瓦斯?jié)舛日{(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)功率方法的探討瓦斯?jié)舛日{(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)功率方法的探討 2019/01/08 摘要介紹了在原始局部通風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)上安裝變頻器與局部通風(fēng)機(jī)電動機(jī)及瓦斯傳感器進(jìn)行連接，基于瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)的方法，解決了我國煤礦原始局部通風(fēng)機(jī)功率、轉(zhuǎn)速無法進(jìn)行調(diào)節(jié)，導(dǎo)致在風(fēng)機(jī)工作時大量電能損耗的技術(shù)難題，同時提出了不同工序下瓦斯突變時的應(yīng)對辦法。關(guān)鍵詞瓦斯?jié)舛?；局部通風(fēng)機(jī)功率；變頻調(diào)節(jié)；瓦斯突變0引言煤礦通風(fēng)系統(tǒng)是確保井下安全生產(chǎn)的重要系統(tǒng)，而局部通風(fēng)是構(gòu)成礦井通風(fēng)系統(tǒng)的重要部分。在生產(chǎn)礦井，通風(fēng)機(jī)按照服務(wù)范圍可分為3種，分別是主要通風(fēng)機(jī)、輔助通風(fēng)機(jī)和局部通風(fēng)機(jī)。局部通風(fēng)機(jī)主要服務(wù)于獨(dú)頭掘進(jìn)井巷等局部地區(qū)1。當(dāng)前，多數(shù)在建礦井存在通風(fēng)距離長、通風(fēng)阻力大，通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)壓大的情況，而傳統(tǒng)局部通風(fēng)機(jī)僅有開停2種狀態(tài)，在長距離巷道通風(fēng)機(jī)選型往往比較困難。選擇功率較大的風(fēng)機(jī)前期施工時風(fēng)量較大，造成風(fēng)速過高影響工作面安全生產(chǎn)，而且浪費(fèi)電能。選擇功率較小的風(fēng)機(jī)初期可滿足通風(fēng)需要，但隨著采掘工作面的延伸，風(fēng)量小、風(fēng)壓及風(fēng)阻較大，容易造成工作面瓦斯超限，工作面空氣環(huán)境差。而風(fēng)機(jī)變頻裝置的出現(xiàn)填補(bǔ)了一項空白，可有效解決這一問題。本文提出基于瓦斯?jié)舛鹊淖兓{(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)工作功率的方法，可為同類行業(yè)提供好的經(jīng)驗。1技術(shù)原理局部通風(fēng)機(jī)的主要作用是為采掘現(xiàn)場提供新鮮風(fēng)流，并將巷道掘進(jìn)所釋放的瓦斯隨著風(fēng)流安全地排出。為了保證安全生產(chǎn)，煤礦安全規(guī)程明確規(guī)定了井下巷道中風(fēng)速需符合要求2。該技術(shù)基于井下瓦斯涌出量大小，可以調(diào)節(jié)局部通風(fēng)機(jī)工作效率。在調(diào)節(jié)時，主要考慮工作面需風(fēng)量及巷道允許最小風(fēng)速兩方面，即局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)必須滿足工作面正常風(fēng)量需求，且風(fēng)速不得低于規(guī)程規(guī)定的最小值?？刂品椒椋猴L(fēng)機(jī)變頻裝置為4個等級，1級代表功率最小，4級代表功率最大。其他等級從14級逐漸遞增。在調(diào)節(jié)過程中需要注意的是，調(diào)節(jié)后巷道風(fēng)速不得低于規(guī)程規(guī)定最小風(fēng)速值，如風(fēng)速過小需增加1級。2調(diào)節(jié)裝置概述該裝置主要是通過改變風(fēng)機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速而改變功率，瓦斯傳感器參與風(fēng)機(jī)的變頻控制，可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。這種調(diào)速裝置改變工作狀態(tài)快、故障小、各種性能指標(biāo)較高。它既可降級調(diào)節(jié)，也可升級調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍廣，連續(xù)調(diào)節(jié)分辨率不到1Hz。該調(diào)節(jié)裝置優(yōu)點(diǎn)多、適應(yīng)性強(qiáng)。該技術(shù)缺點(diǎn)是投入較多，費(fèi)用比采用原始風(fēng)機(jī)約高10%20%。但該技術(shù)目前不斷發(fā)展、成熟，所采用的電子元件不斷更新?lián)Q代，造價問題將可逐步解決。而且該技術(shù)可節(jié)省大量電費(fèi)和礦山安全投入。因此，該調(diào)節(jié)裝置是目前我國礦山安全生產(chǎn)的最優(yōu)方案。3瓦斯?jié)舛韧蛔儠r調(diào)解方法通過瓦斯?jié)舛茸兓祦碚{(diào)節(jié)局部通風(fēng)機(jī)功率，可在一定程度上對風(fēng)量及風(fēng)壓進(jìn)行調(diào)整，但該調(diào)節(jié)方式存在一定的延遲性，在掘進(jìn)工序發(fā)生變化時某一時段瓦斯?jié)舛韧蝗辉黾樱藭r進(jìn)行調(diào)節(jié)已經(jīng)滯后，因此需要對工作面瓦斯涌出情況進(jìn)行預(yù)判。