矿井局部风机供电可靠性保障系统的研究

煤矿掘进工作面因停电故障造成的停风问题是影响煤矿安全的重大课题,通过提高掘进工作面局部通风的安全可靠性,可有效防止瓦斯积存,避免矿井瓦斯爆炸事故,从而实现煤矿生产的本质安全型。但由于煤矿井下环境恶劣、供电线路易潮湿和设备易受到挤压、砸碰等不利因素的存在,使得风机、供电线路、开关等都有可能出现故障,所以不能完全避免煤矿掘进工作面停电停风现象的发生,致使工作面可能积存瓦斯,发生瓦斯爆炸事故。为了解决煤矿掘进工作面因停电故障造成的停风问题,本课题设计并研发了掘进工作面局部风机应急供电系统,当矿井出现停电停风时能迅速恢复通风,保证工作面连续供风,防止因停电停风而造成瓦斯积存或爆炸事故。其核心部分为矿用隔爆型660V大功率三相应急电源,用于应急备用风机供电,在正常供风系统发生停电停风故障时能自动实现应急供风,以保证生产过程的安全平稳运行。本课题主要研究内容如下:1、研究开发隔爆型高压蓄电池组,并对高压蓄电池组充电控制方式、充电参数优化进行研究。应急电源的控制回路与备用风机起动器作成一体,封装在一个防爆箱中;PLC控制单元检测电网是否正常供电和给EPS供电电池进行充电,通过对控制方法的设计保证高压蓄电池组均衡充电。2、研究矿用短时工作制隔爆型逆变器。为了满足恶劣的井下环境,本课题研究开发矿用短时工作制隔爆型逆变器,电压幅值可达660V。对于逆变电路,采用全控型器件IGBT组成的逆变电路,在DSP控制下进行工作,交流性能大幅度提高,能够达到我国矿用电机需要的电源质量的标准,可在断电的情况下较长时间供电。3、研究应急系统自动切换装置和通风机匹配关系。通风机的状态作为监控装置监测的一个量,在其改变时,会进行开关动作,进行应急电源供电。4、针对煤矿特殊供电要求研究开发整体掘进工作面停电应急供风系统。