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礦井主要通風(fēng)機(jī)反風(fēng)集遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)應(yīng)用

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礦井主要通風(fēng)機(jī)反風(fēng)集遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)應(yīng)用

摘要:對(duì)影響主要通風(fēng)機(jī)反風(fēng)遠(yuǎn)程集中控制的關(guān)鍵因素進(jìn)行分析,表明主要通風(fēng)機(jī)及附屬設(shè)施蝶閥、水平門和垂直門的集中控制及防爆井蓋的遠(yuǎn)程控制是影響主要通風(fēng)機(jī)反風(fēng)遠(yuǎn)程集中控制的關(guān)鍵因素。對(duì)王樓煤礦實(shí)施改造升級(jí),對(duì)其防爆井蓋實(shí)施遠(yuǎn)程控制,主要通風(fēng)機(jī)和其他附屬設(shè)施的控制系統(tǒng)進(jìn)行集中對(duì)接,從而實(shí)現(xiàn)王樓煤礦主要通風(fēng)機(jī)反風(fēng)集中遠(yuǎn)程控制。

關(guān)鍵詞:反風(fēng);集中遠(yuǎn)程控制;主要通風(fēng)機(jī);PLC

國(guó)家正在極力地推展新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換,煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)變當(dāng)前的作業(yè)模式已經(jīng)勢(shì)在必行,目前,“機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人,科技興安”已經(jīng)成新的發(fā)展方向,煤礦已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了排水、壓風(fēng)、主提升和供電系統(tǒng)的集中遠(yuǎn)程控制,實(shí)現(xiàn)了完全自動(dòng)化。主要通風(fēng)機(jī)為通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行提供了動(dòng)力,并且實(shí)施反風(fēng)可以有效地減少礦井發(fā)生火災(zāi)時(shí)造成的影響。當(dāng)前,主要通風(fēng)機(jī)和相關(guān)附屬設(shè)施控制系統(tǒng)相互對(duì)立,雖然能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制,但是不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化集成控制,實(shí)現(xiàn)反風(fēng)操作復(fù)雜耗時(shí),在礦井發(fā)生火災(zāi)時(shí),不能夠快速及時(shí)地實(shí)現(xiàn)反風(fēng)。故此,主要通風(fēng)機(jī)與相關(guān)設(shè)施的集中遠(yuǎn)程控制對(duì)減少火災(zāi)影響和提高通風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)化十分有意義。

1反風(fēng)操作流程及影響要素

《煤礦安全規(guī)程》在第一百五十九條對(duì)生產(chǎn)礦井主要通風(fēng)機(jī)的性能做了明確規(guī)定,主要通風(fēng)機(jī)必須能實(shí)現(xiàn)反風(fēng),且改變氣流在巷道的方向小于10min,反風(fēng)的風(fēng)量應(yīng)大于正常風(fēng)量的40%。目前,軸流式主要通風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)反風(fēng)的方式是控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向,在風(fēng)洞和回風(fēng)井的附屬設(shè)施有垂直門、水平門、蝶閥和防爆井蓋。在主要通風(fēng)機(jī)正常工作時(shí),防爆井蓋無須鎖緊,通過負(fù)壓和自重來封蓋回風(fēng)井口,當(dāng)煤塵或者瓦斯發(fā)生爆炸時(shí),防爆井蓋通過墜陀配重和爆炸產(chǎn)生的沖擊力瞬間打開,使爆炸的沖擊波得到釋放,減少?zèng)_擊波對(duì)主要通風(fēng)機(jī)和附屬設(shè)施的破壞。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)反風(fēng)時(shí),需要鎖緊防爆井蓋,因?yàn)榇藭r(shí)負(fù)壓變成正壓,正壓有可能將防爆井蓋頂開,造成氣流短路。主要通風(fēng)機(jī)正常工作和反風(fēng)切換時(shí),還需設(shè)置在風(fēng)洞的蝶閥、水平門和垂直門配合調(diào)控風(fēng)流。主要通風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)單一操作遠(yuǎn)程控制,附屬設(shè)施除了防爆井蓋鎖緊操作,其他附屬設(shè)施蝶閥、水平門和垂直門均實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)單一操作遠(yuǎn)程控制。未能實(shí)現(xiàn)上位機(jī)遠(yuǎn)程控制的防爆井蓋鎖緊操作會(huì)反風(fēng)操作過程的時(shí)間。其他附屬設(shè)施蝶閥、水平門和垂直門的單一遠(yuǎn)程控制同樣流程繁多,增加反風(fēng)響應(yīng)時(shí)間。為減少主要通風(fēng)機(jī)反風(fēng)響應(yīng)時(shí)間,必須簡(jiǎn)化操作流程,首先,將防爆井蓋實(shí)現(xiàn)上位機(jī)單一操作遠(yuǎn)程控制,其次,將主要通風(fēng)機(jī)及水平門、垂直門、蝶閥和防爆井蓋的單一遠(yuǎn)程控制集中控制,實(shí)現(xiàn)集中遠(yuǎn)程控制,可以有效地減少反風(fēng)操作時(shí)間,從而減少主要通風(fēng)機(jī)反風(fēng)響應(yīng)時(shí)間。

2主要通風(fēng)機(jī)反風(fēng)集中遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)原理

從三個(gè)方面著手實(shí)現(xiàn)主要通風(fēng)機(jī)的反風(fēng)集中控制,第一,防爆井蓋通過電控氣動(dòng)鎖緊裝置實(shí)現(xiàn)電控氣動(dòng)控制,第二,防爆井蓋電控氣動(dòng)鎖緊裝置的控制程序,第三,要通風(fēng)機(jī)及附屬設(shè)施和鎖緊控制程序的對(duì)接集成。