巷道掘進(jìn)期間瓦斯涌出主要包括鉆眼期間、放炮期間、出矸期間及支護(hù)期間。整個循環(huán)瓦斯涌出情況分為2種，一種是瓦斯涌出突變，即放炮階段瓦斯涌出；另一種是其他作業(yè)期間，該期間瓦斯涌出平緩，主要包括鉆眼、出矸及支護(hù)作業(yè)。瓦斯涌出平緩期間，使用該調(diào)節(jié)裝置變換風(fēng)機(jī)功率是適用的。但對于瓦斯涌出突然增加，當(dāng)檢測到瓦斯?jié)舛葧r進(jìn)行調(diào)節(jié)已經(jīng)來不及了，甚至?xí)斐赏咚節(jié)舛瘸蕖Ｒ虼藢ν咚雇蝗辉黾忧闆r需提早進(jìn)行預(yù)判，從而提前對風(fēng)機(jī)功率進(jìn)行調(diào)節(jié)以達(dá)到稀釋瓦斯的作用。，打眼、放炮過程為瓦斯涌出突變階段，其他時間段為瓦斯涌出平緩階段。如果瓦斯?jié)舛韧蝗辉黾佣{(diào)節(jié)裝置存在滯后性，會造成工作面瓦斯?jié)舛人查g超限，所以需對巷道掘進(jìn)工序進(jìn)行預(yù)判，提前進(jìn)行調(diào)節(jié)，以避免工作面瓦斯超限。4風(fēng)機(jī)節(jié)能計算陜西中能有限責(zé)任公司袁大灘煤礦井下施工11201運(yùn)輸順槽。該巷道設(shè)計為矩形斷面，寬高為4200mm3700mm。支護(hù)形式采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)。巷道采用綜掘機(jī)作業(yè)，工作面作業(yè)時最大瓦斯?jié)舛葹?.6%，最低瓦斯?jié)舛?.2%。作業(yè)面配備1臺FBDNO8.0255kW型局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行供風(fēng)。該風(fēng)機(jī)在正常條件下均以55kW功率作業(yè)。在低瓦斯?jié)舛葧r造成有效功率的浪費(fèi)。為此，該礦技術(shù)人員引進(jìn)了一套變頻調(diào)節(jié)裝置與風(fēng)機(jī)聯(lián)網(wǎng)，當(dāng)瓦斯?jié)舛冉抵?.4%以下時，該風(fēng)機(jī)作業(yè)功率為30kW左右，大大節(jié)省了用電量。該風(fēng)機(jī)每年節(jié)省電費(fèi)計算如下：（1）風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行時。一級電機(jī)參數(shù)：電壓0.66kV；電流60.14A；功率因數(shù)0.8。二級電機(jī)讀數(shù)：電壓0.66kV；電流60.14A；功率因數(shù)0.8。（2）變頻運(yùn)行時。一級電機(jī)參數(shù)：電壓0.66kV；電流30.12A；功率因數(shù)0.96。二級電機(jī)讀數(shù)：電壓0.66kV；電流30.12A；功率因數(shù)0.96。（3）節(jié)能計算。工頻運(yùn)行時：Pa=P1+P2式中：Pa為局部通風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行時總有功功率；P1為局部通風(fēng)機(jī)一級電機(jī)有功功率；P2為局部通風(fēng)機(jī)二級電機(jī)有功功率。根據(jù)功率計算公式計算，Pa=110kW。變頻運(yùn)行時：Pb=P3+P4式中：Pb為局部通風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行時總有功功率；P3為局部通風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行時一級電機(jī)有功功率；P4為局部通風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行時二級電機(jī)有功功率。根據(jù)功率計算公式計算，Pb=66kW。節(jié)電率：n=（Pa-Pb）/Pa式中：n為節(jié)電率；Pa為局部通風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行時總有功功率；Pb為局部通風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行時總有功功率。經(jīng)計算，節(jié)電率為40%。年節(jié)電量=（Pa-Pb）24365=4424365=385440（kWh）以現(xiàn)行電價0.53元/kWh計算，1臺255kW局部通風(fēng)機(jī)1a節(jié)約電費(fèi)為20.4萬元。5結(jié)論通過對巷道瓦斯涌出來源及各工序瓦斯涌出情況分析并結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證，該技術(shù)是當(dāng)前較為經(jīng)濟(jì)合理又有創(chuàng)新的一種通風(fēng)方式，可用于礦井基建及生產(chǎn)時期，其操作簡單，設(shè)備故障率低，經(jīng)濟(jì)效益好，有一定的實(shí)用性。參考文獻(xiàn)1張國樞.通風(fēng)安全學(xué)M.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2004.2王勇.礦井局部通風(fēng)機(jī)變頻控制方法的探討J.硅谷，2014，7（14）：49-50.