煤矿主通风机监控系统设计.pdf

2 0 1 4年第 1 0期 童 瞒蕉 斜技 8 5 煤矿主通风机监控系统设计 章鲁浩，徐琪 ，张 阔 山东新 巨龙能源有限责任公司，山东 巨野2 7 4 9 0 0 摘要该 文描 述 了煤矿主通风机监控 系统的设 计。该监控 系统一方 面对通风机 完成启停 控制 ；另一方面对通风机运行状 态进行 实时监 测， 当风机运行发生故障 时，按 照既定程序保护风机本体不 受损伤 并不影响井下正常通风。同时 系统引入 了 “ 二级 变频软启动 器”，优化 了风机的启动性能 。 关键词煤矿通风机组态王软启动P L C 0 1t fl 类号T D7 2 4 文献标识码A d o i 1 0 ． 3 9 6 9／j ． i s s n ． 1 0 0 5 2 8 0 1 ． 2 0 1 4 ． 1 0 ． 3 8 De s i g n o f t he M o ni t or i ng a nd Con t r o l l i ng of The M a i n Ve n t i l a t o r o f Co a l M i ne Z h a n g L u - h a o ， Xu Qi ， Z h a n g Ku o S h a n d o n g Ne w D r a g o n E n e r g y L i mi t e d L i a b i l i t y C o m p a n y , S h a n d o n g J u y e 2 7 4 9 0 0 Abs t r a c t Th i s p a p e r d e s c r i b e s a d e s i g n o f t h e mo n i t o r i n g a n d c o n t r o l l i n g o f t h e ma i n v e n t i l a t o r o f c o a l mi n e ． On t h e o n e h a n d ， t h e mo n i t o ri n g a n d c o n t r o l l i n g s y s t e m p l a y e d t h e s t a r t s t o p c o n tro l o f the ma i n v e n t i l a t o r , o n t h e o t h e r h a n d ， t h e s y s t e m mo n i t o rin g the m a i n v e n t i l a t o r s r u n ni n g s t a t e ． I t c a r l p r o t e c t t h e v e nti l a t o r f r o m b e i n g d a ma g e d a n d d o e s n o t a ffe c t the n o r ma l v e nti l ati o n wh e n th e v e n t i l a t o r r t mn i n g wi th f a u l t ． At th e s a m e t i me ， s y s t e m i n t r o d u c e d the ’ ’t wo s t a g e i n v e rte r ”s o f t s t a rt． a n d i t o p t i mi z e t h e s t a r t i n g p e r f o r m a n c e o f t h e v e nti l a t o r ． Ke y wo r d s c o a l mi n e m a i n v e n t i l a t o r k i n g v i e w s o ft s t a rt P L C 1 通风机 系统构成 龙蝈煤矿北风井通风机系统采用两套轴流通风 机 ， 一用一备。 风机部件主要有三大类 ， 包括静态件、 旋转件和辅助设备。其中，静态件有七件，进气箱、 叶轮机壳 、扩散器、联轴器护罩、滑轨、滑座和刹 车装置； 旋转件有八件 ， 主电机、 联轴器 、 主轴承组、 轮 毂 、叶 片 、液压缸 、旋转油 封和液压 调节装 置 ； 辅助设备主要是液压油站 、润滑油站和密封风机。 风机依靠调节叶片角度来调节通风量的大小。润滑 站同时为风机主轴承和电动机驱动侧和非驱动侧轴 承提供润滑，保护轴承。每套风机主扇由一台交流 鼠笼 1 0 k V电动机拖动，电机额定功率 3 0 0 0 k W，电 动机启动方式采用二级变频软启动。 