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[摘 要]近几年来煤矿瓦斯事故不断发生。瓦斯已经是煤矿企业的最重要的自然灾害之一。 特别对于高瓦斯矿井，瓦斯治理尤为重要。本文通过对振兴煤矿井下局扇双三专供电原理的分析，改进了振兴煤矿井下局扇的双三专供电，使振兴煤矿井下局扇供风实现了不间断供风，消除了井下采掘面瓦斯超限的安全隐患，并且已经在振兴煤矿得到了广泛的应用。
[关键词]瓦斯 局扇 双三专电源 风电闭锁
中图分类号：TD822文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0001-01
1.引言
振兴煤矿位于鹤岗矿区中部，是鹤岗矿业集团公司的九大生产矿井之一。但也是集团公司瓦斯灾害最为严重的矿井之一。自投产以来，振兴煤矿瓦斯的一大特点就是地质条件差、顶板破碎、瓦斯涌出量大，而随着开采规模的不断扩大，瓦斯涌出量也逐年增加；据统计煤矿瓦斯事故有70%发生在掘进工作面，且大部分发生在排放瓦斯期间。不管是统配煤矿还是地方煤矿，也不管是管理严格还是管理松散的矿井，都有发生瓦斯事故的可能。
为了解决局部通风机供电的可靠性及掘进工作面瓦斯超限的问题，《煤矿安全规程》规定：“瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中，掘进工作面的局部通风机应采用专用变压器、专用开关、专用线路（简称三专）供电[1]。”即每个掘进工作面局部通风机的供电，直接由采区变电所采用专用高压开关、专用变压器、专用电缆向局部通风机供电[2]。
因此《煤矿安全规程》第128条、129条和141条对掘进工作面风机供电和控制以及排放瓦斯都有严格规定。尽管规定很严格，但由于供电设备本身管理原因，停风机造成瓦斯积聚的现象不可避免，在排放瓦斯期间尽管采取严格的措施控制混合风流的瓦斯浓度，但掘进工作面风流中毕竟有一段5%～16%爆炸界限的瓦斯存在，是重大隐患；若这个危险浓度在风流流动过程中遇上锚杆断裂、金属棚摩擦变形等产生的火花，就会发生瓦斯事故。所以，提高掘进工作面风机供电可靠性，降低停电故障率，是解决停风造成瓦斯积聚、消除瓦斯事故的主要手段。
2.三专供电方式分析
我们在井下局扇的三专供电方式上做了以下探索，从而进行了相对应的改进工作。
2.1 振兴煤矿双三专改造之前井下局扇的供电方式
井下主局扇的供电由地面35KV变电所6KV电源入井到井下中央变电所，经井下中央变电所井下主局扇专用高开送往各采区变电所的井下主局扇专用高开，最后通过主局扇专用移变降为660V电源后送往各采掘面主局扇控制开关。 副风机在采区变电所生产供电6KV回路上的变压器接出，与生产供电是一次回路。这种供电方式是当主局扇运转时，工作面正常生产，一旦主局扇供电系统因一些原因停电，其备用局扇需在短时间内启动，给工作面供风，使工作面不至于造成瓦斯积聚。在备用局扇运行期间，为保证局扇供电的可靠性，工作面就不能进行生产，防止其它生产设备使用时影响副局扇供电。采取以上措施后，在掘进通风管理上减少了无计划停风现象，控制住了排放瓦斯次数，在一定程度上消除了排放瓦斯隐患。改造前井下局扇的供电方式（见图1）。
图1 改造前井下局扇的供电方式
改造前双风机转换装置是利用QBZ-80开关本体进行改造的，在原开关本体多加一组LA18-22辅助接点和电磁继电器JTS-3C。接配线，其装置是一台开关接风机“三专”线路，另一台开关接动力线路，当“三专”风机开关启动后，风机正常工作，当“三专”线路停电时，备用风机开关能自动启动，保持掘进工作面不间断供风。
这种供电方式有一定的隐患存在，其主要有以下几点问题：
