高楠楠

(大同煤礦集團(tuán)公司 四老溝礦，山西 大同 037028 )

0 引言

在煤礦日常生產(chǎn)作業(yè)中，會產(chǎn)生大量的易燃易爆氣體，這些易燃易爆氣體若無法及時排出礦井，長期積聚，當(dāng)遇到明火時便易引發(fā)礦井瓦斯爆炸事故，而借助科學(xué)、有效的礦井通風(fēng)系統(tǒng)，可給礦井及時通風(fēng)換氣，進(jìn)而可更好地預(yù)防礦井瓦斯突出等安全事故。但是當(dāng)前國內(nèi)礦井所用通風(fēng)系統(tǒng)在進(jìn)行倒機(jī)作業(yè)時大多需進(jìn)行短暫停風(fēng)，針對這一問題筆者提出了一種在不停風(fēng)狀態(tài)下進(jìn)行倒機(jī)作業(yè)的礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方案，達(dá)到了礦井通風(fēng)系統(tǒng)倒機(jī)時井內(nèi)風(fēng)量基本不變的目的。

1 傳統(tǒng)的礦井通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與具體倒機(jī)流程

圖1為傳統(tǒng)的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖，它采用一立式主風(fēng)門與一立式檢修風(fēng)門的結(jié)構(gòu)。

圖1 傳統(tǒng)的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖1中，立式檢修風(fēng)門只在進(jìn)行通風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)時閉合，在此可視其為常開狀態(tài)。若假定在1號風(fēng)道中裝設(shè)的兩臺通風(fēng)機(jī)正處于運(yùn)行狀態(tài)，1號風(fēng)道中的立式主風(fēng)門處于開啟狀態(tài)，接著相關(guān)操作人員應(yīng)關(guān)閉1號風(fēng)道內(nèi)通風(fēng)機(jī)，啟動2號風(fēng)道中的通風(fēng)機(jī)作業(yè)。一般具體倒機(jī)操作流程如下：先關(guān)閉1號風(fēng)道中的通風(fēng)機(jī)，再關(guān)閉1號風(fēng)道中的立式主風(fēng)門，最后打開2號風(fēng)道中的立式主風(fēng)門，并開啟2號風(fēng)道中的通風(fēng)機(jī)。仔細(xì)分析上述操作流程發(fā)現(xiàn)：采用上述倒機(jī)方式進(jìn)行倒機(jī)作業(yè)時，礦井有部分時間是處于停風(fēng)狀態(tài)的。由于煤礦通風(fēng)機(jī)一般功率較大，運(yùn)行環(huán)境較惡劣，若在1號風(fēng)道通風(fēng)機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)的情況下，而2號風(fēng)道內(nèi)裝設(shè)的通風(fēng)機(jī)受某種因素的影響難以啟動，礦井勢必會出現(xiàn)嚴(yán)重停風(fēng)現(xiàn)象，可能會引發(fā)礦井瓦斯突出事故。

2 礦井系統(tǒng)的優(yōu)化

優(yōu)化后的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，其實現(xiàn)方式為在各風(fēng)道的上方都裝設(shè)相應(yīng)的百葉窗式平式對空風(fēng)門，這樣可確保礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行倒機(jī)作業(yè)時，井內(nèi)風(fēng)量基本保持不變。

圖2 優(yōu)化后的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

此方案是將PLC自動控制系統(tǒng)充分應(yīng)用于礦井通風(fēng)系統(tǒng)的倒機(jī)作業(yè)中，在此仍將立式檢修風(fēng)門視為常開狀態(tài)。若假定1號風(fēng)道中的兩臺通風(fēng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)，1號風(fēng)道中的立式主風(fēng)門處于開啟狀態(tài)，而平式對空風(fēng)門處于閉合狀態(tài)。將立式主風(fēng)門與裝設(shè)的平式對空風(fēng)門在實際生產(chǎn)作業(yè)中的全開信號與全關(guān)信號都輸入PLC數(shù)字量模塊；且把各通風(fēng)機(jī)所對應(yīng)的交流接觸器輔助觸點信號也輸入PLC模塊。在實際倒機(jī)作業(yè)中，其具體倒機(jī)流程為：在PLC檢測到1號風(fēng)道中的通風(fēng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)，立式主風(fēng)門為全開狀態(tài)，平式對空風(fēng)門處于全關(guān)狀態(tài)，而2號風(fēng)道中的通風(fēng)機(jī)停止，立式主風(fēng)門處于全關(guān)狀態(tài)，平式對空風(fēng)門為全關(guān)狀態(tài)的情況下，可將2號風(fēng)道對應(yīng)的平式對空風(fēng)門打開，并把2號風(fēng)道中的通風(fēng)機(jī)打開(因這時2號風(fēng)道中的立式主風(fēng)門還未打開，這樣2號風(fēng)道中的大多數(shù)風(fēng)流仍是由對空風(fēng)門進(jìn)入，從風(fēng)道口流出，便不會對礦井風(fēng)量產(chǎn)生影響)，再把2號風(fēng)道對應(yīng)的立式主風(fēng)門與1號風(fēng)道對應(yīng)的平式對空風(fēng)門打開(因此時1號風(fēng)道中風(fēng)量來源有兩部分：有來自井下的風(fēng)量與來自對空風(fēng)門的風(fēng)量，同時2號風(fēng)道也是如此，這樣便可確保礦井風(fēng)量大致不變)，再把1號風(fēng)道所對應(yīng)的立式主風(fēng)門與2號風(fēng)道所對應(yīng)的平式對空風(fēng)門都關(guān)閉(因這時礦井內(nèi)所有風(fēng)量都途經(jīng)2號風(fēng)道，這樣也可確保礦井風(fēng)量處于穩(wěn)定狀態(tài))，再把1號風(fēng)道對應(yīng)的通風(fēng)機(jī)關(guān)閉，并關(guān)閉1號風(fēng)道所對應(yīng)的平式對空風(fēng)門，這樣便順利完成了礦井通風(fēng)系統(tǒng)的倒機(jī)作業(yè)。

仔細(xì)分析上述通風(fēng)系統(tǒng)倒機(jī)流程不難發(fā)現(xiàn),在整個倒機(jī)作業(yè)中，礦井風(fēng)量均一直處于穩(wěn)定狀態(tài)，且在全倒機(jī)作業(yè)中，主要靠PLC自動控制系統(tǒng)及其相關(guān)組態(tài)軟件進(jìn)行控制，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

3 結(jié)束語

以傳統(tǒng)礦井通風(fēng)系統(tǒng)為基礎(chǔ)提出了一種礦井通風(fēng)系統(tǒng)不停機(jī)倒機(jī)方案，其主要是把一個百葉窗式的平式對空風(fēng)門加裝于原風(fēng)道上，進(jìn)而與之前通風(fēng)系統(tǒng)的立式主風(fēng)門裝置、立式檢修風(fēng)門裝置以及通風(fēng)機(jī)組建成一新通風(fēng)系統(tǒng)，在具體操作中，借助PLC模塊及相關(guān)組態(tài)軟件進(jìn)行作業(yè)，確保了礦井通風(fēng)系統(tǒng)倒機(jī)作業(yè)的順利開展，經(jīng)實地檢測礦井風(fēng)量可靠、穩(wěn)定，此礦井通風(fēng)系統(tǒng)倒機(jī)操作優(yōu)化方案具有一定的推廣應(yīng)用價值，可更好地保障礦井通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量的連續(xù)可靠供應(yīng)，進(jìn)而更好地保障礦井安全生產(chǎn)。