煤矿安全监控系统风电瓦斯闭锁的实现

摘要：主要论述利用煤矿安全监控系统实现风电瓦斯闭锁的方法，双风机双电源同能力的对旋风机的闭锁控制和采煤工作面的瓦斯闭锁控制的具体实现，为“一通三防”管理，尤其是瓦斯涌出量大、长距离供风掘进工作面的通风安全提供了保证。

关键词：安全监控系统；风电闭锁；瓦斯闭锁；双风机；掘进工作面通风

目前铁煤集团各矿掘进工作面均装备了双对旋风机并使用双回路电源供电，实现了主、备局部通风机自动切换，所采用的自动转换开关为QBZ-120/660V双风机双电源4回路自动切换组合开关，该开关的投用，使主、备局部通风机控制相对独立，互为备用，省去风机自动切换装置的所有接线。并且可以单级风机使用，也可以双级风机使用，当主局部通风机开关故障或上级停电时备用局部通风机开关自动延时后启动，备用局部通风机自动投入运行，可靠性远远高于目前所使用的单体式控制开关，可以提高局部通风机供电的可靠性和综合自动化水平，杜绝无计划停电停风并防止了风筒的损坏，该开关与北京康斯培克KJ31N煤矿安全监控系统配合使用，实现了以科技保安全促生产的目标。大平煤矿的矿井安全监控系统型号为KJ31N，是加拿大康斯培克公司的S800煤矿工业监控系统。根据《煤矿安全规程》规定，大平煤矿采用KJ31N的P2782区域控制器来执行逻辑功能控制，采用断电控制器DJS-3来完成断电闭锁，该断电器具有故障闭锁功能，可输出3路断电触点，易实现多路断电控制，使用方便，现将掘进工作面风电瓦斯闭锁与综采工作面瓦斯闭锁实现的方法分别介绍。

1掘进工作面的闭锁实现

掘进巷道局部通风机开关QBZ-120/660V配电点处，安设1台区域控制器、DJS-3断电器和为其提供本安电源的P5000干线扩展器，其660V电源取自备用风机开关电源侧，分别在主、备局部通风机电缆上安装开停传感器，将开停触点信号接入区域控制器开关量输入端子，并按《煤矿安全规程》规定的位置，在掘进工作面和回风流安设甲烷传感器，DJS-3断电器使用3路输出，由区域控制器提供驱动信号，。当主风机停止运转时，开停传感器输送给P2782区域控制器1个报警信号，P2782主板上的AT89C52微处理单片机根据EPROM预设的逻辑程序，输出高电平驱动本机声光报警器发出声光报警，当主风机恢复运转时声光报警器恢复正常。

1）风电闭锁。当主局部通风机停止运转备局部通风机自动启动时，主局部通风机同时通过风电联锁接线（18.19端子），断开受控工作面总电源开关BGL并闭锁。

2）瓦斯闭锁。第1路采用常开触点串接进入掘进巷道BGL高压总开关的监视回路中（风电联锁线），当监测设备工作正常，常开触点反转闭合，受控开关才能正常合闸送电，当工作面瓦斯浓度达到1.5%或回风流瓦斯浓度达到1.0%时，区域控制器K1控制断电器常开触点由闭合变为断开，切断BGL电源总开关，当瓦斯浓度恢复1.0%以下时，断电器常开触点由断开变为闭合，自动解锁，跟班电工才能手动送电。当该区域监控设备出现故障或失电时，断电器常开触点由闭合变为断开，切断BGL电源总开关，当设备恢复正常1min后，断电器常开触点由断开变为闭合，自动解锁。

3）风电瓦斯闭锁。另外2路采用常闭触点，断电器2路常闭触点分别接在QBZ-120主、备断电跳闸控制回路中，当工作面或回风瓦斯浓度达到3.0%时且主、备局部通风机同时停止运转时，区域控制器K3、K4控制断电器2路常闭触点由闭合变为断开，再想启动风机，主、备局部通风机均不能启动，必须通过人工解锁装置人工解锁才能起动；当瓦斯浓度降到复电值以下时，断电器常闭触点由断开变为闭合，自动解锁；同时也实现了故障闭锁不控制局部通风机的要求（K3、K4不受故障闭锁控制），防止因为监控设备故障影响局部通风机的正常运转。

