文/李路廣

地面煤倉(cāng)瓦斯自動(dòng)抽排系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝方案

文/李路廣

由于井下煤體瓦斯含量高,經(jīng)地面洗選加工后的煤炭仍向封閉的地面煤倉(cāng)釋放大量瓦斯，尤其是倉(cāng)內(nèi)落滿煤時(shí)，煤倉(cāng)瓦斯積聚超限現(xiàn)象時(shí)有發(fā)現(xiàn)，易造成煤倉(cāng)瓦斯燃燒爆炸事故。山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司唐安煤礦分公司針對(duì)煤倉(cāng)瓦斯?jié)舛绕骄?.0%左右且夏季高達(dá)1.5%，瓦斯極易超限這一難題，通過(guò)在每個(gè)煤倉(cāng)安裝兩臺(tái)5.5KW對(duì)旋式局部抽風(fēng)機(jī)，外加一套瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，并根據(jù)甲烷傳感器實(shí)時(shí)傳輸瓦斯?jié)舛刃畔?，由此控制抽風(fēng)機(jī)的自動(dòng)開(kāi)停，形成了一套完整的地面煤倉(cāng)瓦斯自動(dòng)抽排系統(tǒng)，徹底解決了煤倉(cāng)內(nèi)瓦斯積聚超限的現(xiàn)象。

一、地面煤倉(cāng)瓦斯自動(dòng)抽排系統(tǒng)的安裝方案

唐安煤礦地面煤倉(cāng)瓦斯自動(dòng)抽排系統(tǒng)采用KJ4N作為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，配備顯示終端、地面分站、調(diào)制解調(diào)器、甲烷傳感器和開(kāi)停傳感器、抽出式對(duì)旋局部通風(fēng)機(jī)、斷電器和地面聲光報(bào)警器等設(shè)備。

1．風(fēng)機(jī)設(shè)置

采用FBCD礦用隔爆型抽出式對(duì)旋軸流局部通風(fēng)機(jī)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、噪聲小、高風(fēng)壓、大流量、效率高等特點(diǎn)。風(fēng)機(jī)位置安設(shè)在篩選車間底樓的南側(cè)。

型號(hào)：FBCDNO5.0/2*5.5，功率：2*5.5KW，風(fēng)量：200～400m3/ min，靜壓：400～2600Pa，電壓：380/ 660/1140：噪聲≤25dB(A)。

風(fēng)筒采用5mm厚鐵皮，具體長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)量身定做。在風(fēng)筒與煤倉(cāng)地面接觸口，使用60*60cm的鐵皮蓋住直徑為50cm的筒口外沿，并與風(fēng)筒焊接在一起。在風(fēng)筒的出口與窗戶出口選擇好后，在墻上加一支撐橫臂，對(duì)伸出墻外的風(fēng)筒進(jìn)行支撐固定。并在風(fēng)筒墻后加裝1m長(zhǎng)的風(fēng)筒管，使抽出的瓦斯向上方排出，防止抽排出的瓦斯被風(fēng)返吹回篩選車間內(nèi)。在墻外的風(fēng)筒上加裝防雨裝置，防止雨水倒流進(jìn)風(fēng)機(jī)內(nèi)。并在風(fēng)機(jī)與排風(fēng)筒的連接處安裝50cm長(zhǎng)的絕緣段軟風(fēng)筒。

2.供電系統(tǒng)設(shè)置

瓦斯抽排風(fēng)機(jī)電源（380V）一路從礦井篩選車間三樓取電，另一路從鐵路口裝載處取電。由于從鐵路口處取電所走經(jīng)線路在室外，應(yīng)在接入篩選車間前加入電源避雷器，中間使用VV3X35+1X16電纜，進(jìn)入煤倉(cāng)后使用MY3X35+1X16防爆電纜。兩臺(tái)饋電開(kāi)關(guān)分別作為兩路電源的總開(kāi)關(guān)，交流380V，頻率50HZ，該開(kāi)關(guān)在供電時(shí)具有過(guò)載、短路、斷相或者漏電等保護(hù)功能。從饋電開(kāi)關(guān)負(fù)荷側(cè)引出的電源線接入具有漏電檢測(cè)功能的雙電源4回路自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)中。

