摘 要：文章简单介绍了局部通风装备系列化的原理与功能，就如何使风机变频调速装置和煤矿安全监控系统连接，做到自动调速，自控排瓦斯及使用双回路真空起动器进行主、备局扇自动切换作了介绍。
关键词：变频调速;智能控制;自动切换
1 概述
邢东矿是2001年投产的矿井，井田主采煤层2#煤，自然发火倾向为Ⅱ类;煤尘具有爆炸性，爆炸性指数为40.45%。经探测矿井瓦斯含量在0.11～6.76 m3/t之间，在矿井生产期间，全煤巷掘进实测掘进工作面瓦斯绝对涌出量平均为0.4～0.8 m3/min，相对涌出量5.6m3/t.日，矿井属低瓦斯矿井。但在局部地区，有瓦斯涌出异常现象。为了保证掘进工作面瓦斯安全，满足矿井局部通风装备系列化的要求，在煤巷掘进和瓦斯异常地区，利用煤矿安全监控系统和变频调速装置组合而成的瓦斯智能排放装置，可以实现自动调节局扇的转速，调节掘进工作面风量避免瓦斯超限;完成自控排瓦斯、双风机双电源自动切换、风电瓦斯电闭锁等各种功能。自动调速装置与监测系统的配合使用，实现了掘进局部通风智能化管理和瓦斯监测自动化、智能化管理的有效结合。
2 装备的组成及主要特点
（1）装备的组成。局部通风装备系列化由主、备对旋局部通风机，变频调速装置，安全监控系统，双回路真空起动器，双风机双电源自动切换及风筒换向装置组成。
（2）装备的主要特点。①节能通风并避免瓦斯超限。正常供电条件下，装备可以根据掘进工作面瓦斯涌出的大小，在保证瓦斯不超限、满足风速的前提下，自动控制风机的转速，调节风量，避免风量过大导致的煤尘飞扬，有利于营造良好的作业环境。②实现风机的软启动和自控排瓦斯，具有完善的保护。掘进工作面瓦斯异常增高时，可自动调速增加对旋局部通风机的供风量，避免瓦斯超限。当瓦斯超限时，不必人工排放瓦斯，通过装置预先设定的模式，安全地自动排放瓦斯。装置具有软启动的功能，局扇启动时，在一定的加速时间内，局扇转速可以由0逐步上升到额定转速，避免了以前局扇全压启动带来的“一风吹”现象。同时装置具有完善的过流、短路、过压、欠压、超温等软硬件保护和运行状态控制功能，保证了设备的安全运行。③实现双风机双电源自动切换，保证了掘进工作面连续供风，杜绝了无计划停风现象。
3 装置的应用
现以掘进工作面为例，说明该装置在邢东矿双对旋风机、变频调速装置、安全监控系统和风机自动切换装置组合运行状态下的具体应用。
（1）对旋风机接线示意图。
注意事项：①自动调速装置内部有局扇开关和局扇接线柱，接线的时不可接反，否则会影响调速装置的使用。②绝对禁止风机自动换向装置的电源一个接入自动调速装置，另一个不经过调速装置直接接入风机，这样会造成对旋风机不同步而损坏。
（2）甲烷传感器的配接设置与实现的功能。通风机自动调速装置可以配接最多3个甲烷传感器，实现不同的控制功能。配接的煤礦安全监控系统的3个甲烷传感器T1、T2、T3，其中T1挂置于距离掘进工作面迎头5米的位置，T2挂置于掘进工作面回风流中距全风压汇合处10-15米左右的位置，T3挂置于全风压汇合处。甲烷传感器的信号通过传输电缆，分别接入通风机自动调速装置内对应的信号接线柱上。如不接甲烷传感器，可以完成软启动的功能;只配接T1，可以实现自动控制通风的功能，只配接T3，可以实现自控排瓦斯的功能;只配接T1、T3或 T1、T2、T3全接入，可以实现装置的全部功能。根据不同需要，合理的选择配接的甲烷传感器，满足不同的需求。在掘进工作面正常的生产过程中，一般同时接入3个甲烷传感器，使装置在正常运行过程中，按照调速装置根据有关规程预先设定的相关控制程序，根据甲烷传感器监测到的掘进工作面瓦斯变化情况，控制调速装置自动运行在排瓦斯状态或自控通风状态下。
（3）甲烷传感器信号的接入方法。通风机自动调速装置要求的信号制式有频率、电流、电压信号三种。邢东矿安装的煤矿安全监控系统，使用的甲烷传感器输出信号是数字信号，信号模式不匹配，不能直接接入通风机自动调速装置，需要对使用的甲烷传感器输出制式进行改造。为此，矿和传感器生产厂家协作，对传感器输出模式进行了改进，在保持原来的数字信号输出不变的条件下，另外增加了一个4-20mA的标准信号输出，既满足了监控系统对信号传输的要求，又满足了通风机自动调速装置对甲烷传感器传输信号制式的需要，有利于实现对瓦斯的适时监测监控和自动控制。掘进工作面使用了两个通风机自动调速装置，分别对主、备风机进行自动调速控制。为了使甲烷传感器输出的信号，同时传输到主、副通风机自动调速装置，从而实现主、副风机的自动控制，与厂家协作，对通风机自动调速装置甲烷传感器接线方式进行了研究和现场实验，对原来通风机调速装置电路控制系统中能接入1-5mA直流电信号的电气回路，进行了改造，使装置能够接收4-20mA的直流电信号。通过改造，成功地将3个甲烷传感器的电信号分别接入了主、副通风机自动调速装置内对应的信号接线柱上，实现了主、副风机调速装置同步自动化控制。
现以甲烷传感器T3为例，说明其接线原理和方法。
甲烷传感器根据监测到的瓦斯量，经过传感器系统的处理，根据瓦斯监测数据的不同，转化为一个随瓦斯量变化而变化的4-20mA的电信号，按照上图所示的接线方法，分别将3个甲烷传感器的信号输出接到通风机自动调速装置相应的接线端子上，实现装置所有的自动和手动控制功能。
4 应用效果
应用该系统后，有效地改善了局部通风的状况，杜绝了瓦斯超限和无计划停风现象的发生，风机切换的软启动，杜绝了风机全压启动带来的风筒脱节现象。为日常的瓦斯管理和局部通风安全管理，提供了坚实的技术和装备保障与支持，取得了很好的应用效果。
