煤矿掘进通风机欠风自动切换控制开关的研制

张保印 张智起 程永江

摘要：煤矿掘进通风机欠风自动切换控制开关是在工作风机出现故障的情况下，引起通风机的通风量降低，使控制开关上的风靶产生位移，控制干簧管传感器的动作，接通控制线路，启动备用通风机，实现双风机欠风自动切换。

关键词：煤矿掘进通风机 欠风自动切换控制开关

0 引言

煤矿掘进工作面经常因为停电、电气开关故障、电动机故障、局部通风机故障等原因造成巷道通风风量不足，导致瓦斯等有害气体超限。以前由于没有使用风机自动切换装置，掘进工作面只有1台风机通风工作，风机停转，工作面的人员就要立即撤出。需要人工启动备用风机，恢复正常通风后，工作人员才能进入工作面工作。所以严重影响了井下掘进工作面的安全生产。对安全生产造成威胁，针对这种情况，提出了在通风机欠风时，备用风机自动切换的解决方案。即分别在每台对旋通风机的出口安装欠风自动切换控制开关，防止通风机在停电、电气开关的故障。电动机故障，局部通风机等故障时造成风量不足，本控制开关自动接通备用通风机的电源，备用风机立即投入运转。不会使巷道内出现无风状态，不会形成瓦斯及煤尘的积聚，及时提供工作风量，确保安全生产。

目前应用的掘进通风机自动切换开关是采用电源断电切换控制，在双电源系统中，如果有一路线路因故障导致停电，相应电源开关的中间继电器因断电切换，接通备用开关的控制电路，备用开关启动接续通风工作。其缺点是如果工作通风机因控制开关机械故障、电动机故障、通风机机械故障等因素使得通风机欠风时，备用通风机不能切换而造成欠风，瓦斯聚集，容易发生煤矿事故。

1 装置的技术路线

煤矿井下向一个掘进工作面供风，必须有两台掘进通风机，一台工作一台备用。两台局扇的电源分别取自二趟电源，称双风机双电源，如果一趟电源发生事故，另一趟线路的备用掘进通风机要求能够快速启动，向掘进地点供风。掘进通风机欠风自动切换控制开关安装在每台通风机的出风口，当工作通风机正常工作时。风量足够大，推动欠风自动切换控制开关中垂直安装的可以摆动的风靶，风靶1上的磁钢5接近磁控干簧管2，干簧管的接点在磁场作用下吸合，接通通风机控制开关中的继电器线路，通风机正常运行。见图一所示：

当由于电源故障，电气开关故障、电动机故障、局部通风机机械故障等原因造成欠风时，在重力作用下，风靶1下垂，磁钢5远离干簧管开关2，干簧管开关释放，断开控制开关的控制线路，继电器释放，工作开关停止运行，继电器相应接点闭合备用开关控制线路，备用通风机启动运行，维持掘进工作面正常通风。完成自动切换工作。调节干簧管在滑道的位置，可以调节干簧管与磁钢的距离，从而调节欠风量动作值。

2 装置的工作原理

煤矿掘进通风机欠风自动切换控制开关安装在防爆对旋式通风机的出风口处，如图二所示。开关3由风靶1、磁钢5和干簧开关2、滑道4等构件组成，如图图二所示，风靶1经转轴垂直安装在控制开关中，风靶与干簧开关中通过磁钢的磁场相关联，在通风机正常工作时，通风量足够大，风力推动风靶向上偏移，磁钢与干簧管接近，干簧管在磁场的作用下，接点吸合，维持通风机正常工作。在通风机的电源、电气开关、电动机、局部通风机机械等故障发生时，引起通风机的通风量降低，在重力的作用下，风靶下垂，在风靶上固定的磁钢与干簧管的距离增大，当它们距离大于设定值时，磁钢的磁场不足以维持干黄管开关的释放，通过控制线路启动备用风机，实现风机的欠风自动切换。

由调节滑道中4的干簧管的位置，可以改变控制风量的设定值。

3 小结

煤矿掘进通风机欠风自动切换控制开关，解决了现有的掘进通风机控制开关在电气开关机械故障、电动机故障、局部通风机故障等因素造成工作面欠风时，不能可靠切换到备用风机的问题。

本开关结构简单，工作可靠、维修方便。保护范围广，受到现场技术人员的好评，是实现煤矿通风安全自动化有效的控制装置。

参考文献：

[1]田玉楚.双风机控制器结构[J].自动化学报，1999，25（6）：824-827.

[2]金以慧.风机控制装置[M].北京：清华大学出版社，1993.

[3]方康玲.自动控制系统[M].武汉：武汉理工大学出版社，2002.