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浅谈矿用通风机安全管理技术措施

2019/07/02 阅读:

[摘要]为了避免矿井通风系统紊乱,保证矿用局部通风机安全高效运转,降低通风机事故率,大同煤矿集团虎龙沟煤矿通过技术研究,分析了矿用局部通风机在使用过程中存在的主要问题,并提出切实可行的技术和管理解决措施,有效提高了风机安全稳定性,降低了风机事故率。

[关键词]通风设备;安全管理;问题分析;措施研究

1概述

大同煤矿集团虎龙沟煤矿目前采掘工作面布置在井田一盘区,回采5#煤层。盘区内共布置4个掘进工作面,2个回采工作面。掘进工作面采用局部通风机供风方式,局部通风机功率为55kW。由于受生产条件、风机安装质量以及检修维护水平等限制,矿井内局部通风机在使用期间经常出现故障。该矿事故统计报告显示,2016年共计发生9起机电事故,其中局部通风机事故5起,占总事故率的55.5%,造成煤矿直接损失达82.7万元。对此,虎龙沟煤矿通过技术研究,对矿用局部通风机在日常使用期间存在的主要问题进行分析,并根据实际情况采取相应对策措施,确保掘进工作面安全稳定通风。

2矿用通风机使用过程中存在的主要问题

(1)电机散热问题。矿用通风机电动机与驱动轮直接连接且位置固定不变。由于矿井内风尘及瓦斯浓度高,风机在运转时散热相对较慢[1],当通风机长期运转时,其电动机温度不断升高,最终导致电动机烧毁,影响通风机安全稳定运转。(2)风机螺栓连接不牢固。风机在对接安装时由于安装不规范、安装人员专业技术水平有限等,导致风机零部件间螺栓连接不牢固,而风机在运转时会产生振动,从而出现螺栓脱落、螺栓与零部件磨损等现象,降低了风机安全性能,影响风机正常运转。如对旋局部通风机二级电动机端法兰与支承固定环之间连接螺栓经常出现松动,导致叶轮在转动时振动加大,叶轮与风机外罩产生碰撞摩擦,加大电动机负荷,长期运转会导致电动机烧毁。(3)风机闭锁、自动切换功能失效。采掘工作面局部通风机在运转过程中,必须能够高灵敏度实现“三闭锁”及自动切换功能,但是在实际煤矿生产中由于风机开关联锁功能失效、风机配套感应器故障以及风机自动化水平低等原因,风机运转时若出现故障、瓦斯超限、风量不足,对工作面设备动力电源无法实现闭锁作用[2],主风机出故障时无法正常切换,从而造成煤矿重大安全事故发生,如瓦斯爆炸、火灾等。(4)风机使用寿命短。由于风机在安装时,安装质量不合格以及后期检修维护不到位,造成风机运转时会产生逆向推力,从而加大了轴承摩擦力,出现抱轴现象,电动机负荷加大,定子绕组烧毁等,大大降低了风机使用寿命。(5)风机自动化监测水平低。由于风机自动化监测水平低,风机在检修维护时完全靠人工观察,无法全面对风机进行检修,特别是位于风机内部的叶轮,受化学物质腐蚀及运转摩擦影响,叶轮表面产生裂纹,在检修时很难被发现。受损叶轮若不及时更换,会造成叶轮断裂,致使通风机供风风压、风量不足,威胁着煤矿安全生产。(6)风机电机烧毁。风机安装前未严格按照供风线路长度、供风风量合理选择风机型号,同时风机供电时未严格执行“三专”供电要求,致使供电电压不稳定,风机运转时负荷严重,从而造成风机电机绕组绝缘电阻降低、绝缘短路等,严重时烧毁电机。

3采取对策措施

(1)完善管理制度。煤矿企业应完善通风机管理制度,加大风机安全管理力度,发现隐患及时处理;同时在日常管理中应提高风机管理人员专业知识水平,管理、检修人员能够熟练掌握风机结构及工作原理,对于风机常见故障能够快速处理,从而减少风机故障,提高风机使用寿命。(2)提高风机散热功能。传统风机电动机密封在风机罩内,且风流中含有瓦斯、风尘等,完全靠风流散热作用小,所以可改变风机结构,让风机电动机实现半密封状态,即采用电动机隔离防护装置代替传统的密封罩。隔离防护罩主要由瓦斯过滤器、风尘滤膜以及通风护罩等部分组成,风流进入风机内,部分风流进入隔离防护罩后经瓦斯过滤器及滤尘膜作用,再进入风机护罩内,从而起到风流降温作用。(3)引进新技术、新设备。一是安装无时差自动切换联锁装置。传统煤矿通风机在切换时存在5~10s停风时间段,对于高瓦斯矿井,风机存在切换时差很容易造成工作面瓦斯集聚,甚至发生重大煤矿安全事故。所以可通过安装无时差自动切换联锁装置,代替传统切换装置。该装置主要通过PLC控制柜及联锁开关控制,当主副风机进行切换时,主风机在未接收到副风机完全开启信号之前仍处于正常供风状态,副风机完全开启且稳定运转后,通过联锁作用切断主风机电源。二是采用超声波无损检测技术对风机叶轮进行检测。超声波无损检测技术主要是利用超声波发射器对叶轮发出声波,使声波从叶轮截面穿过,当叶轮有裂纹或内部有损伤时,经反射作用形成不同脉冲图像,然后根据图像分析处理叶轮损伤位置。(4)强化风机“三专”管理,提高风机“三闭锁”作用。①矿用通风机必须具有独立的“三专”供电系统,风机供电前必须进行准确计算,应根据风机功率合理选择变压器容量、供电开关以及供电电缆截面积等,在“三专”供电时严禁接入其它分支供电负荷,避免因风机供电不稳定而造成电机烧毁事故发生。②风机安装后必须对各保护装置进行动作实验,特别是风电闭锁器、瓦斯电闭锁器、故障闭锁器必须确保动作灵敏可靠,定期对“三闭锁”保护装置进行调校,发现故障时必须及时更换。(5)建立完善风机故障检测系统。①通过安装故障检测系统实时对风机故障检测。该系统主要由风机性能检测仪、传感器、联锁开关、PLC控制柜、主机系统等部分组成,如图1所示。②当风机出现故障时,风机性能监测仪直接将故障信号传递至PLC控制柜,故障信号经处理后及时将电源“关闭”、传递至主副风机200A联锁开关,此时主风机停止运转,副风机开启,同时通过系统自检功能及时查找风机故障源及故障地点,并上传至主机系统。

4结语

大同煤矿集团虎龙沟煤矿通过技术研究,对矿用局部通风机存在的主要问题进行合理分析,并提出了有效对策措施。实际应用效果表明,采取措施后2017年该矿未发生一起风机事故,节约维修费用达50余万元,保证了掘进工作面通风系统稳定性及通风安全性,提高了风机使用寿命,取得了显著的安全、经济效益。

[参考文献]

[1]刘永鹏.煤矿通风设施安全管理探讨[J].机械管理开发,2017(7):159-160.

[2]郝利嘉.在煤矿通风机叶片上无损检测技术的运用[J].能源与节能,2015(5):139-140.

作者:陈军 单位:大同煤矿集团虎龙沟煤矿

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