礦用局部通風(fēng)機安全管理技術(shù)措施
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［摘要］為了避免礦井通風(fēng)系統(tǒng)紊亂，保證礦用局部通風(fēng)機安全高效運轉(zhuǎn)，降低通風(fēng)機事故率，大同煤礦集團(tuán)虎龍溝煤礦通過技術(shù)研究，分析了礦用局部通風(fēng)機在使用過程中存在的主要問題，并提出切實可行的技術(shù)和管理解決措施，有效提高了風(fēng)機安全穩(wěn)定性，降低了風(fēng)機事故率。
［關(guān)鍵詞］通風(fēng)設(shè)備；安全管理；問題分析；措施研究
1概述
大同煤礦集團(tuán)虎龍溝煤礦目前采掘工作面布置在井田一盤區(qū)，回采5#煤層。盤區(qū)內(nèi)共布置4個掘進(jìn)工作面，2個回采工作面。掘進(jìn)工作面采用局部通風(fēng)機供風(fēng)方式，局部通風(fēng)機功率為55kW。由于受生產(chǎn)條件、風(fēng)機安裝質(zhì)量以及檢修維護(hù)水平等限制，礦井內(nèi)局部通風(fēng)機在使用期間經(jīng)常出現(xiàn)故障。該礦事故統(tǒng)計報告顯示，2016年共計發(fā)生9起機電事故，其中局部通風(fēng)機事故5起，占總事故率的55.5%，造成煤礦直接損失達(dá)82.7萬元。對此，虎龍溝煤礦通過技術(shù)研究，對礦用局部通風(fēng)機在日常使用期間存在的主要問題進(jìn)行分析，并根據(jù)實際情況采取相應(yīng)對策措施，確保掘進(jìn)工作面安全穩(wěn)定通風(fēng)。
2礦用通風(fēng)機使用過程中存在的主要問題
（1）電機散熱問題。礦用通風(fēng)機電動機與驅(qū)動輪直接連接且位置固定不變。由于礦井內(nèi)風(fēng)塵及瓦斯?jié)舛雀?，風(fēng)機在運轉(zhuǎn)時散熱相對較慢［1］，當(dāng)通風(fēng)機長期運轉(zhuǎn)時，其電動機溫度不斷升高，最終導(dǎo)致電動機燒毀，影響通風(fēng)機安全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。（2）風(fēng)機螺栓連接不牢固。風(fēng)機在對接安裝時由于安裝不規(guī)范、安裝人員專業(yè)技術(shù)水平有限等，導(dǎo)致風(fēng)機零部件間螺栓連接不牢固，而風(fēng)機在運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生振動，從而出現(xiàn)螺栓脫落、螺栓與零部件磨損等現(xiàn)象，降低了風(fēng)機安全性能，影響風(fēng)機正常運轉(zhuǎn)。如對旋局部通風(fēng)機二級電動機端法蘭與支承固定環(huán)之間連接螺栓經(jīng)常出現(xiàn)松動，導(dǎo)致葉輪在轉(zhuǎn)動時振動加大，葉輪與風(fēng)機外罩產(chǎn)生碰撞摩擦，加大電動機負(fù)荷，長期運轉(zhuǎn)會導(dǎo)致電動機燒毀。（3）風(fēng)機閉鎖、自動切換功能失效。采掘工作面局部通風(fēng)機在運轉(zhuǎn)過程中，必須能夠高靈敏度實現(xiàn)“三閉鎖”及自動切換功能，但是在實際煤礦生產(chǎn)中由于風(fēng)機開關(guān)聯(lián)鎖功能失效、風(fēng)機配套感應(yīng)器故障以及風(fēng)機自動化水平低等原因，風(fēng)機運轉(zhuǎn)時若出現(xiàn)故障、瓦斯超限、風(fēng)量不足，對工作面設(shè)備動力電源無法實現(xiàn)閉鎖作用［2］，主風(fēng)機出故障時無法正常切換，從而造成煤礦重大安全事故發(fā)生，如瓦斯爆炸、火災(zāi)等。（4）風(fēng)機使用壽命短。由于風(fēng)機在安裝時，安裝質(zhì)量不合格以及后期檢修維護(hù)不到位，造成風(fēng)機運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生逆向推力，從而加大了軸承摩擦力，出現(xiàn)抱軸現(xiàn)象，電動機負(fù)荷加大，定子繞組燒毀等，大大降低了風(fēng)機使用壽命。（5）風(fēng)機自動化監(jiān)測水平低。由于風(fēng)機自動化監(jiān)測水平低，風(fēng)機在檢修維護(hù)時完全靠人工觀察，無法全面對風(fēng)機進(jìn)行檢修，特別是位于風(fēng)機內(nèi)部的葉輪，受化學(xué)物質(zhì)腐蝕及運轉(zhuǎn)摩擦影響，葉輪表面產(chǎn)生裂紋，在檢修時很難被發(fā)現(xiàn)。受損葉輪若不及時更換，會造成葉輪斷裂，致使通風(fēng)機供風(fēng)風(fēng)壓、風(fēng)量不足，威脅著煤礦安全生產(chǎn)。（6）風(fēng)機電機燒毀。風(fēng)機安裝前未嚴(yán)格按照供風(fēng)線路長度、供風(fēng)風(fēng)量合理選擇風(fēng)機型號，同時風(fēng)機供電時未嚴(yán)格執(zhí)行“三?！惫╇娨?，致使供電電壓不穩(wěn)定，風(fēng)機運轉(zhuǎn)時負(fù)荷嚴(yán)重，從而造成風(fēng)機電機繞組絕緣電阻降低、絕緣短路等，嚴(yán)重時燒毀電機。
