礦井掘進面智能通風控制系統(tǒng)設計

　　瓦斯是困擾煤礦安全高效生產(chǎn)的主要問題之一，煤礦事故70%以上是由于通風設備故障、通風管理不善造成的。對掘進工作面局部通風機的穩(wěn)定控制則是解決此問題的關鍵。

　　智能控制系統(tǒng)的功能分析

　　根據(jù)實際掘進面巷道工況的需求和《煤礦安全規(guī)程》對局扇“三專兩閉鎖”方式的使用要求[1]，并借鑒國內(nèi)外相關系統(tǒng)的優(yōu)點，智能通風控制系統(tǒng)應具備以下功能。

　　(1) 安全排放瓦斯

　　在瓦斯的排放過程中為了不污染瓦斯未積聚區(qū)域，瓦斯排放要求在監(jiān)控瓦斯?jié)舛鹊臈l件下緩慢地進行。本智能通風控制系統(tǒng)的首要功能是根據(jù)不同的瓦斯?jié)舛确植记闆r，選擇合理的瓦斯排放措施，達到安全有效地排放瓦斯的目標。

　　(2) 雙機準熱備控制模式

　　實現(xiàn)兩雙兩自動，即在掘進巷道中一個掘進工作面必須設置兩臺同型號同功率的局扇，一臺正常運轉(zhuǎn)，另一臺可靠備用。當一臺局扇因線路停電或出現(xiàn)故障等原因停止運轉(zhuǎn)時，使另一臺局扇能夠自動起車，自動換風，以保證供風的連續(xù)性，以確保煤礦的安全生產(chǎn)。

　　(3) 掘進面風機故障處理

　　智能通風控制系統(tǒng)應在不影響負載運行的情況下檢修風機開關的控制系統(tǒng)，并且要求檢修側(cè)完全斷電，真正做到不停風檢修，保證生產(chǎn)正常進行，從根本上杜絕帶電檢修的危險性。

　　(4) 掘進巷道瓦斯?jié)舛葘崟r監(jiān)測

　　掘進面巷道內(nèi)的瓦斯?jié)舛刃畔?，是智能控制系統(tǒng)的一個重要控制依據(jù)，因此準確實時的監(jiān)測瓦斯?jié)舛仁潜鞠到y(tǒng)的又一個重要功能。

　　(5) 節(jié)能

　　在實際使用時，通風機功率一般都偏大，造成電能的巨大浪費。智能通風控制系統(tǒng)應根據(jù)不同的巷道內(nèi)瓦斯?jié)舛惹闆r，進行風量的自動調(diào)節(jié)起到節(jié)能的作用。

　　智能控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

　　掘進面智能通風控制系統(tǒng)由以下三部分組成：井下局扇電磁啟動器、瓦斯實時監(jiān)測系統(tǒng)和地面集控中心。整個控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

　　掘進面智能通風控制系統(tǒng)具有中文人機界面顯示、變頻調(diào)速、雙機準熱備控制模式、風量的閉環(huán)控制、靈活的參數(shù)設定方式、完善的報警提示以及故障診斷功能，同時提供設備的實時運行狀態(tài)信息。

　　局扇電磁啟動器的設計

　　目前，公知的煤礦掘進工作面對風機控制通常采用兩臺真空隔爆型電磁起動器帶動兩部風機，其占地面積大，系統(tǒng)接線復雜，系統(tǒng)事故點多，不易維修。