康 凱

(西山煤電(集團(tuán))有限公司 東曲礦選煤廠，山西 古交 030200)

東曲礦選煤廠為處理能力400萬(wàn)t/a的礦井型選煤廠，其準(zhǔn)備車(chē)間負(fù)責(zé)為洗選系統(tǒng)提供合格的入洗原煤，擔(dān)負(fù)礦井原煤進(jìn)入洗選系統(tǒng)前的運(yùn)輸、篩分、破碎、選矸、除雜和儲(chǔ)存等工作。全車(chē)間共有帶式輸送機(jī)24部，通風(fēng)機(jī)18臺(tái)，轉(zhuǎn)載站3個(gè)，瓦斯區(qū)域5處，運(yùn)輸線長(zhǎng)達(dá)1 km，單系統(tǒng)運(yùn)輸能力為800～1 000 t/h，每月拉運(yùn)原煤25～30萬(wàn)t，是連接礦廠之間的重要橋梁[1].

由于東曲礦為瓦斯突出礦井，原煤由井下運(yùn)輸?shù)竭x煤廠的生產(chǎn)過(guò)程中，在部分通風(fēng)條件差且煤流過(guò)量或儲(chǔ)存量大的區(qū)域存在瓦斯積聚的現(xiàn)象[2].為降低原煤輸送、轉(zhuǎn)載過(guò)程中的瓦斯?jié)舛?，在這些特定區(qū)域，原系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝了局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行瓦斯抽排。其中，274帶式輸送機(jī)機(jī)尾部分安裝于地面以下，區(qū)域面積不足50 m2，通風(fēng)條件差，日常生產(chǎn)過(guò)程中煤流量大，極易造成機(jī)尾瓦斯積聚，形成安全隱患。

針對(duì)274帶式輸送機(jī)機(jī)尾區(qū)域的瓦斯集聚及配套風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中存在的問(wèn)題，提出并實(shí)施機(jī)械和電氣局部技術(shù)改造方案，以減少區(qū)域瓦斯意外集聚，提高通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的可靠性，確保準(zhǔn)備車(chē)間安全生產(chǎn)。

1 改造前存在的問(wèn)題

1.1 瓦斯積聚隱患

由于原系統(tǒng)設(shè)計(jì)的缺陷，274帶式輸送機(jī)機(jī)尾區(qū)域，帶式輸送機(jī)及配套的通風(fēng)機(jī)分別由各自的控制箱控制，在電氣上相互獨(dú)立。當(dāng)通風(fēng)機(jī)因故障或其它原因發(fā)生意外停機(jī)時(shí)，274帶式輸送機(jī)并不能自動(dòng)停機(jī)，瓦斯含量較高的原煤繼續(xù)輸送到該區(qū)域，導(dǎo)致該區(qū)域瓦斯?jié)舛仍? min之內(nèi)迅速達(dá)到設(shè)定的預(yù)警值0.4%，逼近規(guī)定值的0.5%，嚴(yán)重時(shí)還造成瓦斯集聚，濃度超限。

針對(duì)該區(qū)域的瓦斯積聚現(xiàn)象，改造前一般處理流程：瓦斯監(jiān)控軟件探測(cè)到瓦斯積聚后，發(fā)出警報(bào)信號(hào)給值班室，值班人員通知巡檢人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)，手動(dòng)停止274帶式輸送機(jī)運(yùn)行，切斷原煤的輸送，進(jìn)一步查找問(wèn)題，排除故障。但由于準(zhǔn)備車(chē)間生產(chǎn)線過(guò)長(zhǎng)，巡檢修人員無(wú)法做到快速抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，客觀上形成對(duì)瓦斯積聚現(xiàn)象的響應(yīng)慢、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，影響安全生產(chǎn)。

1.2 通風(fēng)機(jī)連接管路故障隱患

準(zhǔn)備車(chē)間274帶式輸送機(jī)是返煤系統(tǒng)的起始皮帶，全長(zhǎng)290 m多，電機(jī)功率160 kW，機(jī)尾現(xiàn)安裝有抽出式通風(fēng)機(jī)，型號(hào)為FBCD No 6.7/2×302×30 kW，其進(jìn)出風(fēng)口采用管路硬連接，即通風(fēng)管道與風(fēng)機(jī)通過(guò)焊接而固定。硬連接的最大缺陷是震動(dòng)的相互傳導(dǎo)效應(yīng)，使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，由于通風(fēng)管路距離長(zhǎng)，維護(hù)工作不方便，運(yùn)行中風(fēng)流阻力大，當(dāng)通風(fēng)機(jī)工況或管路有輕微不平衡變化時(shí)，帶動(dòng)整個(gè)管路和通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生劇烈震動(dòng)，甚至出現(xiàn)共振，增加了維護(hù)和檢修工作量。

2 改造方案和措施

2.1 風(fēng)機(jī)電氣閉鎖改造步驟

針對(duì)274帶式輸送機(jī)機(jī)尾處瓦斯積聚的隱患，提出電氣控制回路局部改造方案，使274帶式輸送機(jī)與配套通風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)電氣閉鎖運(yùn)行。

2.1.1主接線保持不變

274帶式輸送機(jī)電機(jī)和配套通風(fēng)機(jī)主接線保持原接線不變，兩臺(tái)電機(jī)主接線系統(tǒng)相互獨(dú)立，示意圖見(jiàn)圖1.圖中KM為相應(yīng)電機(jī)的主接觸器觸點(diǎn)，M為相應(yīng)電機(jī)。

圖1 機(jī)尾電機(jī)和配套通風(fēng)機(jī)主接線示意圖

2.1.2控制回路改造

在通風(fēng)機(jī)控制回路中增加中間繼電器ZJ，并將其常開(kāi)輔助觸點(diǎn)串聯(lián)至274帶式輸送機(jī)電機(jī)的控制回路。電氣控制改造原理見(jiàn)圖2.

