矿井主通风机高压双电源快速切换及不停风自动倒机技术
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完成单位:大同煤矿集团有限责任公司机电管理处
登记编号:ZSCX-MT2019-J2***
登记年份:2019
发布时间:2019-12-31
成果主要完成人
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项目概况
一、立项原因或背景
矿井主通风机正常倒运行或线路、设备故障倒电源、倒运行时,通过人工操作“停机倒机”工作模式,在高瓦斯或瓦斯突出矿井容易出现瓦斯超限现象。尤其当供电电源、设备出现故障后不能及时发现或操作人员不熟练,井下停风时间会更长,非常容易引发瓦斯超限事故,严重威胁着煤矿的安全生产。该套系统的研制旨在解决正常倒运行、电源故障、设备故障时人工操作停风倒电源、倒机导致井下瓦斯超限的安全隐患,同时提升矿井通风系统的自动化和现代化水平。
二、研究或革新内容及创新点
该套系统由主通风机高压双电源快速切换系统和矿井主通风机不停风自动倒机系统两个子系统组成。囊括了矿井主通风机不停风自动倒机、备用电源自动诊断与切换、矿井通风状态实时动态监测等新思路和新方法。一方面可以实现矿井主通风机在正常倒运行、供电电源出现故障倒电源、设备出现故障倒运行时自动不停风倒机、倒电源,大大缩短倒机时间,且倒机过程中持续不间断供风。避免人工操作倒机时发生局部瓦斯超限等安全隐患;另一方面,对主通风机故障模式进行逻辑检测和判断,并以此为依据采取合理的应对措施,在最短的时间内用最合理的方法排除通风故障。
实现对矿井主通风机开关电源的电流、电压、频率、相位角等性能参数的实时监测,并通过系统内置的逻辑程序对这些参数进行判断比对。当发生电源故障时,首先进行必要的逻辑检测和判断,快速地判断和捕捉到故障点,如果确定电源快速切换装置可以可靠地排除故障时,实现主通风机电源的快速平稳切换,有效弥补主通风机因为电源故障停机后,人工操作倒电源的不足。
在每月一次的正常倒机中,或主通风机及其附属设备发生机械故障,使用电源切换不起作用时,通过双主通风机热备用方式,使用主通风机不停风自动倒机系统实现矿井主通风机的倒机工作, 倒机过程中井下风量波动时间不超过一分钟,倒机过程中最低通风量不低于正常通风量的40%,最低供风量持续时间不超过10秒, 倒机时间大大缩短,技术改进后的倒机时间缩短为传统人工操作“停风倒机”所需时间的1/5。
实时在线监测主通风机的主要性能参数,并在监控中心同步显示风机及风门的模拟运行画面,监测风机开停信号、正反风信号、风门启闭信号;实现主通风机故障自我识别判断,风机运转全信息化远程监控,自动化、智能化和信息化水平大大提高。
三、实施前后效果情况
该套系统自2013年在大同煤矿集团有限责任公司王村矿安装使用以后,解决了高瓦斯矿井和深部开采矿井由于主通风机正常倒运行或线路、设备出现故障倒电源、倒运行由于井下停风所造成的瓦斯超限的安全隐患。使倒机过程对通风系统的影响由原来的5~6分钟系统停风缩短为半分钟的风量波动,消除了由于系统停风造成的井下瓦斯积聚灾害发生的可能,彻底实现了井下不停风,将故障状态下的倒机时间缩短到1分钟之内。在使用期间所有每月定期倒机工作均在1分钟内顺利完成。未出现过设备故障倒运行情况,电源故障或电压不稳顺利完成倒电源共112次,其中最频繁的为2017年7-8月期间由于打雷导致电源故障完成倒电源共15次,所有倒电源用时均未超过半分钟。为企业带来了十分可观的经济效益和社会效益。
四、推广价值及范围
该套系统能够有效改善传统的停风倒机和故障后人工操作倒机、倒电源对矿井通风安全的影响,有效提高矿井通风可靠性,提升通风系统的自动化和智能化水平。本项目不仅适用于新建矿井主通风机安装,也适用于老矿井主通风机进行改造升级,2018年分别在同煤集团晋华宫、马脊梁、四台3座矿井推广应用了4套该设备,2019年准备在永定庄、四老沟、挖金湾3座矿井推广应用3套,具有巨大的推广价值和广阔的应用前景。


