李友
板集煤矿供电队 安徽省淮南市232000
【内容摘要】：为了提高板集煤矿瓦斯抽采系统安全、高效运行,原设计瓦斯抽采系统中的瓦斯泵冷却水系统、瓦斯泵放空阀装置和瓦斯泵进、出闸阀位置均存在一定缺陷，给瓦斯抽采系统运行带来一定的隐患，故对瓦斯泵冷却水系统、瓦斯泵放空阀装置和瓦斯泵进、出闸阀位置进行技术改造，从而实现瓦斯抽采系统安全可靠运行。
【关键词】瓦斯抽采系统 冷却水系统 放空闸阀装置 进出闸阀位置 技术改造
1.瓦斯抽采系统日常运行现状
板集煤矿地面瓦斯抽采泵房，设计采用四台2BEY-67型水循环真空泵瓦斯抽采泵，每台泵额定流量为415mm/min、负压80Kpa，配套电机电压等级为10kV，功率560kW（电机的型号：YB2 5001-4），日常运行方式为两台运行，两台备用。该瓦斯抽采泵在运行过程中必须要求配套冷却水泵要不间断给泵体内注入冷水流进行降温，并保持在一定的程度下，才能达到安全运行，否则将烧坏瓦斯抽采泵体。为保障瓦斯抽采泵安全运行，对于冷却水泵的给水压力和流量非常重要，故对冷却水系统提出了很高的要求。
原始设计冷却水泵控制系统会随机选择其中一台泵运行，因水压和水的流量较低，另外两台泵也不会自动开起。另放空闸阀开关全手动开，停机也不能自动开放空闸阀，容易造成停瓦斯管路和水环瓦斯真空泵内有残留瓦斯，给检查泵和检修人员带来安全隐患。
2.瓦斯泵冷却水系统改造
瓦斯抽采泵运行时，冷水系统在各种供水管路指示，水压大小，流量大小在监控后台计算机上都有显示。每台瓦斯真空泵都有独立的供水指示、声光报警、断电、停泵控制功能，冷水水压和流量，还影响真空泵的效率。冷水泵的水流量，水压在每台瓦斯泵供水管路上都安装了4～20MA转换器，把水压和水流量的模拟信号转换为数字信号，传输到集中控制系统的PLC内，再由PLC传到VCC画面，显示实时水压和水流量。此时，需要操作工集中精神观察各种数据，水压、水流量低需要手动开起冷水泵。如果司机巡视未及时发现，系统将按照停机程序停机。若矿井正在进行瓦斯抽采作业的情况下，会停止抽采，造成矿井瓦斯集聚超限，严重影响矿井安全生产。
因此对瓦斯抽采泵冷却水系统进行自动化控制，对瓦斯泵系统闸阀进行自动化改造。做到提前预警，在设定值下限自动开启，在设定值上限自动停止原先选择的冷水泵。三台冷水泵开起，水压和流量还达不到要求，自动系统将会自动停止瓦斯水环真空泵。在停止水环瓦斯前要把管路上的放空闸阀开起20秒，20秒后管路和瓦斯泵内的瓦斯排空，瓦斯泵停止。
每台瓦斯泵系统管路上都有水压和水流量传感器，如果其中一台瓦斯泵开启运行，系统就检测到运行侧的瓦斯泵的冷水系统正常，瓦斯泵才能开起。在瓦斯泵开启系统检测冷水泵，水压、水流量低于设定值。系统会自动开起备用冷水泵。并开启告警、指示，让操作司机知道原选择开的冷水泵出现问题，及时通知检修人员检修。开启备用泵后，水压和水流量达到设定最高值，系统自动停止原选择的有问题水泵。
如果两台泵系统水压和水的流量还达不到，系统会自动开起第三台冷水泵。水压和水流量达到最高设定值，系统会停止前面开起的两台泵。系统报警就不会停止，告诉司机要及时通知检修人员检修。经改造后，大大提高冷水系统的稳定性。从而保障了瓦斯抽采泵的安全运行，确保矿井安全生产。
3.放空闸阀改造
瓦斯抽采泵站两路进气管路到泵站，两路进气管路上有一联络闸阀相互连接，两路出气闸阀之间也有联络闸阀连接。两路进、出气闸阀侧均设有闸阀水封式防爆，防回火器、放空阀，放空管高10米以上高度，放水器等装置。管路进气侧安装了自动测量负压，流量、浓度、温度等数据涡街流量计。抽采泵站安设瓦斯抽采监控系统一套，监测管路内一氧化碳，瓦斯浓度、温度、流量、负压及设备开停机等参数。瓦斯管路中的放空闸阀原设计为人工开启，在事故状态下或停泵的情况下，都需要人工手动操作打开放空闸阀。这种操作方式效率低且容易造成误操作，瓦斯抽采系统极易误动作停止瓦斯泵。在非正常状态情况下停瓦斯泵，瓦斯管路和瓦斯泵体内可能存在瓦斯，这样会给正常检修工作带来一定的安全隐患。
通过PLC编程进行自动化控制改造，实现瓦斯泵发现异常系统会自动打开放空闸阀开到位20秒，管路和瓦斯泵体内瓦斯排空，系统控制会再次发出停机控制命令执行瓦斯泵停止。改造过后的瓦斯泵停泵时，系统会自动开起放空，放空闸阀开到位延时20秒后，随后自动停高压开关柜，停止瓦斯泵运行。
4.瓦斯泵进、出闸阀位置改造
瓦斯泵运行时，进、出进闸阀监测系统，监测系统检测闸阀开到位。如果进、出气闸阀不在开位置，系统也不报警也没有任何提示。进、出气系统闸阀不在开到位位置，也有可能系统出现问题闸阀位置接近关到位，会造成瓦斯泵带负荷一直运行，这样易造成瓦斯泵损坏，以及可能出现不必要的各类设备监测不正确。系统改造进、出气闸阀开机运行时，系统监测系统监测不到闸阀在开位置，系统自动报警提醒闸阀位置。报警十五秒系统还是监测不到进出闸阀开位置，系统按顺序开放空闸阀二十秒后自动停高压柜，这样确保瓦斯泵安全运行。
5、增加瓦斯泵站一键启停
开瓦斯泵只需要按一键启动，系统就按照顺序启动程序，控制启动配气阀开单位，各控制进气阀门，开冷水阀门，开冷水泵，冷却油泵，各阀门开到位，水压、油压正常开主瓦斯泵。避免操作人员未按操作系统顺序启动，设备开不起来，影响矿井瓦斯正常排放。增加一键启、停，只要按启动或停止，系统就按设定启、停顺序启、停。设定一键启、停避免人员误操作影响操作时间和误操作。
6.改造效果
改造后的地面瓦斯泵站，易于瓦斯泵站司机操作。提高瓦斯泵高效率运行，更安全性运行。从未因为运行中水压低，缺水烧毁和损毁泵体及配件事故。因为增加一键启、停，也未出现人员误操作事故。
参考文献
【1】王强 煤矿瓦斯抽放规范，瓦斯利用及瓦斯灾害防治综合治理技术手册【M】北京：煤炭工业出版社，2007。