圖2 電氣控制改造原理圖

通風(fēng)機(jī)啟?？刂七^(guò)程：

1)按下通風(fēng)機(jī)啟動(dòng)按鈕1QA1，主接觸器線圈1KM得電，1KM1輔助接點(diǎn)閉合自保，通風(fēng)機(jī)開(kāi)始運(yùn)行；同時(shí)，中間繼電器ZJ線圈得電，其串聯(lián)在274帶式輸送機(jī)電機(jī)控制回路的常開(kāi)觸點(diǎn)ZJ1閉合，為帶式輸送電機(jī)的啟動(dòng)做好準(zhǔn)備，此時(shí)如果按下274帶式輸送機(jī)電機(jī)的啟動(dòng)按鈕2QA1，電機(jī)開(kāi)始正常運(yùn)行。

2)按下通風(fēng)機(jī)停止按鈕1QA1，主接觸器線圈1KM失電，1KM1輔助接點(diǎn)斷開(kāi)，通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行；同時(shí)，中間繼電器ZJ線圈失電，其串聯(lián)在274帶式輸送機(jī)電機(jī)控制回路的常開(kāi)觸點(diǎn)ZJ1斷開(kāi)，自動(dòng)切斷274帶式輸送電機(jī)的控制回路電源，274帶式輸送機(jī)停止運(yùn)煤。

3)當(dāng)通風(fēng)機(jī)因故障或其它原因發(fā)生意外停機(jī)時(shí)，其控制回路失電。此時(shí)，其串聯(lián)在274帶式輸送機(jī)電機(jī)控制回路的常開(kāi)觸點(diǎn)ZJ1自動(dòng)斷開(kāi)，切斷了皮帶電機(jī)的控制回路電源，274帶式輸送機(jī)停止運(yùn)煤，且在通風(fēng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)行之前無(wú)法再次啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了274帶式輸送機(jī)尾電機(jī)與配套風(fēng)機(jī)的電氣閉鎖。

改造后，274帶式輸送機(jī)原有的停車(chē)按鈕2TA1、拉繩急停開(kāi)關(guān)保持原有控制功能不變。原有的啟動(dòng)按鈕2QA1仍然保留，其啟動(dòng)功能在配套通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的情況下有效。

控制電纜的選用：電機(jī)控制回路的電流一般只有幾百毫安，連接274帶式輸送機(jī)電機(jī)和配套通風(fēng)機(jī)控制箱的控制電纜使用常規(guī)即可，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選用Kvv-500 4×1.5四芯電纜，敷設(shè)長(zhǎng)度110 m.

2.2 通風(fēng)機(jī)與風(fēng)筒軟連接改造方案

將通風(fēng)機(jī)進(jìn)出風(fēng)口與風(fēng)機(jī)機(jī)身硬連接處改為采用風(fēng)筒布軟連接固定。

1)切割風(fēng)筒。改造部位選在通風(fēng)機(jī)風(fēng)管拐彎處，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)尺寸為310 mm，將原通風(fēng)管道切割；在兩段風(fēng)管切口的邊緣各焊接兩圈d5 mm鋼筋，兩圈鋼筋間距110 mm；用風(fēng)筒布包裹并連接風(fēng)管，裁掉多余部分風(fēng)筒布。

2)固定風(fēng)筒布。在兩圈鋼筋之間用100 mm寬扁鐵固定風(fēng)筒布，使其不能左右晃動(dòng)，不受風(fēng)流影響。

3)增加電動(dòng)風(fēng)門(mén)翻板裝置。軟連接制作完成后，在管路改造部位前端增設(shè)電動(dòng)風(fēng)門(mén)翻板裝置，利用風(fēng)門(mén)的調(diào)節(jié)功能，實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同批次煤源瓦斯含量的高低，自動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)供往風(fēng)筒的供風(fēng)量，優(yōu)化了通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況。風(fēng)機(jī)軟連接改造示意圖見(jiàn)圖3.

圖3 風(fēng)機(jī)軟連接示意圖

3 改造后效果評(píng)價(jià)

1)274帶式輸送機(jī)電機(jī)與配套通風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)閉鎖功能后，生產(chǎn)時(shí)有煤必有風(fēng)，無(wú)風(fēng)煤必停，即生產(chǎn)時(shí)，只有通風(fēng)機(jī)開(kāi)啟，274帶式輸送機(jī)才能開(kāi)車(chē)，當(dāng)風(fēng)機(jī)發(fā)生故障停機(jī)時(shí)，274帶式輸送機(jī)立即自動(dòng)停止運(yùn)行，阻止帶式輸送機(jī)繼續(xù)運(yùn)煤造成特定區(qū)域的瓦斯集聚，消除了瓦斯超限的隱患，為原煤運(yùn)輸系統(tǒng)安全運(yùn)行提供了保障。

2)風(fēng)機(jī)軟連接改造后，切斷了通風(fēng)機(jī)與風(fēng)筒之間劇烈震動(dòng)的相互傳導(dǎo)，降低了設(shè)備震動(dòng)，減少了共振現(xiàn)象的發(fā)生，改善了風(fēng)機(jī)異常震動(dòng)情況；降低了通風(fēng)機(jī)與管路的故障頻率，提高了使用壽命，節(jié)約了設(shè)備的維保成本。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)274帶式輸送機(jī)和配套通風(fēng)機(jī)進(jìn)行機(jī)械和電氣的局部技術(shù)改造，解決了制約安全生產(chǎn)的問(wèn)題，消除了生產(chǎn)中的安全隱患，有助于提升生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化管理水平。