礦山巷道通風局扇自動化控制系統(tǒng)研究

王劍武

摘 要：該文針對礦山階段水平巷道通風存在的實際問題，闡述了實現(xiàn)通風局扇自動化控制的有效途徑與方法，為保證通風局扇工作安全，降低通風費用提供有益借鑒。

關(guān)鍵詞：巷道 局扇 自動化 控制

中圖分類號：TD724 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（a）-0050-02

礦山開拓與采礦需要掘進許許多多階段水平巷道，而一座礦山僅有幾個與地表直接連通的出口，或平硐、或斜井、或豎井。井下各階段水平通風問題是礦山必須要解決的制約生產(chǎn)的瓶頸。因此，加強礦井通風，供給井下充足的新鮮空氣，凈化作業(yè)環(huán)境，是提高施工效率，保證生產(chǎn)快速高效進行的必然選擇。通常，整個礦井的通風是以各階段水平為通風單元的聯(lián)合系統(tǒng)，而每一個階段水平的通風有其自身的相對獨立性。當前，各礦山階段水平通風普遍采用軸流式局扇作局部通風，爾后各階段水平排出的污濁空氣集中匯流到礦井總回風巷道排出井外，使之各階段水平形成一個聯(lián)合通風體系，從而保證整個礦井污風有去處，新風有來源，不至于產(chǎn)生礦井污風循環(huán)。

由此可見，階段水平通風是整個礦井通風的基礎(chǔ)和和前提。為保證階段水平通風效果，通常采用雙壓混合式方式，如圖1所示，而一般不采用單獨壓入式或壓出式。就整個礦山而言，用于礦井通風的軸流式局扇數(shù)量之多，運轉(zhuǎn)費用之大，可想而知。但從多年來各礦山的調(diào)研情況看，井下通風局扇的操控裝置比較簡單，電氣控制柜多數(shù)是單一的交流接觸器直接啟動控制，甚至有些礦山用簡易的三相閘刀控制（煤礦除外）。由于局扇工作條件惡劣，再加之爆破開啟后無人看管，通風達到安全規(guī)程標準后，不能及時關(guān)閉，基本上處于順其自然狀態(tài)。井下潮濕、爆破飛渣、供電異常、局扇葉輪銹蝕等各種原因，易引起局扇運轉(zhuǎn)異常，使之損壞，造成極大浪費及施工停頓。因而，有必要對局扇采取自動化控制，以解決這些問題。

近些年來，我部針對礦井獨頭通風問題，科研立項，組織攻關(guān)，研制出了DT-1型高效通風系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有控制局扇運轉(zhuǎn)的自動化功能，經(jīng)湖北省隨州市高莊民采金礦探礦坑道、湖北大冶市三鑫銅金礦開拓井巷、中金黃金公司河北峪耳崖金礦井下階段平巷和內(nèi)蒙古虎拉林礦區(qū)探礦平巷等礦山實地檢驗，性能穩(wěn)定，工作可靠，應(yīng)用前景良好。

1 局扇自動化控制系統(tǒng)工作原理

控制局扇的自動化控制系統(tǒng)，采用的是電動控制，整個系統(tǒng)設(shè)計配置了二套電氣自動化控制柜，如圖2、3所示。通過時間繼電器實現(xiàn)聯(lián)動并使用380V交流電源工作，以適應(yīng)局扇（1、2）的正常工作電壓，用于完成延時開啟、延時停止局扇通風功能。其工作原理如圖4所示。

工作面點炮后撤離時，接通控制系統(tǒng)時間繼電器1的電路，系統(tǒng)將按預定的延時時間在工作面炮眼全部響完后，首先自動啟動壓入局扇1（爆破后再啟動局扇，可防止飛渣和沖擊波對鼓脹起來風筒的破壞），此時，時間繼電器2、3開始通電工作，按預先設(shè)定好的延時時間，待壓入局扇1啟動起來運轉(zhuǎn)正常后，時間繼電器3輸出動作信號通過其外接的兩根導線傳輸?shù)介_關(guān)K去控制壓出局扇2的啟動。局扇2啟動后，時間繼電器4通電工作。通風達到地下礦山安全規(guī)程要求后，兩臺局扇按預先設(shè)定的延時時間分別由時間繼電器2、4控制同時停機。主電路中裝配有空氣開關(guān)、交流接觸器、熱繼電器，控制電路中裝配有熔斷器、啟動與停止按鈕、紅綠燈指示、熱繼電器的控制觸點和時間繼電器等，可對局扇起控制與保護作用。

