礦井主通風機的選型設計

呂人杰

華興能源有限責任公司唐家會煤礦，內蒙古鄂爾多斯 010300

目前國內大型礦井在主通風機選型時，為考慮通風安全，風量、負壓等數值選取偏大，造成風機能力過大，往往形成“大馬拉小車”情況。在滿足安全生產的情況下，對主通風機進行合理的選型，不但會為煤礦帶來明顯的經濟效益, 也可減排噪聲污染，具有十分重要的意義。

1 概況

唐家會礦井設計生產能力6.00Mt/a，礦井為瓦斯礦井，各煤層瓦斯含量均較低。采用中央并列式通風系統，抽出式通風方式，主斜井、副立井進風，回風立井回風。

礦井于2010年11月開工，預計2013年投產。前期井下共布置一個綜采工作面，1個綜放工作面，4個綜掘工作面，2個巖巷掘進工作面；困難時期時，井下共布置2個綜放工作面，6個綜掘工作面，3個巖巷掘進工作面。根據風量及負壓計算得：前期礦井需風量為252m3/s，負壓為631.43Pa；后期礦井需風量為280m3/s，負壓為2588.81Pa。

2 通風設備方案比較

由于礦井施工速度快，建設周期短，在三井貫通后主通風機即投入使用，在初期礦井需風量及負壓較小情況下，要求主通風機各工況點達到最佳，且主通風機房施工及主通風機安裝必須短期內完成，綜合以上因素，最終優選了3種方案，具體如下：

方案一：選用FBCDZ型礦用防爆對旋軸流式通風機，屬于國內90年代中期開發的產品，已經在國內礦井得到大量的應用，其兩級葉輪既是工作輪又互為導葉，反轉反風，反風量較大，反風時間短；佩帶風門、消音器、擴散筒，安全簡單、施工周期斷，維護工作小；不需要建風機房、可露天布置。但是由于通風機電動機安裝在風機輪轂內，需要裝設防爆電動機。

方案二：選用的ANN型軸流式礦井通風機是Howden公司的產品，采用C型輪轂比以往的N型輪轂強度高，更安全可靠；風機技術性能先進、運行效率高、高效區域寬廣。采用動葉可調的調節方式，啟動力矩小，并可適時不停機調節葉片角度以適應風量負壓要求；該風機采用反轉反風，反風時間短；結構設計合理，主電機安裝在進風側，傳動軸較短，便于安裝、維護；產品佩戴集氣箱、電動百葉風門、潤滑油站、風壓測定裝置、消音器等、成套性強，噪音小。但是該風機由于主要部件在國外生產，備品配件價格比較高，加工時間較長。

方案三：選用的GAF型軸流式礦井通風機是80年代全套引進TLT公司技術，由上海鼓風機廠生產。采用停機一次性整體調節葉片角度方式，反風量大；產品佩帶消音器、箱式風門、軸承潤滑站、喘振報警裝置、通風測定裝置等，成套性強。但由于主電機安裝在出風側，同時擴散塔較高，為避免基礎的不均勻下沉，基礎處理難且工程量大；占地面積較大，安裝調試復雜，施工周期長，裝置設備多、維護量稍大。反風時需要調節葉片角度，操作時間長。

通過以上3種方案比較，決定選用方案一FBCDZ型礦用防爆對旋軸流式通風機。

3 選型計算

1）經計算前期風機風量為277.2m3/s，負壓為831.43Pa；后期風量為308m3/s，負壓為2788.81Pa。礦井初期生產時，不采用臨時主通風機，而是直接采用永久主通風機，由于初期礦井需風量、負壓較小，與礦井通風容易時期風量、負壓相差較大，決定采用單機變頻方式來達到運行的最佳工況，變頻后工礦點及風機曲線見下圖。

FBCDZNo.36主通風機 單 級變頻運行性能曲線FBCDZNo.36主通FBCDZ-10-№36型主通風機，單級變頻運行曲線。

經驗算，在風機運行初期如果不使用變頻裝置，則風機能耗大于國家發展改革委、國家環保總局《關于印發煤炭工業節能減排工作意見的通知》發改能源〔2007〕1456號文件中關于“主通風機電耗，軸流式應低于0.44千瓦/·百萬立方米帕”的要求。并且風機運行前期工礦點效率過低。為提高風機工作效率，在礦井生產初期及通風前后期，風機均采用變頻運行，能達到最佳工況點。

4 選型結果

通風機：FBCDZ-10-№36型防爆對旋軸流風機2臺，1臺工作、1臺備用。

電動機：礦井移交生產時期配南陽防爆電機廠生產的YB系列10極電機，功率2×280kW，電壓10kV，移交生產時期電機單機運行，并配變頻裝置一套；運行前期配YB系列10極電機，功率2×280kW，電壓10kV；運行后期配YB系列10極電機，功率2×710kW，電壓10kV，風機運行前、后期更換電機。

根據以上參數，選用的FBCDZ-10-№36型對旋防爆軸流風機，它具有高效、節能、低噪聲，節約基建投資和反風速度快的特點。該風機噪聲小，可不設消音器，并可反轉返風，風門選用2臺電動蝶式風門，功率11kW，電壓380V。

5 結論

在主通風機選型上，一是必須根據礦井生產實際，準確計算出礦井前后期需風量及負壓變化情況，在此基礎上，進行主通風機合理選擇；

二是合理選用配套電機, 防止前期大馬拉小車和后期小馬拉大車現象；

三是瓦斯含量較低的礦井中，選用FBCDZ系列防爆對旋軸流風機，不需建造擴散塔，施工周期短，資金投入小，采用變頻控制系統后更是具有節能降耗的重要優點。

[1] 武永勝, 李旗；利用變頻技術實現煤礦主通風機節能運行.煤礦開采，2008.