4）被串掘进风机前。被串风机前5m处安设1台甲烷传感器，并接入该掘进区域控制器的设备6模入口。当被串风机前瓦斯浓度达到0.5%时，区域控制器K1控制断电器常开触点由闭合变为断开，切断被串BGL电源总开关，当瓦斯浓度恢复0.5%以下时，断电器常开触点由断开变为闭合，自动解锁，跟班电工才能手动送电。当该区域监控设备出现故障或失电时，断电器常开触点由闭合变为断开，切断BGL电源总开关，当设备恢复正常1min后，断电器常开触点由断开变为闭合，自动解锁。当被串风机前瓦斯浓度达到1.5%时，区域控制器K3、K4控制断电器2路常闭触点由闭合变为断开，主局部通风机开关与备用局部通风机开关跳闸断电，主、备局部通风机同时停止运转，防止高浓度瓦斯吸入局部通风机并涌入被串工作面，当瓦斯浓度降到复电值以下时，断电器常闭触点由断开变为闭合，自动解锁。同时也实现了故障闭锁不控制局部通风机的要求（K3、K4不受故障闭锁控制），防止因为监控设备故障影响局部通风机的正常运转。

以上均为K3、K4不接QBZ120的启动辅助回路，采用直接断QBZ120断电跳闸回路方式，这样做的好处是不必改动风机开关启动辅助回路联线，但是对监控设备的控制功能及可靠性要求高。如果风电瓦斯闭锁触点接QBZ120启动回路，前提条件QBZ120的启动回路联线要改动，因为K3被占用，所以只有在被串风机前另增设1台区域控制器及1台DJS-3三路断电器，串联风风机前甲烷传感器接入新增设的区域控制器的设备6模入口，区域控制器K1控制断电器常开触点串入被串掘进工作面的风电联锁回路，另外2路采用常闭触点，断电器2路常闭触点分别接在QBZ-120主、备断电跳闸控制回路中，由区域控制器K3、K4控制，并按上述方法实现.

2采煤工作面的断电实现

整个采煤工作面采用了1台区域控制器，将P2782区域控制器和1台DJS-3断电器安设在回风巷联络道新鲜风流中，P5000干线扩展器和DJS-3断电器使用的660V电源与移动泵电源共用KBS－GZY-315变压器，用P2782区域控制器本身的开关量输出信号（高低电平信号）控制DJS-3三路断电器1个继电器的1路触点，此触点串接在BGL高压开关的监视回路中，控制进入回风巷的1台BGL高压总开关。另外在运输巷机电硐室处与P2782区域控制器连接1台P5003多功能信号转接器，用P5003多功能信号转接器2个开关量输出信号（高低电平信号）控制1台DJS-3三路断电器2个继电器的2路触点，此触点分别串接在2台BGL高压开关的监视回路中，分别控制进入采煤运输巷和工作面的2个BGL高压总开关，采用常开触点串接进入掘进巷道BGL高压总开关的监视回路中，当监测设备工作正常，常开触点反转闭合，受控开关才能正常合闸送电，当工作面瓦斯浓度达到1.5%或回风流瓦斯浓度达到1.0%时，断电器常开触点由闭合变为断开，切断BGL电源总开关，当瓦斯浓度恢复1.0%以下时，断电器常开触点由断开变为闭合，自动解锁，跟班电工才能手动送电。当该区域监控设备出现故障或失电时，断电器常开触点由闭合变为断开，切断BGL电源总开关，当设备恢复正常1min后，断电器常开触点由断开变为闭合，自动解锁。按照《煤矿安全规程》规定的安设位置，在采煤工作面上隅角、工作面、回风处安设甲烷传感器，当任意1台传感器达到《煤矿安全规程》规定的断电值时或监测设备发生时，P2782区域控制器控制DJS-3时3路断电器切断回风巷、运输巷、工作面的总电源并闭锁，当一切正常后自动解锁，需人工送电。矿用隔爆开关的型号很多，但开关的原理大同小异，原则如上所述，根据控制原则灵活应用，对所控制的开关进行闭锁控制即可。为了保证系统的可靠性，又配以馈电传感器，来监测执行情况，利用安全监控系统灵活强大的功能，完成了就地断电、异地断电和地面摇控，特别是长距离通风的掘进工作面，更是必不可少的。

3结语

采用安全监控设备实现采、掘工作面的瓦斯、电闭锁及风、电、瓦斯闭锁，既简单又可靠，保证井下作业地点瓦斯超限能够及时切断作业地点的供电电源，保障井下作业人员的生命安全及公司的资产不受损失，安全监控系统对保证矿井安全起着人工无法替代的作用。

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作者:罗正时 单位:辽宁铁法能源有限责任公司