3采取對策措施
（1）完善管理制度。煤礦企業(yè)應(yīng)完善通風(fēng)機管理制度，加大風(fēng)機安全管理力度，發(fā)現(xiàn)隱患及時處理；同時在日常管理中應(yīng)提高風(fēng)機管理人員專業(yè)知識水平，管理、檢修人員能夠熟練掌握風(fēng)機結(jié)構(gòu)及工作原理，對于風(fēng)機常見故障能夠快速處理，從而減少風(fēng)機故障，提高風(fēng)機使用壽命。（2）提高風(fēng)機散熱功能。傳統(tǒng)風(fēng)機電動機密封在風(fēng)機罩內(nèi)，且風(fēng)流中含有瓦斯、風(fēng)塵等，完全靠風(fēng)流散熱作用小，所以可改變風(fēng)機結(jié)構(gòu)，讓風(fēng)機電動機實現(xiàn)半密封狀態(tài)，即采用電動機隔離防護(hù)裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的密封罩。隔離防護(hù)罩主要由瓦斯過濾器、風(fēng)塵濾膜以及通風(fēng)護(hù)罩等部分組成，風(fēng)流進(jìn)入風(fēng)機內(nèi),部分風(fēng)流進(jìn)入隔離防護(hù)罩后經(jīng)瓦斯過濾器及濾塵膜作用，再進(jìn)入風(fēng)機護(hù)罩內(nèi)，從而起到風(fēng)流降溫作用。（3）引進(jìn)新技術(shù)、新設(shè)備。一是安裝無時差自動切換聯(lián)鎖裝置。傳統(tǒng)煤礦通風(fēng)機在切換時存在5~10s停風(fēng)時間段，對于高瓦斯礦井，風(fēng)機存在切換時差很容易造成工作面瓦斯集聚，甚至發(fā)生重大煤礦安全事故。所以可通過安裝無時差自動切換聯(lián)鎖裝置，代替?zhèn)鹘y(tǒng)切換裝置。該裝置主要通過PLC控制柜及聯(lián)鎖開關(guān)控制，當(dāng)主副風(fēng)機進(jìn)行切換時，主風(fēng)機在未接收到副風(fēng)機完全開啟信號之前仍處于正常供風(fēng)狀態(tài)，副風(fēng)機完全開啟且穩(wěn)定運轉(zhuǎn)后，通過聯(lián)鎖作用切斷主風(fēng)機電源。二是采用超聲波無損檢測技術(shù)對風(fēng)機葉輪進(jìn)行檢測。超聲波無損檢測技術(shù)主要是利用超聲波發(fā)射器對葉輪發(fā)出聲波，使聲波從葉輪截面穿過，當(dāng)葉輪有裂紋或內(nèi)部有損傷時，經(jīng)反射作用形成不同脈沖圖像，然后根據(jù)圖像分析處理葉輪損傷位置。（4）強化風(fēng)機“三專”管理，提高風(fēng)機“三閉鎖”作用。①礦用通風(fēng)機必須具有獨立的“三專”供電系統(tǒng)，風(fēng)機供電前必須進(jìn)行準(zhǔn)確計算，應(yīng)根據(jù)風(fēng)機功率合理選擇變壓器容量、供電開關(guān)以及供電電纜截面積等，在“三?！惫╇姇r嚴(yán)禁接入其它分支供電負(fù)荷，避免因風(fēng)機供電不穩(wěn)定而造成電機燒毀事故發(fā)生。②風(fēng)機安裝后必須對各保護(hù)裝置進(jìn)行動作實驗，特別是風(fēng)電閉鎖器、瓦斯電閉鎖器、故障閉鎖器必須確保動作靈敏可靠，定期對“三閉鎖”保護(hù)裝置進(jìn)行調(diào)校，發(fā)現(xiàn)故障時必須及時更換。（5）建立完善風(fēng)機故障檢測系統(tǒng)。①通過安裝故障檢測系統(tǒng)實時對風(fēng)機故障檢測。該系統(tǒng)主要由風(fēng)機性能檢測儀、傳感器、聯(lián)鎖開關(guān)、PLC控制柜、主機系統(tǒng)等部分組成。②當(dāng)風(fēng)機出現(xiàn)故障時，風(fēng)機性能監(jiān)測儀直接將故障信號傳遞至PLC控制柜，故障信號經(jīng)處理后及時將電源“關(guān)閉”、傳遞至主副風(fēng)機200A聯(lián)鎖開關(guān)，此時主風(fēng)機停止運轉(zhuǎn)，副風(fēng)機開啟，同時通過系統(tǒng)自檢功能及時查找風(fēng)機故障源及故障地點，并上傳至主機系統(tǒng)。
4結(jié)語
大同煤礦集團(tuán)虎龍溝煤礦通過技術(shù)研究，對礦用局部通風(fēng)機存在的主要問題進(jìn)行合理分析，并提出了有效對策措施。實際應(yīng)用效果表明，采取措施后2017年該礦未發(fā)生一起風(fēng)機事故，節(jié)約維修費用達(dá)50余萬元，保證了掘進(jìn)工作面通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性及通風(fēng)安全性，提高了風(fēng)機使用壽命，取得了顯著的安全、經(jīng)濟效益。
［參考文獻(xiàn)］
［1］劉永鵬.煤礦通風(fēng)設(shè)施安全管理探討［J］.機械管理開發(fā)，2017（7）：159-160.
［2］郝利嘉.在煤礦通風(fēng)機葉片上無損檢測技術(shù)的運用［J］.能源與節(jié)能，2015（5）：139-140.
作者:陳軍 單位：大同煤礦集團(tuán)虎龍溝煤礦
