煤矿主要通风机房的供电

实践运用

煤矿主要通风机房的供电温亚军（山西古县西山登福康煤业有限公司，山西古县042400）

摘要：从系统硬件、供电系统PLC控制功能的实现及基于PLC的PID控制充电算法等方面对煤矿主要通风机房的供电进

行了探讨。供电系统的稳定运行可以确保风机供风的持续性，从而最大程度提升煤矿主要通风机房供电、供风的稳定性与可靠性。

关键词：煤矿；通风机房；供电系统中图分类号：TD63+5文献标识码：A文章编号：2095-0802-(2019)04-0187-02

PowerSupplyofMainVentilatorRoominCoalMine(GuxianXishanDengfukangCoalIndustryCo.,Ltd.ofShanxi,Guxian042400,Shanxi,China)

Abstract:Thispaperdiscussedthepowersupplyofmainventilatorroomincoalminefromtheaspectsofsystemhardware,rea-lizationofPLCcontrolfunctionofpowersupplysystemandPIDcontrolchargingalgorithmbasedonPLC.Thestableoperationofthepowersupplysystemcanensurethesustainabilityoftheventilatorairsupply,soastomaximizethestabilityandreliabilityofthepowersupplyandairsupplyofthemainventilatorroominthecoalmine.Keywords:coalmine;ventilatorroom;powersupplysystem

WENYajun

0引言

煤矿企业在生产过程中所面临的最大的安全问题就是矿井在挖掘巷道过程中遇到的瓦斯超限问题，根据相关研究资料可知，突然停电、供电故障等原因造成的通风机停风是导致瓦斯浓度超限的主要诱因。停电、停风导致瓦斯浓度超限从而引发瓦斯爆炸事故的情况时有发生，这无疑给国家的财产安全乃至工人们的人身安全造成了极大的威胁，给国家和人民造成了很大的财产损失。所以，为了避免井下供电系统由于停电导致通风机停风现象的发生，就应当为通风机设备安装双电源，确保其可以持续供电，从而保障供电系统的有效运行。将PLC（可编程逻辑控制器）系统和变频系统相结合，可实现对通风机的持续供电，降低事故发生的可能性。当供电系统正常运行时，PLC系统通过控制动作开关实现对不间断电源的充电，当充电饱和时进入浮充状态，当系统一回路突发停电故障时，利用PLC系统切换至另一回路对主通风机进行供电，以确保矿井主通风机供电系统的可靠性。1

1.1供电系统硬件

应急供电控制系统硬件在煤矿主要通风机房供电系统中设置两路电源，主通风机实际供电系统为的双回路供电，分别引自地面变电所不同母线，每一回路自成系统，一回路断电不影响另一回路供电。控制系统为PLC系统控制，若一回路断电则通过不间断电源切换至另一回路，保收稿日期：2019-03-15

作者简介：温亚军，1985年生，男，山西宁武人，2014年毕业于太原理工大学采矿工程专业，助理工程师。

证主通风机不间断供电，这就形成了常规的通风机供电系统，主要保障煤矿主要通风机房的持续供风。在常规的通风机供电系统发生停电故障时，则通过地面变电所柴油发电机发电，经升压变压器供电至主通风机房，以保证井下正常通风。若期间发电机出现故障，则启动矿井大面积停电应急预案，以保证井下工人的生命安全。登福康煤业主通风机运行电机为变频电机，通过低压配电柜及变频柜变频启动。这样可以确保煤矿主要通风机房供电系统的稳定性，确保了通风机能持续供风，从而确保煤矿生产的安全有效运行[1]。1.2应急电源硬件煤矿主要通风机房应急供电可靠性保障系统的最大优点在于，当常规的供电系统发生停电或其他故障时，便可以切换为应急电源系统进行供电。整个供电系统能全面协制常规供电系统、应急电源及应急供电系统，合理实现应急电源控制回路、充电装置的功能。1.3电动机保护系统硬件整个系统中煤矿主要通风机房的通风机电动机保护主要通过两种方式来实现：a)交流常规电源能正常供电的状态下逆变器进行的电动机保护功能；b)应急供电系统供电的状态下逆变器进行的电动机保护。可见，逆变电路是进行电动机保护的主要硬件，通过逆变电路控制器可以对电动机起到良好的保护效果。对电动机的过载保护也就是反时限保护，可以利用手动设定电动机额定功率的方式，通过逆变器的CPU（处理器）控制系统实现对电动机过载温升的数字模拟功能，从而实现保护动作的反时限特性，进一步达到过载保护电动机的目的[2]。同时，依据煤矿主要通风机房电动机的特殊性要·187·

