礦井掘進(jìn)面智能通風(fēng)控制系統設計

　　瓦斯是困擾煤礦安全高效生產(chǎn)的主要問(wèn)題之一，煤礦事故70%以上是由于通風(fēng)設備故障、通風(fēng)管理不善造成的。對掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機的穩定控制則是解決此問(wèn)題的關(guān)鍵。

　　智能控制系統的功能分析

　　根據實(shí)際掘進(jìn)面巷道工況的需求和《煤礦安全規程》對局扇“三專(zhuān)兩閉鎖”方式的使用要求[1]，并借鑒國內外相關(guān)系統的優(yōu)點(diǎn)，智能通風(fēng)控制系統應具備以下功能。

　　(1) 安全排放瓦斯

　　在瓦斯的排放過(guò)程中為了不污染瓦斯未積聚區域，瓦斯排放要求在監控瓦斯濃度的條件下緩慢地進(jìn)行。本智能通風(fēng)控制系統的首要功能是根據不同的瓦斯濃度分布情況，選擇合理的瓦斯排放措施，達到安全有效地排放瓦斯的目標。

　　(2) 雙機準熱備控制模式

　　實(shí)現兩雙兩自動(dòng)，即在掘進(jìn)巷道中一個(gè)掘進(jìn)工作面必須設置兩臺同型號同功率的局扇，一臺正常運轉，另一臺可靠備用。當一臺局扇因線(xiàn)路停電或出現故障等原因停止運轉時(shí)，使另一臺局扇能夠自動(dòng)起車(chē)，自動(dòng)換風(fēng)，以保證供風(fēng)的連續性，以確保煤礦的安全生產(chǎn)。

　　(3) 掘進(jìn)面風(fēng)機故障處理

　　智能通風(fēng)控制系統應在不影響負載運行的情況下檢修風(fēng)機開(kāi)關(guān)的控制系統，并且要求檢修側完全斷電，真正做到不停風(fēng)檢修，保證生產(chǎn)正常進(jìn)行，從根本上杜絕帶電檢修的危險性。

　　(4) 掘進(jìn)巷道瓦斯濃度實(shí)時(shí)監測

　　掘進(jìn)面巷道內的瓦斯濃度信息，是智能控制系統的一個(gè)重要控制依據，因此準確實(shí)時(shí)的監測瓦斯濃度是本系統的又一個(gè)重要功能。

　　(5) 節能

　　在實(shí)際使用時(shí)，通風(fēng)機功率一般都偏大，造成電能的巨大浪費。智能通風(fēng)控制系統應根據不同的巷道內瓦斯濃度情況，進(jìn)行風(fēng)量的自動(dòng)調節起到節能的作用。

　　智能控制系統的硬件結構

　　掘進(jìn)面智能通風(fēng)控制系統由以下三部分組成：井下局扇電磁啟動(dòng)器、瓦斯實(shí)時(shí)監測系統和地面集控中心。整個(gè)控制系統的結構框圖如圖1所示。

　　掘進(jìn)面智能通風(fēng)控制系統具有中文人機界面顯示、變頻調速、雙機準熱備控制模式、風(fēng)量的閉環(huán)控制、靈活的參數設定方式、完善的報警提示以及故障診斷功能，同時(shí)提供設備的實(shí)時(shí)運行狀態(tài)信息。

　　局扇電磁啟動(dòng)器的設計

　　目前，公知的煤礦掘進(jìn)工作面對風(fēng)機控制通常采用兩臺真空隔爆型電磁起動(dòng)器帶動(dòng)兩部風(fēng)機，其占地面積大，系統接線(xiàn)復雜，系統事故點(diǎn)多，不易維修。