒的損壞，該開關與北京康斯培克KJ31N煤礦安全監控系統配合使用，實現了以科技保安全促生產的目標。大平煤礦的礦井安全監控系統型號為KJ31N，是加拿大康斯培克公司的S800煤礦工業監控系統。根據《煤礦安全規程》規定，大平煤礦采用KJ31N的P2782區域控制器來執行邏輯功能控制，采用斷電控制器DJS-3來完成斷電閉鎖，該斷電器具有故障閉鎖功能，可輸出3路斷電觸點，易實現多路斷電控制，使用方便，現將掘進工作面風電瓦斯閉鎖與綜采工作面瓦斯閉鎖實現的方法分別介紹。

1掘進工作面的閉鎖實現

掘進巷道局部通風機開關QBZ-120/660V配電點處，安設1臺區域控制器、DJS-3斷電器和為其提供本安電源的P5000干線擴展器，其660V電源取自備用風機開關電源側，分別在主、備局部通風機電纜上安裝開停傳感器，將開停觸點信號接入區域控制器開關量輸入端子，并按《煤礦安全規程》規定的位置，在掘進工作面和回風流安設甲烷傳感器，DJS-3斷電器使用3路輸出，由區域控制器提供驅動信號，。當主風機停止運轉時，開停傳感器輸送給P2782區域控制器1個報警信號，P2782主板上的AT89C52微處理單片機根據EPROM預設的邏輯程序，輸出高電平驅動本機聲光報警器發出聲光報警，當主風機恢復運轉時聲光報警器恢復正常。

1）風電閉鎖。當主局部通風機停止運轉備局部通風機自動啟動時，主局部通風機同時通過風電聯鎖接線（18.19端子），斷開受控工作面總電源開關BGL并閉鎖。

2）瓦斯閉鎖。第1路采用常開觸點串接進入掘進巷道BGL高壓總開關的監視回路中（風電聯鎖線），當監測設備工作正常，常開觸點反轉閉合，受控開關才能正常合閘送電，當工作面瓦斯濃度達到1.5%或回風流瓦斯濃度達到1.0%時，區域控制器K1控制斷電器常開觸點由閉合變為斷開，切斷BGL電源總開關，當瓦斯濃度恢復1.0%以下時，斷電器常開觸點由斷開變為閉合，自動解鎖，跟班電工才能手動送電。當該區域監控設備出現故障或失電時，斷電器常開觸點由閉合變為斷開，切斷BGL電源總開關，當設備恢復正常1min后，斷電器常開觸點由斷開變為閉合，自動解鎖。

3）風電瓦斯閉鎖。另外2路采用常閉觸點，斷電器2路常閉觸點分別接在QBZ-120主、備斷電跳閘控制回路中，當工作面或回風瓦斯濃度達到3.0%時且主、備局部通風機同時停止運轉時，區域控制器K3、K4控制斷電器2路常閉觸點由閉合變為斷開，再想啟動風機，主、備局部通風機均不能啟動，必須通過人工解鎖裝置人工解鎖才能起動；當瓦斯濃度降到復電值以下時，斷電器常閉觸點由斷開變為閉合，自動解鎖；同時也實現了故障閉鎖不控制局部通風機的要求（K3、K4不受故障閉鎖控制），防止因為監控設備故障影響局部通風機的正常運轉。

4）被串掘進風機前。被串風機前5m處安設1臺甲烷傳感器，并接入該掘進區域控制器的設備6模入口。當被串風機前瓦斯濃度達到0.5%時，區域控制器K1控制斷電器常開觸點由閉合變為斷開，切斷被串BGL電源總開關，當瓦斯濃度恢復0.5%以下時，斷電器常開觸點由斷開變為閉合，自動解鎖，跟班電工才能手動送電。當該區域監控設備出現故障或失電時，斷電器常開觸點由閉合變為斷開，切斷BGL電源總開關，當設備恢復正常1min后，斷電器常開觸點由斷開變為閉合，自動解鎖。當被串風機前瓦斯濃度達到1.5%時，區域控制器K3、K4控制斷電器2路常閉觸點由閉合變為斷開，主局部通風機開關與備用局部通風機開關跳閘斷電，主、備局部通風機同時停止運轉，防止高濃度瓦斯吸入局部通風機并涌入被串工作面，當瓦斯濃度降到復電值以下時，斷電器常閉觸點由斷開變為閉合，自動解鎖。同時也實現了故障閉鎖不控制局部通風機的要求（K3、K4不受故障閉鎖控制），防止因為監控設備故障影響局部通風機的正常運轉。