兩臺控制柜既可以單獨使用，也可以實現(xiàn)連鎖，若要斷開兩臺局扇聯(lián)系，把開關(guān)K斷開即可。如果局扇單獨運行，可由自己控制回路的時間繼電器來實現(xiàn)控制。局扇的運轉(zhuǎn)既可以人工控制，也可以自動控制，當人工控制時，按下啟動按鈕，交流接觸器閉合局扇開始運轉(zhuǎn)，按下停止按鈕交流接觸器斷開局扇停轉(zhuǎn)，紅燈用于來電指示，綠燈用于運行指示。

當局扇出現(xiàn)故障自動停機后，在查明原因、排除故障的基礎(chǔ)上，可按下熱繼電器復位開關(guān)，重新啟動，必要時調(diào)整熱繼電器保護電流大小。

2 結(jié)語

在使用該系統(tǒng)時應(yīng)注意的問題是：系統(tǒng)所用控制電器應(yīng)與局扇額定功率和額定電壓相匹配，否則，將發(fā)生電氣事故。井下放置應(yīng)安全可靠，遠離水源，避開管道和其它電纜，與巷道底板保持一定距離，放置地點頂板應(yīng)穩(wěn)固，無漏水滴水，不阻礙通行，應(yīng)避免爆破飛渣沖擊損壞。

該系統(tǒng)具有短路、欠壓、缺相、過載保護功能，可有效保護局扇，避免發(fā)生突發(fā)事故損壞。使用靈活，即可連鎖以適應(yīng)雙壓混合式通風兩臺局扇距離較近的情況，也可分體以適應(yīng)單獨壓入式或單獨壓出式通風不需要同時控制兩臺局扇的情況。延時范圍寬，并可隨意設(shè)定，啟動延時0～999 s，停機延時0～99.9 min。若停機延時時間不足以滿足巷道通風要求，可更換延時范圍更寬的時間繼電器，方便易行。

該系統(tǒng)能可靠保證局扇安全運轉(zhuǎn)，提高使用效率，有效降低維修和通風費用，對促進礦山生產(chǎn)發(fā)揮良好作用，具有較大的推廣應(yīng)用價值。

參考文獻

[1] 汪德淇.礦井通風防塵[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1994.

[2] 陳際福，黃志強.掘進工程（第二分冊）[M].北京：地質(zhì)出版社，1994.

[3] 段玉春.最新電工技術(shù)手冊[M].呼和浩特：內(nèi)蒙古人民出版社，2009.

[4] 張虹.電工電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[5] （90）冶金環(huán)字第293號，冶金地下礦山安全規(guī)程[S].

[6] 編委會.機械設(shè)計手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，1983.endprint

摘 要：該文針對礦山階段水平巷道通風存在的實際問題，闡述了實現(xiàn)通風局扇自動化控制的有效途徑與方法，為保證通風局扇工作安全，降低通風費用提供有益借鑒。

關(guān)鍵詞：巷道 局扇 自動化 控制

中圖分類號：TD724 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（a）-0050-02

礦山開拓與采礦需要掘進許許多多階段水平巷道，而一座礦山僅有幾個與地表直接連通的出口，或平硐、或斜井、或豎井。井下各階段水平通風問題是礦山必須要解決的制約生產(chǎn)的瓶頸。因此，加強礦井通風，供給井下充足的新鮮空氣，凈化作業(yè)環(huán)境，是提高施工效率，保證生產(chǎn)快速高效進行的必然選擇。通常，整個礦井的通風是以各階段水平為通風單元的聯(lián)合系統(tǒng)，而每一個階段水平的通風有其自身的相對獨立性。當前，各礦山階段水平通風普遍采用軸流式局扇作局部通風，爾后各階段水平排出的污濁空氣集中匯流到礦井總回風巷道排出井外，使之各階段水平形成一個聯(lián)合通風體系，從而保證整個礦井污風有去處，新風有來源，不至于產(chǎn)生礦井污風循環(huán)。