（1）主风机连续运转，没有检修时间。由于掘进风机是不允许停机的，造成主风机长时间连续运转，没有给风机和供电系统日常的检修时间。
（2）备用风机接在生产动力电源上，一旦工作面生产设备出现漏电、短路等故障，会顶掉低压总控馈电开关，中断备用风机电源，供电极为不可靠。
（3）其中一段母线若断电，主、备用风机和动力电源将在同一段母线上共同运行。一旦其中一路电源出现故障，将造成全线停电事故。
（4）断电控制繁琐，给电工日常维护带来困难。为了增加安全可靠性，保证掘进工作面的安全生产，工作面从原来的风电闭锁，发展到瓦斯闭锁，又发展到风电瓦斯闭锁，现又发展到双风机双电源，还有自动切换装置，控制复杂，一旦出现故障很难处理，给日常维护工作带来一定的困难。
2.2 振兴煤矿双三专改造之后井下局扇的供电方式
由于存在诸多安全隐患，振兴煤矿于2011年10月对井下局扇供电方式进行了改造。在原来供电系统的基础上，副局扇在各采区变电所生产供电6KV回路上设一副局扇专用高开，副局扇供电经此专用高开到副局扇专用移动变电站降压后送到各采掘面副局扇控制开关。如此一来，掘进工作面除去生产回路供电变压器外，主副局扇就实现了双三专线路供电，一共是三回路电源（简称“三电源”）。
自局扇供电系统改造后，振兴煤矿各掘进开拓工作面真正实现了双风机双电源，双风机互相备用。这种供电方式的优点就是主局扇和副局扇使用电源为各自独立的三专电源，相互不受影响。
主局扇在正常使用时副局扇可以带电备用，也可以检修和做各种试验。副局扇使用时，主局扇也可以检修和做各种试验。双风机和风机的供电系统均处在正常运行状态，主局扇和副局扇在运行一段时间后，还可以相互倒机运行。
由于实现了双三专供电方式供电，所以供电系统在检修时可以分段进行，完全能做到检修期间不停风。基本上消除了由于供电检修，增加和拆除电源、供电试验和机电故障造成的長时间停风现象，改造后井下局扇供电方式。
改造后双风机转换装置是在双风机专用开关（山东容力达）QBZ-120SF上稍加改动的，把备用风机上腔室中08、011、013号接线柱下接线断开，再把备用风机开关中间继电器KC2的一组常开接点KC2-4接到011、013接线柱上。由主风机开关上腔室中11、13号接线柱线引出接到备用风机开关上腔室中011、08号接线柱上，再由备用风机开关上腔室中08、013号接线柱线引出接到联锁开关上腔室中2、9号接线柱上。即实现主风机开关和备用风机开关必须都得电的情况下，联锁开关才能得电吸合。
3.实际应用结果及分析
井下局扇供电改造后半年多的运行，证明这套供电方式是可行的、可靠的，杜绝了由于供电原因而造成的井下局扇停风停电造成瓦斯积聚的事故。为了实现风电闭锁和瓦斯电闭锁功能，在每路风机的开关电源侧分别安装一台智能型断电仪，分别为各自的风机服务，受控于监测系统的地面中心站。每一组风机开关的常开接点与断电仪常闭接点串联形成输出的控 制线路与另一组风机形成的控制线路并联，这样的话就实现了风电闭锁和瓦斯电闭锁功能。 而且，为了风机的切换方便，采用了主副局扇自动切换的方式，当主局扇突然停止运转时， 副局扇自动启动，且反应时间很短，从而保证了工作面的正常通风。然后再查找主局扇突然 停电的原因，及时处理故障。经过一段时间的运行，取得了良好的使用效果。基本上杜绝了 由于局扇的机电故障造成井下停风瓦斯积聚的现象。
4.总结
实践证明，双三专供电在振兴煤矿的应用是科学的、可行的。它提高了井下局扇的供电质量，保证了井下局扇的可靠运行，有效地遏制了因长时间停风而导致的瓦斯积聚的现象，在同等级别的煤矿企业单位具有很好的推广应用前景。我们将在以后对该供电方式进行规模级别上的改进，以适应大型煤矿井下的供电模式。
参考文献
[1] 国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社，2001.