以上均為K3、K4不接QBZ120的啟動輔助回路，采用直接斷QBZ120斷電跳閘回路方式，這樣做的好處是不必改動風機開關啟動輔助回路聯線，但是對監控設備的控制功能及可靠性要求高。如果風電瓦斯閉鎖觸點接QBZ120啟動回路，前提條件QBZ120的啟動回路聯線要改動，因為K3被占用，所以只有在被串風機前另增設1臺區域控制器及1臺DJS-3三路斷電器，串聯風風機前甲烷傳感器接入新增設的區域控制器的設備6模入口，區域控制器K1控制斷電器常開觸點串入被串掘進工作面的風電聯鎖回路，另外2路采用常閉觸點，斷電器2路常閉觸點分別接在QBZ-120主、備斷電跳閘控制回路中，由區域控制器K3、K4控制，并按上述方法實現.

2采煤工作面的斷電實現

整個采煤工作面采用了1臺區域控制器，將P2782區域控制器和1臺DJS-3斷電器安設在回風巷聯絡道新鮮風流中，P5000干線擴展器和DJS-3斷電器使用的660V電源與移動泵電源共用KBS－GZY-315變壓器，用P2782區域控制器本身的開關量輸出信號（高低電平信號）控制DJS-3三路斷電器1個繼電器的1路觸點，此觸點串接在BGL高壓開關的監視回路中，控制進入回風巷的1臺BGL高壓總開關。另外在運輸巷機電硐室處與P2782區域控制器連接1臺P5003多功能信號轉接器，用P5003多功能信號轉接器2個開關量輸出信號（高低電平信號）控制1臺DJS-3三路斷電器2個繼電器的2路觸點，此觸點分別串接在2臺BGL高壓開關的監視回路中，分別控制進入采煤運輸巷和工作面的2個BGL高壓總開關，采用常開觸點串接進入掘進巷道BGL高壓總開關的監視回路中，當監測設備工作正常，常開觸點反轉閉合，受控開關才能正常合閘送電，當工作面瓦斯濃度達到1.5%或回風流瓦斯濃度達到1.0%時，斷電器常開觸點由閉合變為斷開，切斷BGL電源總開關，當瓦斯濃度恢復1.0%以下時，斷電器常開觸點由斷開變為閉合，自動解鎖，跟班電工才能手動送電。當該區域監控設備出現故障或失電時，斷電器常開觸點由閉合變為斷開，切斷BGL電源總開關，當設備恢復正常1min后，斷電器常開觸點由斷開變為閉合，自動解鎖。按照《煤礦安全規程》規定的安設位置，在采煤工作面上隅角、工作面、回風處安設甲烷傳感器，當任意1臺傳感器達到《煤礦安全規程》規定的斷電值時或監測設備發生時，P2782區域控制器控制DJS-3時3路斷電器切斷回風巷、運輸巷、工作面的總電源并閉鎖，當一切正常后自動解鎖，需人工送電。礦用隔爆開關的型號很多，但開關的原理大同小異，原則如上所述，根據控制原則靈活應用，對所控制的開關進行閉鎖控制即可。為了保證系統的可靠性，又配以饋電傳感器，來監測執行情況，利用安全監控系統靈活強大的功能，完成了就地斷電、異地斷電和地面搖控，特別是長距離通風的掘進工作面，更是必不可少的。

3結語

采用安全監控設備實現采、掘工作面的瓦斯、電閉鎖及風、電、瓦斯閉鎖，既簡單又可靠，保證井下作業地點瓦斯超限能夠及時切斷作業地點的供電電源，保障井下作業人員的生命安全及公司的資產不受損失，安全監控系統對保證礦井安全起著人工無法替代的作用。

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作者:羅正時 單位:遼寧鐵法能源有限責任公司