由此可見，階段水平通風是整個礦井通風的基礎(chǔ)和和前提。為保證階段水平通風效果，通常采用雙壓混合式方式，如圖1所示，而一般不采用單獨壓入式或壓出式。就整個礦山而言，用于礦井通風的軸流式局扇數(shù)量之多，運轉(zhuǎn)費用之大，可想而知。但從多年來各礦山的調(diào)研情況看，井下通風局扇的操控裝置比較簡單，電氣控制柜多數(shù)是單一的交流接觸器直接啟動控制，甚至有些礦山用簡易的三相閘刀控制（煤礦除外）。由于局扇工作條件惡劣，再加之爆破開啟后無人看管，通風達到安全規(guī)程標準后，不能及時關(guān)閉，基本上處于順其自然狀態(tài)。井下潮濕、爆破飛渣、供電異常、局扇葉輪銹蝕等各種原因，易引起局扇運轉(zhuǎn)異常，使之損壞，造成極大浪費及施工停頓。因而，有必要對局扇采取自動化控制，以解決這些問題。

近些年來，我部針對礦井獨頭通風問題，科研立項，組織攻關(guān)，研制出了DT-1型高效通風系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有控制局扇運轉(zhuǎn)的自動化功能，經(jīng)湖北省隨州市高莊民采金礦探礦坑道、湖北大冶市三鑫銅金礦開拓井巷、中金黃金公司河北峪耳崖金礦井下階段平巷和內(nèi)蒙古虎拉林礦區(qū)探礦平巷等礦山實地檢驗，性能穩(wěn)定，工作可靠，應(yīng)用前景良好。

1 局扇自動化控制系統(tǒng)工作原理

控制局扇的自動化控制系統(tǒng)，采用的是電動控制，整個系統(tǒng)設(shè)計配置了二套電氣自動化控制柜，如圖2、3所示。通過時間繼電器實現(xiàn)聯(lián)動并使用380V交流電源工作，以適應(yīng)局扇（1、2）的正常工作電壓，用于完成延時開啟、延時停止局扇通風功能。其工作原理如圖4所示。

工作面點炮后撤離時，接通控制系統(tǒng)時間繼電器1的電路，系統(tǒng)將按預定的延時時間在工作面炮眼全部響完后，首先自動啟動壓入局扇1（爆破后再啟動局扇，可防止飛渣和沖擊波對鼓脹起來風筒的破壞），此時，時間繼電器2、3開始通電工作，按預先設(shè)定好的延時時間，待壓入局扇1啟動起來運轉(zhuǎn)正常后，時間繼電器3輸出動作信號通過其外接的兩根導線傳輸?shù)介_關(guān)K去控制壓出局扇2的啟動。局扇2啟動后，時間繼電器4通電工作。通風達到地下礦山安全規(guī)程要求后，兩臺局扇按預先設(shè)定的延時時間分別由時間繼電器2、4控制同時停機。主電路中裝配有空氣開關(guān)、交流接觸器、熱繼電器，控制電路中裝配有熔斷器、啟動與停止按鈕、紅綠燈指示、熱繼電器的控制觸點和時間繼電器等，可對局扇起控制與保護作用。

兩臺控制柜既可以單獨使用，也可以實現(xiàn)連鎖，若要斷開兩臺局扇聯(lián)系，把開關(guān)K斷開即可。如果局扇單獨運行，可由自己控制回路的時間繼電器來實現(xiàn)控制。局扇的運轉(zhuǎn)既可以人工控制，也可以自動控制，當人工控制時，按下啟動按鈕，交流接觸器閉合局扇開始運轉(zhuǎn)，按下停止按鈕交流接觸器斷開局扇停轉(zhuǎn)，紅燈用于來電指示，綠燈用于運行指示。

當局扇出現(xiàn)故障自動停機后，在查明原因、排除故障的基礎(chǔ)上，可按下熱繼電器復位開關(guān)，重新啟動，必要時調(diào)整熱繼電器保護電流大小。

2 結(jié)語

在使用該系統(tǒng)時應(yīng)注意的問題是：系統(tǒng)所用控制電器應(yīng)與局扇額定功率和額定電壓相匹配，否則，將發(fā)生電氣事故。井下放置應(yīng)安全可靠，遠離水源，避開管道和其它電纜，與巷道底板保持一定距離，放置地點頂板應(yīng)穩(wěn)固，無漏水滴水，不阻礙通行，應(yīng)避免爆破飛渣沖擊損壞。

