[00736266]煤矿主通风机通风安全可靠控制关键技术与应用

1. 项目的主要技术内容：由主通风机造成的“通风动力失稳”会引发井下瓦斯积聚、超限，甚至瓦斯爆炸事故，对煤矿安全生产的影响将是灾难性的，煤矿主通风机素有“矿井肺腑”之称。在造成主通风机“通风动力失稳”的机理方面，“主通风设备故障、运行异常和停机”是造成煤矿通风系统源头动力失稳引发瓦斯超限事故的重要原因；此外，对于“高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井”，主通风机在倒机过程中的“短时停风”以及一旦备用风机无法按预期启动（冷备用的不足）所形成“通风失稳”，也极易引发瓦斯超限事故。围绕主通风机运行过程中保证“通风稳定”和“通风设备的安全”的双重研究目标，本项目首先将一备一用的主通风机及附属设备看作一个内在联系的通风动力子系统，然后从系统的角度通过故障诊断和智能控制实现通风稳定和通风设备安全的效益最大化。项目中已研究和实现的内容涉及主通风机热耦合协同控制技术、主通风机不停风倒机智能控制技术、主通风机自适应控制技术、自密式旋叶风门研制、主通风动力子系统故障诊断和预警技术、监控系统双PLC冗余技术等。2. 项目的技术经济指标：针对主通风机"停机倒机"模式的不足，研究提出热耦合协同控制技术，煤矿主通风机不停风倒机技术，实现了通风机定期倒机和故障倒机过程中系统不停风的目标，使风量波动时间低于1分钟，波动幅度小于40%，根除了由此引发的瓦斯超限事故，同时保证了不停风切换过程中通风设备的安全；以增强通风动力系统的安全为目标，实现了主通风机故障模式的自动识别和预警，为主通风机在运行异常情况下应采取的“智能控制策略”提供决策支持，保证了煤矿通风的安全；根据矿井环境参数调整通风机电机的转速，通风机自适应智能控制技术可以给矿井提供合理的通风。一方面达到节能目的；另一方面为避免矿井瓦斯超限事故的发生提供技术保障。针对在带压力情况下的由于阻力加大可能造成传统的闸板风门开启和闭合过程中的卡涩问题，研究开发新型调节风门，在风机不停运的前提下， 30S之内实现开闭切换、无卡涩，且关闭状态漏风率小于1%。3. 项目的应用推广及效益情况：2009年4月，项目研究成果“主通风机热耦合协同控制技术、不停风倒机技术、自密式旋叶风门”率先在平煤股份五矿成功应用，至今安全运行，根除了由主通风机造成的瓦斯超限事故。随后，项目依次融入“通风机自适应控制技术，主通风动力子系统故障诊断和预警技术、不停风倒机智能控制技术”，研究成果在大屯煤电公司龙东矿、姚桥矿，平煤股份公司一矿、二矿和四矿、八矿、九矿、十矿、吴寨矿、庇山矿、平禹二矿，淮北矿业集团的祁南矿，杨柳矿、鹤煤集团富力矿等近20个矿井获得推广应用。本项目可以有效地遏制由于主通风机通风动力失稳所引发的瓦斯超限事故，为煤矿安全生产保驾护航；本项目实施后所在矿井主通风机通风稳定，由于没有再次因为源头通风失稳造成瓦斯超限事故，节省了项目实施前所浪费的瓦斯抽放时间，为提高煤炭的产量赢得时间，因而也带来了显著的经济效益。