礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造方法分析

畢向陽

(開灤(集團(tuán))蔚州礦業(yè)有限責(zé)任公司,河北蔚縣 075700)

礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造方法分析

畢向陽

(開灤(集團(tuán))蔚州礦業(yè)有限責(zé)任公司,河北蔚縣 075700)

隨著礦井逐漸向井田邊界開采,巷道長度不斷延伸,通風(fēng)路線加長,風(fēng)洞斷面小,通風(fēng)阻力隨之增加,供給作業(yè)場所風(fēng)量不能滿足要求。針對礦井存在問題,對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造,使主要通風(fēng)機(jī)通風(fēng)能力與之匹配,及時(shí)調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng),提升通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)作效果。

礦井 通風(fēng)系統(tǒng) 改造方法

礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)方法、通風(fēng)方式及通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的總稱。礦井通風(fēng)的基本任務(wù)是向井下工作場所連續(xù)不斷地供給足夠的新鮮空氣,供給井下人員呼吸所需的氧氣;將沖淡井下所有的有害氣體和礦塵后空氣排出地面,保證井下空氣質(zhì)量并礦塵濃度限制在規(guī)定的安全范圍內(nèi);調(diào)整井下巷道和工作場所的氣候條件,滿足井下規(guī)定的風(fēng)速、溫度和濕度的要求,為工作人員創(chuàng)造良好的作業(yè)環(huán)境。南井有主、副兩個(gè)斜井,采用斜井單水平開拓方式,通風(fēng)方式為中央并列,通風(fēng)方法壓入式,主斜井進(jìn)風(fēng),副斜井回風(fēng),通風(fēng)方式為中央并列式,通風(fēng)方法壓入式。

1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造前

礦井主要通風(fēng)機(jī)型號為BK-54-6-№14,安裝兩臺,一臺工作,一臺備用,葉片角度為45°,工作風(fēng)量為940～1750m3/min,配備電機(jī)型號UBT-225M-6,功率30kW,額定轉(zhuǎn)速980r/min。礦井總進(jìn)風(fēng)量1429.6m3/min,總回風(fēng)量1433.6m3/min。生產(chǎn)區(qū)域?yàn)閮蓚€(gè)采區(qū),布置兩個(gè)回采工作面、四個(gè)掘進(jìn)工作面,根據(jù)通風(fēng)計(jì)算全井需要風(fēng)量1335m3/min,礦井需要風(fēng)量與安裝的主要通風(fēng)機(jī)BK-54-6-№14的總進(jìn)風(fēng)量基本持平,根據(jù)礦井通風(fēng)能力核定標(biāo)準(zhǔn),礦井應(yīng)有1.25倍的通風(fēng)富裕系數(shù),礦井通風(fēng)富裕系數(shù)不足。為了延長礦井服務(wù)年限,需對礦井資源進(jìn)一步挖潛,開拓巷道不斷延伸。隨著生產(chǎn)區(qū)域的擴(kuò)大,礦井通風(fēng)區(qū)域增加,需供風(fēng)量增加,通風(fēng)路線加長,通風(fēng)阻力增大,通過上述分析,安裝的主要通風(fēng)機(jī)BK-54-6-№14不能滿足礦井安全生產(chǎn)的需要,必須進(jìn)行礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造。

圖1 主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況圖

2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造方案

2.1 礦井需風(fēng)量計(jì)算

Q=(∑Q采+∑Q備+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其他)×K

=(672+336+1014+180+0)×1.25

=2752.5m3/min

=45.88m3/s

式中∑Q采——各采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量之和,672m3/min;

∑Q備——備用工作面實(shí)際需要風(fēng)量之和,336m3/min;

∑Q掘——各掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量之和,1014m3/min;

∑Q硐——各獨(dú)立通風(fēng)硐室實(shí)際需要風(fēng)量之和,180m3/min;

∑Q其它——除上述之外的其它用風(fēng)地點(diǎn)所需風(fēng)量之和,0m3/min;

