礦井通風設備的選型和維護研究

張永紅

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礦井通風設備的選型和維護研究

張永紅

(陽煤集團陽煤二礦，山西 陽泉市 045000)

礦井通風直接決定著井下生產安全，是整個礦井的核心環節，以某礦地質條件為工程背景，通過計算礦井通風所需風量、通風風阻以及所需電動機輸出功率，選擇FBCDZ-6-No.22型防爆對旋軸流式通風機和YBF450M2-6型電動機，針對通風設備故障制定合理的通風設備維護措施，起到了提高礦井通風效率，延長通風機使用壽命的重要作用，在實際生產中具有重要的指導意義。

礦井通風；設備選型；通風機；電動機；設備管理

礦井通風是井下生產工作開展的前提工作，是礦井建設中的關鍵性環節，對井下安全發揮著重要的作用[1-3]。實現礦井通風的礦井通風設備的合理性是前提條件，許多學者對通風設備的選型進行了研究，通過計算風量和風阻，從而選擇合理的通風設備，同時，許多學者對通風設備維護措施進行研究，對延長通風設備的壽命，提高通風設備的使用率具有重要的作 用[4?6]。本文結合某礦地質條件，進行通風機選型和維護措施分析。

1 主通風機方案

1.1 主通風機選型

某礦井采用中央并列式通風，5個進風井和2個回風井，根據礦井地質及生產條件分別計算井下通風容易時期和困難時期所需要的風量，最后得出井下通風容易時期所需風量約為173.6 m3/s，相應的通風阻力為892.3 Pa，困難時期風量需達到182.3 m3/s，通風阻力為1113.8 Pa。

風機漏風系數取1.05，該礦井在通風容易時期和困難時期所需通風機提供的風量分別為182.28 m3/s和191.42 m3/s。

通風機的風壓計算時需要考慮高差，該礦井的回風井和進風井之間具有一定的高差，不能忽略自然風壓的影響，且在冬季自然風壓利于通風，風阻較小，但在夏季自然風壓對風流有一定阻力作用，加大了風機工作量，因此，計算風壓時加上自然風壓，最后得出自然風壓在冬季為121.8 Pa，夏季為184.9 Pa。

通風機自身阻力，取200 Pa，最后計算得出井 下通風容易時期和困難時期通風機的風壓分別為1214.1 Pa和1498.7 Pa。

通風機工作在容易時期和困難時期的工作風阻為0.036，0.041 N?s2?m?8。

根據所計算的結果以及選型原則，結合通風機特性曲線，最后選擇FBCDZ-6-No.22型防爆對旋軸流式通風機。

1.2 電動機選型

電動機輸出功率計算時同樣需要考慮通風容易時期和困難時期的輸出功率，計算公式如下：

式中，表示通風機的效率，容易時期取68%。困難時期取80%，將前面計算結果代入上式計算得出通風容易時期的輸出功率1為321.97 kW，困難時期輸出功率2為358.6 kW，當1＞0.62時，選用一臺電動機，反之需要多臺電動機共同運轉。顯而易見，1＞0.62，故一臺電動機即可滿足工作條件，經查表選用YBF450M2-6型電動機，額定功率為800 kW。

2 通風設備維護

2.1 通風設備故障原因

通風機作為礦井通風的主要部件，其穩定性直接關系到整個礦井的通風，由于人為或者其他外在原因等可能造成通風機及相關部件發生故障，分析故障的原因對于提高通風設備的工作效率具有重要的作用，通風設備可能發生故障的原因有以下4點。

(1) 進出氣管道可能破裂或被堵塞，無法很好地控制風量，同時長時間不更換密封圈，密封圈可能發生損壞，從而損傷風機的葉輪。

(2) 通風設備上的閥門和壓力表發生故障導致風機工作狀態失穩，長時間運轉可能使轉子發生損壞，降低其使用壽命。

(3) 由于硬物或者其他具有腐蝕性的物質使葉片發生破壞，從而影響葉輪的正常運轉；另外，如果通風機在較長時間內一直處于超負荷運行狀態，葉片端面可能產生松動，影響其壽命。

(4) 由于電動機和通風機的主軸不在同一直線上，造成軸襯磨損嚴重，同時，澆筑作業不符合規定，也可能造成軸襯表面發生損壞。

2.2 維護措施

(1) 加強電動機的日常清理，及時阻止灰塵或者油污進入電動機內部，如果雜物進入電動機內部，應及時向電動機內注入壓縮空氣，壓力約為0.1～0.2 MPa，對電動機進行及時有效的清理。

(2) 應用相關設備對軸承的溫度和油位等進行檢測，防止油位降低或者溫度過高損壞設備，軸承內的油液間隔一定時間進行更換，更換前對軸承要進行全面的清理，保證油環不出現卡死現象。同時，油環的表層要保持清潔，防止運行中產生火花，保證電刷的正常運行，防止出現磨損，磨損時要及時更換。

(3) 對高壓開關柜、通風機聯軸器、葉片要進行定期檢測，保證高壓開關柜螺栓齊全以及儀表正常，防止聯軸器和葉片出現松動現象，保證通風機的正常運行。

(4) 建立通風系統監測體系，對礦井通風系統進行實時監測，及時發現通風系統存在的問題，并采取相應的措施阻止事故發生，同時監測系統可以減少大量人員，提高整個系統的工作效率。

3 結 論

本文針對某礦地質條件，計算了該礦井條件下所需通風的風量和風阻，在此基礎上根據通風網絡特性曲線選擇了FBCDZ-6-No.22型防爆對旋軸流式通風機，并對電動機所需輸出功率進行計算，最后查表選用了YBF450M2-6型電動機。

在選擇合理的通風機及電動機的基礎上，分析了通風設備發生故障的原因，提出了合理的維護措施，對提高通風機的使用壽命具有重要的作用，對礦井安全生產具有重要的指導意義。

[1] 裴軍軍.煤礦礦井通風及通風設備的選型淺談[J].能源與節能,2016(08):10?11,19.

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[4] 張 坤.礦井通風設備選型及其計算[J].內蒙古煤炭經濟, 2016(01):131+135.

[5] 郭大輝.淺談煤炭企業礦井通風系統設計要點[J].科技展望,2015,25(10):192.

[6] 郭國兵.礦井通風設備選型方案的探討及計算[J].山西科技,2013,28(04):49?51.

(2018?09?19)

張永紅(1968—)，男，山西陽泉人，工程師，從事通風與安全工作。