[2] 顾永辉，范廷瓒.煤矿电工手册[M].北京：煤炭工业出版社，1999.
[关键词]瓦斯 局扇 双三专电源 风电闭锁
中图分类号：TD822文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0001-01
1.引言
振兴煤矿位于鹤岗矿区中部，是鹤岗矿业集团公司的九大生产矿井之一。但也是集团公司瓦斯灾害最为严重的矿井之一。自投产以来，振兴煤矿瓦斯的一大特点就是地质条件差、顶板破碎、瓦斯涌出量大，而随着开采规模的不断扩大，瓦斯涌出量也逐年增加；据统计煤矿瓦斯事故有70%发生在掘进工作面，且大部分发生在排放瓦斯期间。不管是统配煤矿还是地方煤矿，也不管是管理严格还是管理松散的矿井，都有发生瓦斯事故的可能。
为了解决局部通风机供电的可靠性及掘进工作面瓦斯超限的问题，《煤矿安全规程》规定：“瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中，掘进工作面的局部通风机应采用专用变压器、专用开关、专用线路（简称三专）供电[1]。”即每个掘进工作面局部通风机的供电，直接由采区变电所采用专用高压开关、专用变压器、专用电缆向局部通风机供电[2]。
因此《煤矿安全规程》第128条、129条和141条对掘进工作面风机供电和控制以及排放瓦斯都有严格规定。尽管规定很严格，但由于供电设备本身管理原因，停风机造成瓦斯积聚的现象不可避免，在排放瓦斯期间尽管采取严格的措施控制混合风流的瓦斯浓度，但掘进工作面风流中毕竟有一段5%～16%爆炸界限的瓦斯存在，是重大隐患；若这个危险浓度在风流流动过程中遇上锚杆断裂、金属棚摩擦变形等产生的火花，就会发生瓦斯事故。所以，提高掘进工作面风机供电可靠性，降低停电故障率，是解决停风造成瓦斯积聚、消除瓦斯事故的主要手段。
2.三专供电方式分析
我们在井下局扇的三专供电方式上做了以下探索，从而进行了相对应的改进工作。
2.1 振兴煤矿双三专改造之前井下局扇的供电方式
井下主局扇的供电由地面35KV变电所6KV电源入井到井下中央变电所，经井下中央变电所井下主局扇专用高开送往各采区变电所的井下主局扇专用高开，最后通过主局扇专用移变降为660V电源后送往各采掘面主局扇控制开关。 副风机在采区变电所生产供电6KV回路上的变压器接出，与生产供电是一次回路。这种供电方式是当主局扇运转时，工作面正常生产，一旦主局扇供电系统因一些原因停电，其备用局扇需在短时间内启动，给工作面供风，使工作面不至于造成瓦斯积聚。在备用局扇运行期间，为保证局扇供电的可靠性，工作面就不能进行生产，防止其它生产设备使用时影响副局扇供电。采取以上措施后，在掘进通风管理上减少了无计划停风现象，控制住了排放瓦斯次数，在一定程度上消除了排放瓦斯隐患。改造前井下局扇的供电方式（见图1）。
图1 改造前井下局扇的供电方式
改造前双风机转换装置是利用QBZ-80开关本体进行改造的，在原开关本体多加一组LA18-22辅助接点和电磁继电器JTS-3C。接配线，其装置是一台开关接风机“三专”线路，另一台开关接动力线路，当“三专”风机开关启动后，风机正常工作，当“三专”线路停电时，备用风机开关能自动启动，保持掘进工作面不间断供风。
这种供电方式有一定的隐患存在，其主要有以下几点问题：
（1）主风机连续运转，没有检修时间。由于掘进风机是不允许停机的，造成主风机长时间连续运转，没有给风机和供电系统日常的检修时间。
（2）备用风机接在生产动力电源上，一旦工作面生产设备出现漏电、短路等故障，会顶掉低压总控馈电开关，中断备用风机电源，供电极为不可靠。