2019年第4期2019年4月

求，可以通过增加漏电闭锁保护装置达到保护电动机的目的。此装置的工作原理是启动电动机之前，在地与电动机绕组之间增加一个直流电源，主要用来检测电动机与地之间的绝缘电阻，如果电动机的绝缘电阻过低，漏电闭锁保护装置就可利用检测电路向PLC发送漏电故障信号，进而禁止启动电动机，起到保护作用。2供电系统PLC控制功能的实现

PLC主要利用循环扫描方式来开展工作。在接通电源之后，PLC会自动进行对系统软硬件的初始化扫描。为确保PLC输出信号可以有效地对输入信号进行响应，在初始化之后，就会马上持续且分阶段地对各种各样的程序进行处理。煤矿主要通风机房的供电系统就是利用PLC来开展各项控制工作的。系统在正常运行时，可以利用PLC实现自动控制功能，在安装调试过程中可以通过手动检修的方式利用按钮及显示屏进行控制。在煤矿主要通风机房电动机保护系统中，利用硬件将功能按钮和PLC输入口进行连接，操作人员可以根据显示信息按钮通过PLC输入接口直接将各种指令传送到PLC的影像区，这样PLC主程序就可以调用这些指令来设置各项参数并进行系统复位，从而对电动机进行保护[3]。需要依据控制对象的不同来选取一定的控制环节。此外，由于控制对象的不同，其给定值及过程变量等实际值的大小、范围乃至工程单位等就可能不一样。因此，在开展PID指令计算时就需要将这些数据提前转换为标准型的浮点型实数，在此基础上才可以开展PID的运算。同时，因为PID运算以后的输出值通常是控制变量，并且输出的是标准化的实数，所以在输出之前就需要进行标准化过程的逆过程，将回路输出转化成16位整数，将PID的回路输出值转化成相应的实际值。4结语

PLC在整个系统中的主要作用是全面控制煤矿通风机房供电可靠性保障系统，最大程度提升煤矿主要通风机房供电系统的可靠性，确保煤矿主要通风机房可连续供风，促使井下通风情况得到较好的改善，从而预防和降低因瓦斯浓度超限而引发安全事故的概率。PLC具有抗干扰性强、可靠性高、工作时间长且工作状态稳定等优点，可以利用软件编程达到逻辑控制的目的，从而使得复杂的控制逻辑更加容易被操作，因而选择使用PLC来实现对整个煤矿主要通风机房供电系统的控制。参考文献：［1］王丽琴.煤矿主要通风机房的供电探讨［J］.机械管理开发，

2017(11)：80-82.

［2］高海泉.电源快速切换装置在韩家洼煤业主通风机房的应用

［J］.煤炭科技，2017(3)：173-174.

［3］张言秀.煤矿地面变电所和主通风机房框架构建下的欠压保

护技术改造思路探索［J］.科技创新与应用，2017(5)：13-14.

（责任编辑：高志凤）

3基于PLC的PID控制充电算法

PLC主要利用数值计算的方法对PID（比例、积分、微分控制，简称PID控制）系统进行控制，通过离散化处理连续算式并利用计算机达到控制PID的目的。需要注意的是，针对各种不相同的控制系统，就（上接119页）4.2实现效果在确定好支护方案后，在该顺槽进行了实践，并对围岩在掘进期间的变形进行了记录和观测，观测结果如图1所示。120100806040200

102030405060708090100

与掘进头距离/m顶底板移近量

两帮移近量

对综放工作面巷道围岩力学性质进行了分析，对巷道支护方案及参数进行了确定，并在现场进行了实践。实践结果表明，巷道围岩的变形量较小，稳定性较好。参考文献：［1］蔡美峰，何满潮，刘东燕.岩石力学与工程［M］.北京：科学出版

社，2013.［2］靳春强.山东省岱庄生建煤矿三、五采区回采巷道顶板支护参

数优化［J］.内蒙古煤炭经济，2017(5)：103-104.

（责任编辑：刘晓芳）

能源知识

柔性吸波材料的应用类型

柔性吸波材料的应用类型主要分为片材和无回波暗室。由于不同厚度材料在不同频段内对空腔谐振的衰减作用不一样，因此可针对不同的应用选用不同厚度的柔性吸波材料。一般而言，柔性吸波材料的有效厚度与目标应用的波长成正比，或者说是与频率成反比。无回波暗室一个主要应用就是EMC（电磁兼容性）测试，其中最常用的是汽车、微波天线等领域的无回波暗室测试，而所有的电子产品也都需要进行相关的暗室测试。图1巷道围岩变形量图

从图1中可以看出，在巷道掘进期间，围岩顶底板移近量最大为100mm，两帮移近量最大为85mm，巷道变形量较小，围岩稳定性较好。5结语

根据22205综放工作面运输巷道围岩的地质条件，·188·