K——礦井通風(fēng)系數(shù)取1.25～1.30。該處取1.25。

通過以上計(jì)算,礦井總需風(fēng)量達(dá)到2752.5m3/min(45.88m3/s)即可滿足要求。

2.2 主要通風(fēng)機(jī)選型

2.2.1 礦井通風(fēng)總量

容易時(shí)期:Q易=55.41m3/s

困難時(shí)期:Q難=52.93m3/s

礦井通風(fēng)風(fēng)壓:

容易時(shí)期:H易=1065.4Pa

困難時(shí)期:H難=1291.6Pa

礦井通風(fēng)方式:壓入式。

2.2.2 選擇通風(fēng)機(jī)

為減少資金投入,更換西細(xì)莊礦替換下來的主要通風(fēng)機(jī),其型號為FBCDZ60C-6-NO.18,葉片運(yùn)轉(zhuǎn)角度30°,電機(jī)型號YBF280M-6,轉(zhuǎn)速985r.pm,功率2×55kW。

表1 礦井通風(fēng)容易時(shí)期網(wǎng)路特性曲線計(jì)算表

表2 礦井通風(fēng)困難時(shí)期網(wǎng)路特性曲線計(jì)算表

表3 礦井主要通風(fēng)機(jī)選型計(jì)算結(jié)果表

2.2.3 確定通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況

容易時(shí)期工況點(diǎn)

計(jì)算數(shù)據(jù)如表1所示。

在主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況圖(圖1)中作礦井通風(fēng)網(wǎng)路特性曲線與通風(fēng)機(jī)網(wǎng)路特性曲線交于M1點(diǎn),此點(diǎn)即為通風(fēng)機(jī)容易時(shí)期工況點(diǎn):

Qmin=55.82m3/s,Hmin=1081.5Pa,ηsmin=0.83,安裝角為30°。

困難時(shí)期工況點(diǎn)

計(jì)算數(shù)據(jù)如(表2)所示。

在主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況圖(圖1)中作礦井通風(fēng)網(wǎng)路特性曲線與通風(fēng)機(jī)網(wǎng)路特性曲線交于M2點(diǎn),此點(diǎn)即為通風(fēng)機(jī)困難時(shí)期工況點(diǎn):

Qmax=54.65m3/s,Hmax=1377.2Pa,ηsmax=0.83,安裝角為35°。

2.2.4 計(jì)算電動機(jī)功率

容易時(shí)期電機(jī)功率

式中sh——通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)效率;

h——傳動效率,0.98。

困難時(shí)期電機(jī)功率

式中sh——通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)效率;

c

h——傳動效率,0.98。

2.2.5 反風(fēng)方式

主要通風(fēng)機(jī)通過反轉(zhuǎn)反風(fēng),反風(fēng)量可以達(dá)到正常風(fēng)量的60%以上。

2.2.6 結(jié)論

通過以上計(jì)算,可以采用西細(xì)莊礦替換下來的主要通風(fēng)機(jī)FBCDZ60C-6-NO.18,其運(yùn)行工況見(表3)。

對于本風(fēng)機(jī)來說,困難時(shí)期變頻調(diào)整電流頻率為46.9Hz,即轉(zhuǎn)速比為0.938,功率為原額定功率的90.78%,功率節(jié)省量:97.2/0.9078-97.2=9.87kW,則每年節(jié)省電:9.87×24×365=86479kWh。

3 結(jié)語

主要通風(fēng)機(jī)經(jīng)過運(yùn)行后,對井下各用風(fēng)風(fēng)量進(jìn)行了測定,滿足供風(fēng)需求;同時(shí)主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓、電壓、電流等參數(shù)的監(jiān)測,一切運(yùn)行正常,使礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全、可靠,提高了礦井抗災(zāi)變能力,實(shí)現(xiàn)了礦井安全生產(chǎn)。

[1]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.《煤礦通風(fēng)能力核定標(biāo)準(zhǔn)》(AQ1056-2008)[M].

[2]劉殿武,楊勝強(qiáng).礦井通風(fēng)技術(shù)[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2009.08.01.

畢向陽(1964年8月—),籍貫:河北蔚縣,通風(fēng)工程師,2014年1月畢業(yè)于西南科技大學(xué),機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化專業(yè),現(xiàn)任安全礦長,從事安全管理工作。