（3）其中一段母线若断电，主、备用风机和动力电源将在同一段母线上共同运行。一旦其中一路电源出现故障，将造成全线停电事故。
（4）断电控制繁琐，给电工日常维护带来困难。为了增加安全可靠性，保证掘进工作面的安全生产，工作面从原来的风电闭锁，发展到瓦斯闭锁，又发展到风电瓦斯闭锁，现又发展到双风机双电源，还有自动切换装置，控制复杂，一旦出现故障很难处理，给日常维护工作带来一定的困难。
2.2 振兴煤矿双三专改造之后井下局扇的供电方式
由于存在诸多安全隐患，振兴煤矿于2011年10月对井下局扇供电方式进行了改造。在原来供电系统的基础上，副局扇在各采区变电所生产供电6KV回路上设一副局扇专用高开，副局扇供电经此专用高开到副局扇专用移动变电站降压后送到各采掘面副局扇控制开关。如此一来，掘进工作面除去生产回路供电变压器外，主副局扇就实现了双三专线路供电，一共是三回路电源（简称“三电源”）。
自局扇供电系统改造后，振兴煤矿各掘进开拓工作面真正实现了双风机双电源，双风机互相备用。这种供电方式的优点就是主局扇和副局扇使用电源为各自独立的三专电源，相互不受影响。
主局扇在正常使用时副局扇可以带电备用，也可以检修和做各种试验。副局扇使用时，主局扇也可以检修和做各种试验。双风机和风机的供电系统均处在正常运行状态，主局扇和副局扇在运行一段时间后，还可以相互倒机运行。
由于实现了双三专供电方式供电，所以供电系统在检修时可以分段进行，完全能做到检修期间不停风。基本上消除了由于供电检修，增加和拆除电源、供电试验和机电故障造成的長时间停风现象，改造后井下局扇供电方式。
改造后双风机转换装置是在双风机专用开关（山东容力达）QBZ-120SF上稍加改动的，把备用风机上腔室中08、011、013号接线柱下接线断开，再把备用风机开关中间继电器KC2的一组常开接点KC2-4接到011、013接线柱上。由主风机开关上腔室中11、13号接线柱线引出接到备用风机开关上腔室中011、08号接线柱上，再由备用风机开关上腔室中08、013号接线柱线引出接到联锁开关上腔室中2、9号接线柱上。即实现主风机开关和备用风机开关必须都得电的情况下，联锁开关才能得电吸合。
3.实际应用结果及分析
井下局扇供电改造后半年多的运行，证明这套供电方式是可行的、可靠的，杜绝了由于供电原因而造成的井下局扇停风停电造成瓦斯积聚的事故。为了实现风电闭锁和瓦斯电闭锁功能，在每路风机的开关电源侧分别安装一台智能型断电仪，分别为各自的风机服务，受控于监测系统的地面中心站。每一组风机开关的常开接点与断电仪常闭接点串联形成输出的控 制线路与另一组风机形成的控制线路并联，这样的话就实现了风电闭锁和瓦斯电闭锁功能。 而且，为了风机的切换方便，采用了主副局扇自动切换的方式，当主局扇突然停止运转时， 副局扇自动启动，且反应时间很短，从而保证了工作面的正常通风。然后再查找主局扇突然 停电的原因，及时处理故障。经过一段时间的运行，取得了良好的使用效果。基本上杜绝了 由于局扇的机电故障造成井下停风瓦斯积聚的现象。
4.总结
实践证明，双三专供电在振兴煤矿的应用是科学的、可行的。它提高了井下局扇的供电质量，保证了井下局扇的可靠运行，有效地遏制了因长时间停风而导致的瓦斯积聚的现象，在同等级别的煤矿企业单位具有很好的推广应用前景。我们将在以后对该供电方式进行规模级别上的改进，以适应大型煤矿井下的供电模式。
参考文献
[1] 国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社，2001.
[2] 顾永辉，范廷瓒.煤矿电工手册[M].北京：煤炭工业出版社，1999.