宋兆貴

礦井主通風(fēng)機(jī)是礦井通風(fēng)的主要設(shè)備，其運行可靠性直接關(guān)系礦井和人員安全。近年來，對旋式主通風(fēng)機(jī)和高壓變頻器等在技術(shù)改造和使用中出現(xiàn)一些問題，給礦井安全生產(chǎn)帶來隱患，影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。下面介紹神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)石嘴山金能分公司礦井主通風(fēng)機(jī)出現(xiàn)的問題及處理方法。

問題1 為避免對旋式主通風(fēng)機(jī)掉下的螺絲等卡劃鋁質(zhì)風(fēng)機(jī)葉片和機(jī)體（鐵質(zhì)外殼）產(chǎn)生火花造成從井下抽上的含瓦斯氣體發(fā)生爆炸，在機(jī)體兩級風(fēng)機(jī)葉片正下方均裝入一層保護(hù)銅帶（一般厚度為10mm、寬度為100mm，銅帶與風(fēng)機(jī)葉片摩擦不易產(chǎn)生火花），保護(hù)銅帶邊緣翹起，兩級風(fēng)機(jī)葉片大部分被打斷，輪轂個別處開裂。

分析和處理 一般用銅鉚釘將保護(hù)銅帶直接鉚在風(fēng)機(jī)殼體。對旋式主通風(fēng)機(jī)抽出的（礦井通風(fēng)方式為抽出式）井下腐蝕性潮濕氣體導(dǎo)致銅帶和銅鉚釘銹粘在一起，而且主通風(fēng)機(jī)多安裝在室外，夏曬冬寒，銅鉚釘因銅、鐵膨脹系數(shù)不同（銅膨脹系數(shù)大于鐵）而產(chǎn)生的剪切力作用，大部分被剪斷（表面上銅鉚釘鉚接良好，即使用錘子敲擊也不易脫落）。當(dāng)氣溫突變，銅帶受力使接頭處翹起或整塊脫落，由于銅帶與風(fēng)機(jī)葉片間隙僅為2～5mm，翹起銅帶刮卡高速風(fēng)機(jī)葉片，輕則兩者卡死，風(fēng)機(jī)負(fù)荷增大，設(shè)備保護(hù)動作停機(jī)，重則打掉風(fēng)機(jī)葉片。而一旦打掉一個風(fēng)機(jī)葉片，該葉片被風(fēng)機(jī)帶動在機(jī)體內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，很快兩級風(fēng)機(jī)葉片全部被打掉，沖擊力導(dǎo)致輪轂個別處開裂。近兩年此類問題僅在西北地區(qū)就發(fā)生過10多起，為此給出如下建議：

（1）風(fēng)機(jī)安裝1年后，必須每半年打開風(fēng)機(jī)仔細(xì)檢查保護(hù)銅帶，三年后更換。

（2）風(fēng)機(jī)制造廠家不要選用長度≥2000mm的保護(hù)銅帶，若維護(hù)不及時將造成銅帶邊緣翹起，出現(xiàn)上述問題。應(yīng)盡量選用長度約為500mm的銅帶，一旦銅帶邊緣翹起，被風(fēng)機(jī)葉片刮卡容易掉下卡住葉片，造成風(fēng)機(jī)保護(hù)裝置動作停機(jī)，避免發(fā)生事故。

（3）設(shè)計單位要明確要求風(fēng)機(jī)制造廠家加裝保護(hù)銅帶時不能直接貼在風(fēng)機(jī)外殼上，應(yīng)在兩者之間加裝一層隔熱材料，可有效避免銅鉚釘被環(huán)境溫度變化產(chǎn)生的剪切力剪斷。

（4）風(fēng)機(jī)制造廠家選用新材料或新工藝代替銅保護(hù)帶，如膠體材料等不易脫落，即使部分脫落僅導(dǎo)致風(fēng)機(jī)保護(hù)動作。

問題2 金能分公司中高壓變頻器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為五電平疊加（圖1），當(dāng)電網(wǎng)電壓大幅波動時，變頻器的主控板、信號采集板、觸摸屏等部件燒壞率高達(dá)80%以上。為防止雷擊產(chǎn)生的跨步電壓使人員觸電，將建筑物防雷接地和設(shè)備保護(hù)接地接成一個大型接地網(wǎng)，接地電阻符合《煤礦安全規(guī)程》要求，但問題依然存在。

分析和處理 為確保礦井安全生產(chǎn)，《煤礦安全規(guī)程》要求主通風(fēng)機(jī)停機(jī)事故時間不能大于10min，為此主通風(fēng)機(jī)電氣控制系統(tǒng)多采用帶旁路啟動方式。電控廠家將變頻器、移相變壓器、旁路啟動器件安裝在一個整體柜內(nèi)，主控板、信號采集板、觸摸屏等控制板安裝在柜內(nèi)側(cè)板上，采用與柜子共地方式，直接通過銅螺絲和側(cè)板、柜子連接在一起（圖2）。由于控制板耐壓較低，當(dāng)雷電等大電壓波動時，大電流通過接地網(wǎng)串入控制回路，燒毀控制板。

重做一個小型獨立接地極，將變頻器主控板等耐壓低的設(shè)備接地螺絲全部與高壓接地系統(tǒng)分開，單獨用銅線引至小型接地極上（圖2虛線）。

問題3 礦井主通風(fēng)機(jī)以前多用反風(fēng)道進(jìn)行反風(fēng)，反風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜，投資及維護(hù)量大。目前對旋風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)反風(fēng)量完全符合《煤礦安全規(guī)程》要求，因此現(xiàn)在多采用風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)反風(fēng)。主通風(fēng)機(jī)采用兩象限變頻器反風(fēng)，變頻器啟動至30多赫茲時，直接跳閘，功率單元模塊損壞（圖3）。

分析和處理 這類故障多發(fā)生在中高壓變頻器，主要原因有：①功率單元模塊內(nèi)部控制部分小電容質(zhì)量差、IGBT及整流二極管耐反擊穿電壓能力低。②主控板某些元件耐壓低。為此給出如下建議：

（1）設(shè)計單位設(shè)計主通風(fēng)機(jī)變頻器旁路時，一般設(shè)計成帶正反轉(zhuǎn)回路（圖4），避免出現(xiàn)進(jìn)風(fēng)巷道發(fā)生火災(zāi)時礦井無法反風(fēng)等情況。

（2）投運前一定要將主通風(fēng)機(jī)葉片調(diào)到最大角度，且頻率調(diào)到50Hz，試驗變頻器反轉(zhuǎn)反風(fēng)時能否正常工作。