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矿井局部通风机变频控制方法的探讨
作者：王勇
来源：《硅谷》2014年第14期
摘 要 文章分析了矿井掘进巷道瓦斯涌出的来源和掘进过程中传统局部通风机由于不能方便的调整风压所带来的局部通风问题，提出了基于瓦斯浓度序列值的矿井局部通风机变频控制的方法。提出了一种利用瓦斯浓度巡检序列差值变化来判断生产工序是否发生变化的方法，并针对不同的生产工序分别提出了相应的局部通风机变频控制的方法。针对非掘进工序，提出了利用瓦斯浓度巡检绝对值来控制风机变频等级的方法；针对掘进工序，提出了利用瓦斯巡检浓度值变化来控制风机变频等级的方法，结合现场瓦斯浓度数据进行验证，认为该方法有一定的实用性。
关键词 瓦斯浓度；局部通风机；变频；生产工序；掘进巷道
中图分类号：TD724 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0049-02
矿井通风是为了保障煤矿安全生产而对由巷道和工作面等构成的复杂网络系统提供新鲜风流所采取的全部措施的总称，而在整个通风系统中，通风机的地位又是举足轻重的[1]。在一般生产矿井，通风机按照服务范围又可以分为三种，分别是主要通风机，辅助通风机和局部通风机。局部通风机主要服务于独头掘进井巷等局部地区[2]。独头掘进井巷随着掘进的延伸，风阻也会变的越来越大，根据通风阻力的特征方程，所需局部通风机的风压也会越来越大[3]。传统的局部通风机控制只有开停两种状态，在掘进较长巷道的过程中风机的选取往往比较繁琐。选择风压较大的风机，在刚开始掘进时阻力较小，风速太大，往往造成过大的粉尘甚至形成了超过规程规定的最大风速值，而且也会有比较大的电能浪费。选择风压较小的局部通风机，期初较短巷道的掘进过程中各方面都满足，但是随着掘进的延伸，风量往往就不够用，容易造成瓦斯超限、温度过高等问题，就不得不更换风机，给正常的掘进生产带来了比较大的麻烦。为了解决这一问题，风机变频控制就成为非常重要的问题。为了能对风机工作状态进行较好的控制，本文提出了一种风机变频控制的方法。 1 基于瓦斯浓度值的控制方法
局部通风机的主要目的就是将巷道掘进过程中所释放的瓦斯随着风流安全的排出。为了保证安全生产，《煤矿安全规程》详细规定了井下各巷道中风流速度需符合的要求[4]，规程规定对于采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷允许风速为0.25 m/s-4.0 m/s，对于掘进中的岩巷允许风速0.15 m/s-4.0 m/s，规定了瓦斯浓度值不能超过1.0%。根据掘进巷道瓦斯涌出量的大小就可以很容易和准确调节风机的运行频率。在调节过程中，当掘进巷道风速不小于规定的最低风速时，从控制粉尘和节能两方面考虑，就需要给定合适的风量值。建立以瓦斯浓度为主的控制方法如下，假设变频风机控制油5个等级，1级代表频率最低风压最小，5级代表频率最大，风压最大，其他等级从1到5递增。C代表瓦斯浓度，调节方法如下：1）当C（k）