QBZ智能切換電源用戶根據(jù)需要自行設(shè)定主機(jī)或者輔機(jī)。分別合上主機(jī)、輔機(jī)隔離換向開(kāi)關(guān)Q，控制變壓器BK得電，電源及停止指示燈亮；微機(jī)監(jiān)控保護(hù)器WZBF得電，進(jìn)行漏電閉鎖檢測(cè)，若負(fù)載絕緣正常，其保護(hù)出點(diǎn)閉合，為啟動(dòng)做好準(zhǔn)備。按下主機(jī)啟動(dòng)按鈕QA，中間繼電器ZJ1得電吸合。被控的風(fēng)機(jī)1級(jí)電機(jī)啟動(dòng)，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合自保，輔機(jī)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。同時(shí)，電腦監(jiān)控保護(hù)裝置WZBF判別被控風(fēng)機(jī)1級(jí)啟動(dòng)后延時(shí)（0～10s可調(diào)）觸點(diǎn)閉合，中間繼電器ZJ2得電吸合，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。接觸器CJ2得電吸合，被控風(fēng)機(jī)2級(jí)電機(jī)啟動(dòng)，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合自保。

主、副機(jī)之間有電器連鎖，使主、輔機(jī)不能同時(shí)工作。正常運(yùn)行后，若主電源停電或者主電源故障時(shí)，經(jīng)電腦監(jiān)控保護(hù)器裝置WZBF設(shè)定的時(shí)間（0～10s可調(diào)）輔機(jī)自動(dòng)投入工作，反之亦然。

QBZ智能切換電源實(shí)現(xiàn)了兩路電源的自動(dòng)切換，但為達(dá)到自動(dòng)抽排的目的，唐安煤礦技術(shù)人員在QBZ自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)的下面加裝了8臺(tái)60磁力開(kāi)關(guān)，從1#、2#QBZ智能切換開(kāi)關(guān)分別引出4路電源線分別接到8臺(tái)60磁力開(kāi)關(guān)中，然后從60磁力開(kāi)關(guān)中引出電源線接入風(fēng)機(jī)中。

3.分站設(shè)置

地面煤倉(cāng)使用1臺(tái)KJ2000F型8模8開(kāi)分站，接入4路模擬量和8路開(kāi)關(guān)量，接入4路斷電裝置，再接1個(gè)分站聲光報(bào)警器。分站置于篩選車間底樓內(nèi)，可懸掛或放在高度為50cm高的鐵架子上。

4.甲烷傳感器設(shè)置

根據(jù)AQ1029-2007《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測(cè)儀器使用管理規(guī)范》，甲烷傳感器的安裝位置如下。

唐安煤礦目前現(xiàn)有4個(gè)煤倉(cāng)，應(yīng)在每個(gè)煤倉(cāng)里安裝1個(gè)甲烷傳感器，煤倉(cāng)內(nèi)甲烷傳感器設(shè)置在距煤倉(cāng)蓋頂部≤300mm處，距倉(cāng)壁≥200mm。抽排風(fēng)機(jī)啟動(dòng)濃度≥0.5%，抽排風(fēng)機(jī)停止?jié)舛葹椋?.1%。

傳感器是控制信號(hào)的重要來(lái)源，其準(zhǔn)確與否是控制的關(guān)鍵因素，由于倉(cāng)體內(nèi)煤塵最大，因此，要對(duì)使用中甲烷傳感器10天校對(duì)一次，每班清理灰塵并擦拭一次。