2 系统控制实现 通 风机控 制 系统 主要包 括主 电机控制 、辅 助设 备控制和系统控制。 收稿 日期2 0 1 4 0 6 ～ 2 7 作者简介章鲁浩 1 9 8 6 一，男，汉族，硕士研究生，o h ms - 程师，从事煤矿大型机电设备相关技术工作。 2 ． 1 主 电机控 制 主电机所需供 电电源电压 1 0 k V，从高压柜经 过软启动器提供。软启动器采用荣信公司型号为 V F S A F 3 0 0 0 B I的高压有级变频软启动装置。主 接线图如图 1 所示，图中Q F 1 为高压有级变频软启 动装置的进线断路器 ，K M2为高压有级变频软启动 装置的旁路接触器，图中虚线部分为高压有级变频 软启动装置 包括功率单元、控制单元、旁路等 ， M 为高压电机。 A R 图 1 软 启动 主接 线图 当风机启动时，首先合上进线断路器 Q F 1 ，软 启动得电，软启动通过调整输出可控硅触发脉冲， 8 8 始蒺 科技 2 0 14 年 第 1 0 期 计算得煤柱工作面每 日所需防灭火材料最大值 为 3 1 m ／ d 。 2 水灰比的确定 水灰 比防灭火材料按照配比为 1 ． 8 6 1 ，取 0 I ． 8 6 。 3 每 E t 制浆用水量 Q水 O Q实 1 ． 8 6 3 1 5 8 m ／ d 4 每小时灌浆量 每天 2 班灌浆 ，每班 5 h计算 Q浆 Q水 Q ／ 6 则 Q浆 3 1 5 8 ／ 6 1 5 m ／ h 5 料浆容重 y y 水 Q水 T Q／ Q水 Q土 1 5 8 1 ． 4 3 1 ／ 5 8 3 1 1 ． 1 4 t ／ m3 2 ． 2 灌浆管道计算 灌浆对浆液流速的要求是能够保证浆中固体 颗粒在输送过程中能够J I , N流动而不要沉淀在管 中，以致发生堵管事故。 保证浆液中的固体颗粒在输送过程中能够顺利 流动而不沉淀或发生堵管的最小平均流速称为临界 流速 。临界流速可 以查表得出。 灌浆干管直径计算一般是先根据临界流速计算 出管径 ，然后再反过来验算实际流速，使之略大于 临界流速，以保证浆液的输送和获得最经济的管径。 1 管径计 算 ， 1『 Q ， 3 0 、 『 ；r v o 式中 d一管径，m； Q j 一 小时灌浆量 ，m ／ h ； 一 临界流速 ，取 1 ． 2 m ／ s 。 经计算d 0 ． 0 6 6 5 m。 参 照临界 流速表 初步选 定管径 为 7 0 mm。根 据 灌浆压力，选用 I 7 0 3 r n l T l 普通无缝钢管。 2 校验实际流速 v 4 Q ／ 3 6 o o zc d 2 经计算 v l - 3 m ／ s 。 按要求 v1 2 0 ，符合要求。 2 _ 3 灌浆方式确定 我 国煤矿采用的预防性灌浆的方法大体有采前 灌浆 、随采随灌 、采后灌浆等 3 种类型。 根据该矿的生产接续安排 ，矿井采用随采随灌 的方式。随着 回采工作面的推进，同时向采空区灌 浆。每 日2班灌浆；每班纯灌浆 3 h 。工作面埋管灌 浆示意图如图 1 所示 。 2 ． 4 灌浆系统组成 灌浆 系 统主要 由灌 浆 站配 备 的 2台流量 为 1 9 ． 2 m ／ h的煤矿用液压注浆泵 一用一备。电压 1 1 4 0 V／ 6 6 0 V，最 大流量 3 2 0 L ／ mi n ，压力 1 0 MP a ， 输入功率 3 7 k W 、2台 1 ． 2 m 的搅拌机、输浆管网、 储料台等部分组成。注浆站为长度 1 5 m，宽度 4 ． 5 m 的硐室，其设备布置如图2所示。 图2 灌浆站设备布置图 3 结 语 煤 炭 自然发火是煤 矿主要 灾害之一 ，严重 威胁 着矿井的安全生产。采用粉煤灰胶结注浆防灭火材 料 ，浆体胶固之后能够粘附于煤体之上 ，有效地隔 绝空气与煤体的接触，达到防灭火的目的。同时， 防灭火材料对环境无污染 ，减少了电厂粉煤灰对环 境的污染 ，变废为宝 ，保护了土地资源。 上接 第 8 6页 【 参考文献 】 [ 1 ] 任子晖，姚正华，岳明道 ，等 ． 基于 P L C和组态 软件的矿井主扇风机监控 系统 [ J ]．自动化技术 与应用 ，2 0 0 7 ，2 6 9． [ 2] 王启立，胡亚非，熊建军 ． 基于可编程控制器的 煤矿主通风机监控 管理 系统 [ J ]． 煤炭 工程， 2 0 0 7 ，2 2 7 9 4 9 6 ． [ 3 ] 郭荣祥，马和平，马磊 ． 基于欧姆龙 P L C与分布 式 I ／ O模块的水厂无线遥控系统研究和设计 [ J ] ． 化工 自动化及仪表，2 0 1 1 ，3 8 67 4 2 7 4 6 ．