該系統(tǒng)具有短路、欠壓、缺相、過載保護功能，可有效保護局扇，避免發(fā)生突發(fā)事故損壞。使用靈活，即可連鎖以適應(yīng)雙壓混合式通風兩臺局扇距離較近的情況，也可分體以適應(yīng)單獨壓入式或單獨壓出式通風不需要同時控制兩臺局扇的情況。延時范圍寬，并可隨意設(shè)定，啟動延時0～999 s，停機延時0～99.9 min。若停機延時時間不足以滿足巷道通風要求，可更換延時范圍更寬的時間繼電器，方便易行。

該系統(tǒng)能可靠保證局扇安全運轉(zhuǎn)，提高使用效率，有效降低維修和通風費用，對促進礦山生產(chǎn)發(fā)揮良好作用，具有較大的推廣應(yīng)用價值。

參考文獻

[1] 汪德淇.礦井通風防塵[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1994.

[2] 陳際福，黃志強.掘進工程（第二分冊）[M].北京：地質(zhì)出版社，1994.

[3] 段玉春.最新電工技術(shù)手冊[M].呼和浩特：內(nèi)蒙古人民出版社，2009.

[4] 張虹.電工電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[5] （90）冶金環(huán)字第293號，冶金地下礦山安全規(guī)程[S].

[6] 編委會.機械設(shè)計手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，1983.endprint

摘 要：該文針對礦山階段水平巷道通風存在的實際問題，闡述了實現(xiàn)通風局扇自動化控制的有效途徑與方法，為保證通風局扇工作安全，降低通風費用提供有益借鑒。

關(guān)鍵詞：巷道 局扇 自動化 控制

中圖分類號：TD724 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（a）-0050-02

礦山開拓與采礦需要掘進許許多多階段水平巷道，而一座礦山僅有幾個與地表直接連通的出口，或平硐、或斜井、或豎井。井下各階段水平通風問題是礦山必須要解決的制約生產(chǎn)的瓶頸。因此，加強礦井通風，供給井下充足的新鮮空氣，凈化作業(yè)環(huán)境，是提高施工效率，保證生產(chǎn)快速高效進行的必然選擇。通常，整個礦井的通風是以各階段水平為通風單元的聯(lián)合系統(tǒng)，而每一個階段水平的通風有其自身的相對獨立性。當前，各礦山階段水平通風普遍采用軸流式局扇作局部通風，爾后各階段水平排出的污濁空氣集中匯流到礦井總回風巷道排出井外，使之各階段水平形成一個聯(lián)合通風體系，從而保證整個礦井污風有去處，新風有來源，不至于產(chǎn)生礦井污風循環(huán)。

由此可見，階段水平通風是整個礦井通風的基礎(chǔ)和和前提。為保證階段水平通風效果，通常采用雙壓混合式方式，如圖1所示，而一般不采用單獨壓入式或壓出式。就整個礦山而言，用于礦井通風的軸流式局扇數(shù)量之多，運轉(zhuǎn)費用之大，可想而知。但從多年來各礦山的調(diào)研情況看，井下通風局扇的操控裝置比較簡單，電氣控制柜多數(shù)是單一的交流接觸器直接啟動控制，甚至有些礦山用簡易的三相閘刀控制（煤礦除外）。由于局扇工作條件惡劣，再加之爆破開啟后無人看管，通風達到安全規(guī)程標準后，不能及時關(guān)閉，基本上處于順其自然狀態(tài)。井下潮濕、爆破飛渣、供電異常、局扇葉輪銹蝕等各種原因，易引起局扇運轉(zhuǎn)異常，使之損壞，造成極大浪費及施工停頓。因而，有必要對局扇采取自動化控制，以解決這些問題。

近些年來，我部針對礦井獨頭通風問題，科研立項，組織攻關(guān)，研制出了DT-1型高效通風系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有控制局扇運轉(zhuǎn)的自動化功能，經(jīng)湖北省隨州市高莊民采金礦探礦坑道、湖北大冶市三鑫銅金礦開拓井巷、中金黃金公司河北峪耳崖金礦井下階段平巷和內(nèi)蒙古虎拉林礦區(qū)探礦平巷等礦山實地檢驗，性能穩(wěn)定，工作可靠，應(yīng)用前景良好。

