礦井通風系統倒機作業不停風改造研究

高楠楠

(大同煤礦集團公司 四老溝礦，山西 大同 037028 )

0 引言

在煤礦日常生產作業中，會產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，當遇到明火時便易引發礦井瓦斯爆炸事故，而借助科學、有效的礦井通風系統，可給礦井及時通風換氣，進而可更好地預防礦井瓦斯突出等安全事故。但是當前國內礦井所用通風系統在進行倒機作業時大多需進行短暫停風，針對這一問題筆者提出了一種在不停風狀態下進行倒機作業的礦井通風系統優化方案，達到了礦井通風系統倒機時井內風量基本不變的目的。

1 傳統的礦井通風系統結構與具體倒機流程

圖1為傳統的煤礦通風系統結構簡圖，它采用一立式主風門與一立式檢修風門的結構。

圖1 傳統的煤礦通風系統結構

圖1中，立式檢修風門只在進行通風機檢修作業時閉合，在此可視其為常開狀態。若假定在1號風道中裝設的兩臺通風機正處于運行狀態，1號風道中的立式主風門處于開啟狀態，接著相關操作人員應關閉1號風道內通風機，啟動2號風道中的通風機作業。一般具體倒機操作流程如下：先關閉1號風道中的通風機，再關閉1號風道中的立式主風門，最后打開2號風道中的立式主風門，并開啟2號風道中的通風機。仔細分析上述操作流程發現：采用上述倒機方式進行倒機作業時，礦井有部分時間是處于停風狀態的。由于煤礦通風機一般功率較大，運行環境較惡劣，若在1號風道通風機處于關閉狀態的情況下，而2號風道內裝設的通風機受某種因素的影響難以啟動，礦井勢必會出現嚴重停風現象，可能會引發礦井瓦斯突出事故。

2 礦井系統的優化

優化后的煤礦通風系統結構如圖2所示，其實現方式為在各風道的上方都裝設相應的百葉窗式平式對空風門，這樣可確保礦井通風系統進行倒機作業時，井內風量基本保持不變。

圖2 優化后的煤礦通風系統結構

此方案是將PLC自動控制系統充分應用于礦井通風系統的倒機作業中，在此仍將立式檢修風門視為常開狀態。若假定1號風道中的兩臺通風機處于運行狀態，1號風道中的立式主風門處于開啟狀態，而平式對空風門處于閉合狀態。將立式主風門與裝設的平式對空風門在實際生產作業中的全開信號與全關信號都輸入PLC數字量模塊；且把各通風機所對應的交流接觸器輔助觸點信號也輸入PLC模塊。在實際倒機作業中，其具體倒機流程為：在PLC檢測到1號風道中的通風機處于運行狀態，立式主風門為全開狀態，平式對空風門處于全關狀態，而2號風道中的通風機停止，立式主風門處于全關狀態，平式對空風門為全關狀態的情況下，可將2號風道對應的平式對空風門打開，并把2號風道中的通風機打開(因這時2號風道中的立式主風門還未打開，這樣2號風道中的大多數風流仍是由對空風門進入，從風道口流出，便不會對礦井風量產生影響)，再把2號風道對應的立式主風門與1號風道對應的平式對空風門打開(因此時1號風道中風量來源有兩部分：有來自井下的風量與來自對空風門的風量，同時2號風道也是如此，這樣便可確保礦井風量大致不變)，再把1號風道所對應的立式主風門與2號風道所對應的平式對空風門都關閉(因這時礦井內所有風量都途經2號風道，這樣也可確保礦井風量處于穩定狀態)，再把1號風道對應的通風機關閉，并關閉1號風道所對應的平式對空風門，這樣便順利完成了礦井通風系統的倒機作業。

仔細分析上述通風系統倒機流程不難發現,在整個倒機作業中，礦井風量均一直處于穩定狀態，且在全倒機作業中，主要靠PLC自動控制系統及其相關組態軟件進行控制，進一步提高了系統運行的安全性和可靠性。

3 結束語

以傳統礦井通風系統為基礎提出了一種礦井通風系統不停機倒機方案，其主要是把一個百葉窗式的平式對空風門加裝于原風道上，進而與之前通風系統的立式主風門裝置、立式檢修風門裝置以及通風機組建成一新通風系統，在具體操作中，借助PLC模塊及相關組態軟件進行作業，確保了礦井通風系統倒機作業的順利開展，經實地檢測礦井風量可靠、穩定，此礦井通風系統倒機操作優化方案具有一定的推廣應用價值，可更好地保障礦井通風系統風量的連續可靠供應，進而更好地保障礦井安全生產。