2.1電控氣動(dòng)鎖緊裝置

防爆井蓋的鎖緊,在前期主要靠人力來完成,耗費(fèi)人力,響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)且不可靠。后期發(fā)展的由鎖緊裝置、配風(fēng)裝置和控制箱組成的電控氣動(dòng)鎖緊裝置可以克服傳統(tǒng)鎖緊的弊端,為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制做好基礎(chǔ),電動(dòng)氣控鎖緊裝置構(gòu)成示意圖如圖1所示。控制箱由五個(gè)主要部件組成,分別為指示燈、旋轉(zhuǎn)開關(guān)、繼電器、電源模塊和斷路器,控制箱主要的功能有打開顯示及帶點(diǎn)顯示、控制、供電和壓板鎖緊等。控制箱可在遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)出問題時(shí),緊急備用。配風(fēng)裝置由兩個(gè)主要部件組成:電動(dòng)球閥和配風(fēng)管,配風(fēng)裝置的主要功能是配置動(dòng)力風(fēng)源給執(zhí)行氣缸。鎖緊裝置主要是用來鎖緊防爆井蓋的,其由提供動(dòng)力的執(zhí)行氣缸和實(shí)現(xiàn)鎖緊的鎖緊壓板組成。鎖緊裝置還有8個(gè)副鎖緊裝置,均勻地安置在防爆井蓋周邊。執(zhí)行氣缸向前移動(dòng),從而推動(dòng)壓板向前移動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)壓緊鎖緊槽。執(zhí)行氣缸向后移動(dòng),拉動(dòng)壓板向后移動(dòng),從而使壓板離開鎖緊槽。

2.2鎖緊控制程序

為了實(shí)現(xiàn)集中遠(yuǎn)程控制,第一步,系統(tǒng)PLC控制器接入設(shè)備操作遠(yuǎn)程、就地節(jié)點(diǎn)、鎖緊裝置的合接點(diǎn)和分接點(diǎn)第二步,將鎖緊控制程序編導(dǎo)入系統(tǒng)PLC控制器內(nèi),實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)接點(diǎn)的集中遠(yuǎn)程控制,當(dāng)系統(tǒng)PLC控制器收到鎖緊命令時(shí),系統(tǒng)PLC控制器命令和操作指令,使各個(gè)鎖緊裝置能夠同步鎖緊,解鎖時(shí),同步打開鎖緊裝置,恢復(fù)正常。

2.3程序?qū)蛹?/p>

程序集成前,主要通風(fēng)機(jī)電控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)單一操作遠(yuǎn)程控制,且相關(guān)附屬設(shè)施如蝶閥、垂直門和水平門也需實(shí)現(xiàn)上位機(jī)單一操作遠(yuǎn)程控制,然后,將電控氣動(dòng)鎖緊控制程序?qū)蛹傻较到y(tǒng)PLC控制器,實(shí)現(xiàn)集中遠(yuǎn)程控制主要通風(fēng)機(jī)反風(fēng)。當(dāng)進(jìn)行主要通風(fēng)機(jī)反風(fēng)時(shí),系統(tǒng)PLC控制器控制防爆井蓋鎖緊和主要通風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)程序同時(shí)執(zhí)行,達(dá)到“一鍵式”主要通風(fēng)機(jī)反風(fēng)。

3反風(fēng)和轉(zhuǎn)換正常通風(fēng)操作測(cè)試

主要通風(fēng)機(jī)實(shí)施反風(fēng)操作時(shí),點(diǎn)擊“反風(fēng)運(yùn)行”按鈕,則控制系統(tǒng)對(duì)主要通風(fēng)機(jī)和相關(guān)附屬設(shè)施下達(dá)指令,主要通風(fēng)機(jī)和相關(guān)附屬設(shè)施完成反風(fēng)指令動(dòng)作。主要通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)換成正常通風(fēng)時(shí),點(diǎn)擊“恢復(fù)通風(fēng)”按鈕,主要通風(fēng)機(jī)和相關(guān)附屬設(shè)施接到指令完成正常通風(fēng)程序;反風(fēng)與正常通風(fēng)的相關(guān)設(shè)施對(duì)比動(dòng)作如表1所示。

4運(yùn)行效果分析

對(duì)王樓煤礦主要通風(fēng)機(jī)及附屬設(shè)施進(jìn)行升級(jí)改造,實(shí)現(xiàn)集中遠(yuǎn)程控制,并且進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,測(cè)得:防爆井蓋壓緊需要1min左右,從開始實(shí)施反風(fēng)到實(shí)現(xiàn)井下風(fēng)流反向流動(dòng)耗時(shí)5min,相對(duì)于《煤礦安全規(guī)程》要求的反風(fēng)時(shí)間(10min)縮減了一半,且實(shí)測(cè)的反風(fēng)風(fēng)量大于《煤礦安全規(guī)程》所要求的正常運(yùn)行下風(fēng)量的40%。以往的單一操作控制復(fù)雜耗時(shí),自動(dòng)化程度低,耗費(fèi)人力,采用集中遠(yuǎn)程控制可以有效地縮短操作和響應(yīng)時(shí)間,減少火災(zāi)對(duì)設(shè)施的破壞,提升自動(dòng)化程度。主要通風(fēng)機(jī)采用集中遠(yuǎn)程控制的對(duì)角式通風(fēng)和中央分列式的礦井會(huì)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。

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作者:王曉陽(yáng) 單位:潞安礦業(yè)集團(tuán)慈林山煤業(yè)有限公司夏店煤礦