5.抽風(fēng)機(jī)口、甲烷傳感器的取放口位置放置

抽風(fēng)口：設(shè)置根據(jù)篩選車間情況，在不影響主體結(jié)構(gòu)的情況下，在煤倉(cāng)蓋頂部打直徑為50mm的圓洞（不破壞地面里鋼筋結(jié)構(gòu)），用水泥把抽風(fēng)口周圍硬化。

甲烷傳感器：取放口位置位于風(fēng)機(jī)旁，取放口離墻邊≥200mm，大小為250mm*200mm的長(zhǎng)方形，取放口邊高為100mm，并在取放口位置加裝懸掛甲烷傳感器的收放線，該取放口不影響工作人員行走。并在取放口加鐵皮蓋子。

6.開(kāi)停傳感器設(shè)置

開(kāi)停傳感器卡在抽風(fēng)機(jī)的電源線上，具體位置于從風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)電源線上1米左右。主要作用是檢測(cè)風(fēng)機(jī)是否運(yùn)行。

二、地面煤倉(cāng)瓦斯自動(dòng)抽排系統(tǒng)的工作原理

地面煤倉(cāng)瓦斯自動(dòng)抽排系統(tǒng)從分站中引出甲烷傳感器、斷電器等，甲烷傳感器的斷電、復(fù)電值通過(guò)監(jiān)控軟件來(lái)設(shè)定，斷電器則短接60開(kāi)關(guān)的1、9線。當(dāng)煤倉(cāng)內(nèi)任何一個(gè)瓦斯傳感器濃度達(dá)到報(bào)警值≥0.5%時(shí)，地面聲光報(bào)警器和分站聲光報(bào)警器會(huì)自動(dòng)報(bào)警，同時(shí)由相應(yīng)的甲烷傳感器向分站發(fā)送信號(hào)，再由分站向相應(yīng)的斷電器發(fā)信號(hào)；由斷電器觸點(diǎn)閉合控制電源開(kāi)關(guān)送電，使風(fēng)機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)向外抽排瓦斯。當(dāng)煤倉(cāng)內(nèi)瓦斯?jié)舛葴p到＜0.1%時(shí)，甲烷傳感器向分站發(fā)送信號(hào)；并由分站向斷電器發(fā)送信號(hào)，由斷電器觸點(diǎn)斷開(kāi)控制電源開(kāi)關(guān)斷電，停止風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

地面煤倉(cāng)瓦斯自動(dòng)抽排系統(tǒng)在唐安煤礦篩選車間監(jiān)控室配置顯示終端，并配有地面聲光報(bào)警器和打印機(jī)，可實(shí)時(shí)查看煤倉(cāng)瓦斯?jié)舛葯z測(cè)情況和打印相關(guān)報(bào)表。只要4個(gè)煤倉(cāng)中的任何一個(gè)倉(cāng)內(nèi)瓦斯超限，分站聲光報(bào)警器和地面聲光報(bào)警器就會(huì)報(bào)警，相對(duì)應(yīng)的風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)。值班人員可實(shí)時(shí)查看瓦斯?jié)舛惹闆r和風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況。

三、地面煤倉(cāng)瓦斯自動(dòng)抽排系統(tǒng)的應(yīng)用效果

唐安煤礦通過(guò)在地面煤倉(cāng)安裝瓦斯自動(dòng)抽排系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了煤倉(cāng)瓦斯超限＞1.0%即可自動(dòng)抽風(fēng)排放；＜0.5%時(shí)，停止抽排瓦斯，徹底解決煤倉(cāng)內(nèi)瓦斯積聚超限的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了瓦斯抽排的自動(dòng)化，確保了礦井生產(chǎn)安全。該系統(tǒng)應(yīng)用至今，煤倉(cāng)內(nèi)瓦斯?jié)舛茸罡邇H0.3%左右，不再出現(xiàn)瓦斯積聚和偏高的現(xiàn)象，效果十分顯著。

（作者單位：山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司唐安煤礦分公司）

（責(zé)任編輯：周瓊）