1 局扇自動化控制系統(tǒng)工作原理

控制局扇的自動化控制系統(tǒng)，采用的是電動控制，整個系統(tǒng)設(shè)計配置了二套電氣自動化控制柜，如圖2、3所示。通過時間繼電器實現(xiàn)聯(lián)動并使用380V交流電源工作，以適應(yīng)局扇（1、2）的正常工作電壓，用于完成延時開啟、延時停止局扇通風功能。其工作原理如圖4所示。

工作面點炮后撤離時，接通控制系統(tǒng)時間繼電器1的電路，系統(tǒng)將按預定的延時時間在工作面炮眼全部響完后，首先自動啟動壓入局扇1（爆破后再啟動局扇，可防止飛渣和沖擊波對鼓脹起來風筒的破壞），此時，時間繼電器2、3開始通電工作，按預先設(shè)定好的延時時間，待壓入局扇1啟動起來運轉(zhuǎn)正常后，時間繼電器3輸出動作信號通過其外接的兩根導線傳輸?shù)介_關(guān)K去控制壓出局扇2的啟動。局扇2啟動后，時間繼電器4通電工作。通風達到地下礦山安全規(guī)程要求后，兩臺局扇按預先設(shè)定的延時時間分別由時間繼電器2、4控制同時停機。主電路中裝配有空氣開關(guān)、交流接觸器、熱繼電器，控制電路中裝配有熔斷器、啟動與停止按鈕、紅綠燈指示、熱繼電器的控制觸點和時間繼電器等，可對局扇起控制與保護作用。

兩臺控制柜既可以單獨使用，也可以實現(xiàn)連鎖，若要斷開兩臺局扇聯(lián)系，把開關(guān)K斷開即可。如果局扇單獨運行，可由自己控制回路的時間繼電器來實現(xiàn)控制。局扇的運轉(zhuǎn)既可以人工控制，也可以自動控制，當人工控制時，按下啟動按鈕，交流接觸器閉合局扇開始運轉(zhuǎn)，按下停止按鈕交流接觸器斷開局扇停轉(zhuǎn)，紅燈用于來電指示，綠燈用于運行指示。

當局扇出現(xiàn)故障自動停機后，在查明原因、排除故障的基礎(chǔ)上，可按下熱繼電器復位開關(guān)，重新啟動，必要時調(diào)整熱繼電器保護電流大小。

2 結(jié)語

在使用該系統(tǒng)時應(yīng)注意的問題是：系統(tǒng)所用控制電器應(yīng)與局扇額定功率和額定電壓相匹配，否則，將發(fā)生電氣事故。井下放置應(yīng)安全可靠，遠離水源，避開管道和其它電纜，與巷道底板保持一定距離，放置地點頂板應(yīng)穩(wěn)固，無漏水滴水，不阻礙通行，應(yīng)避免爆破飛渣沖擊損壞。

該系統(tǒng)具有短路、欠壓、缺相、過載保護功能，可有效保護局扇，避免發(fā)生突發(fā)事故損壞。使用靈活，即可連鎖以適應(yīng)雙壓混合式通風兩臺局扇距離較近的情況，也可分體以適應(yīng)單獨壓入式或單獨壓出式通風不需要同時控制兩臺局扇的情況。延時范圍寬，并可隨意設(shè)定，啟動延時0～999 s，停機延時0～99.9 min。若停機延時時間不足以滿足巷道通風要求，可更換延時范圍更寬的時間繼電器，方便易行。

該系統(tǒng)能可靠保證局扇安全運轉(zhuǎn)，提高使用效率，有效降低維修和通風費用，對促進礦山生產(chǎn)發(fā)揮良好作用，具有較大的推廣應(yīng)用價值。

參考文獻

[1] 汪德淇.礦井通風防塵[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1994.

[2] 陳際福，黃志強.掘進工程（第二分冊）[M].北京：地質(zhì)出版社，1994.

[3] 段玉春.最新電工技術(shù)手冊[M].呼和浩特：內(nèi)蒙古人民出版社，2009.

[4] 張虹.電工電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[5] （90）冶金環(huán)字第293號，冶金地下礦山安全規(guī)程[S].

[6] 編委會.機械設(shè)計手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，1983.endprint