矿井通风系统降阻技术研究.pdf

1 48 童 撼晨 甜技 2 0 0 7 年 增 刊 矿井通风 系统降阻技术研究 刘家伟 新汶矿业集团南冶煤矿， 山东新泰2 7 1 1 0 6 摘要文章主要介绍了南冶煤矿通风系统存在的问题， 利用风机性能鉴定和阻力测定结果对矿井通风系统分析研究， 找出 通风高阻段， 制定通风系统优化方案， 实施后取得 良好的节能降耗效果。 关键词 通风系统风机性能鉴定 阻力测定通风阻力 优化 南冶煤矿位于莱芜市区东南 5 ． 5 k m， 1 9 7 1 年投产， 设计 生产能力为0 ． 3 M t ／ a ， 2 0 0 4年核定生产能力为O ． 5 M t ／ a ， 开拓方 式为斜井多水平大巷石门开拓， 有 0水平、 一1 8 0水平和 一 4 o o g平 3个水平， 其中0水平和 一1 8 0 m水平已经开采完 毕， 生产主要集中在 一4 0 0 m水平。开采煤层为 2、 4撑、 1 5 ， 现主采煤层为 1 5 。历年来， 瓦斯鉴定均为低瓦斯矿 井， 煤尘具有爆炸性， 爆炸指数为3 84 1 ％。 1 存在问题 矿井通风采用对角式通风， 通风方法为抽出式 ， 回风井 为西风井和北风井。见示意图 1 。 图1 矿井通风系统示意图 西风井安装 G 4 7 3 1 1 N O 2 0 D型离心式通风机 2台， 电 机功率为 2 4 0 k W， 风 机叶片 角度为 ， 风井额定 风量 为 3 3 0 0 m ／ m i n ， 额定全压 3 0 4 0 P a ， 额定转速为 7 4 0 r ／ ra i n 。主要负 担 3 1 7 采区、 3 5 1 5采区、 3 5 2采区、 3 5 1 5西区的通风， 其中 3 1 7 采区、 3 5 1 5西区正在开拓。北风井安装 C , 4 7 3 1 1 N O 2 5 D型 离心式通风机 2台， 初期配备 1 3 0 k w 电机， 后期配备 2 6 0 k W 电机， 风机叶片角度为 0 0 。主要负责 ～4 0 0 m北区中一采、 三 采区的通风， 其中， 一采区已经回采完毕， 三采区正在开拓。 随着采场的转移 ， 生产集中在西风井的西翼， 由于生产集中， 风机超负荷运转， 通风系统的可靠性和稳定性有待提高。 1 ． 1 西风井进行主要通风机性能鉴定 411 0 功率 k 2 0 O O 风压 P a 2 7 0 0 1 8 O O 9 O O O ’ 、 ～ ． ＼ 一] 2 O 4 O 6 O 8 O 风量m 3 ／ s O O 效率㈣ 0 图2 西风井主要通风性能曲线 轮偏斜、 轴向和径向的间隙较大， 工作能力下降； 2 与通风 网络不匹配， 网络阻力过大。 1 ． 2 矿井通风阻力测定 采用逐点测定法测定 ， 用 2台 B J 一1 型精密气压计对矿 井进行测定。测定结果如表2 。 表 2 矿井通风系统阻力分布表 西风并副测系统 3 5 t 5 采区 线 西风并主测系统 3 S 2 采区线 进风段 采区段 回风段 进风段 采区段 回风断 巷道长度 m 4 2 13 4 l 6 9 l l 睁 5 1 5 8 3 4 8 2 l g 7 9 长度百分比 5 5 ．6 5 2 2 ． 3 9 2 1 ． 9 6 4 9 ． 0 4 3 3 ． 1 l 7． 8 6 ％ 通风阻力 P a 6 D 6 ． 4 2 l 8 8 4 3 ． ∞5 7 9 7 2 ．聊 7 9 3 ． 1 4 9 8 l 0 8 0 ． 5 8 0 7 5 4 1 ． 1 s 7 6 阻力百分比％ 2 5 ． 04 3 4 ． 8 l 加． 1 4 3 2 ． 8 4 4 4 ． 7 5 2 2 ． 4 I 从通风系统阻力分布表看 1 回风及采区内阻力较大， 经现场调查发现， 3 5 2采区 回风巷、 3 4 2 采区回风巷部分巷道断面不足 5 ， 拐弯多， 风 量大， 支护有损坏现象。 2 采区内部有局部阻力过大段 3 5 1 5运输机下段断面 小， 有一处锐角弯； 3 5 2 采区内运输机段部分断面小， 巷道变 形严重。 3 进风段局部地点风速过大， 一 4 0 0 m下车场段、 一 4 0 0 m 皮带井清理斜巷段风速达到 8 m ／ s 。 4 在进风段有 3 l 1 5运输上山未用于采区通风。 图2 为西风井通风性能曲线、 表 1 为工况参数。 表 1 西风井的工况参数 2 根据现场实际拟订优化方案 风机风量 风机风压 风机转速 电机输入 风机效率 年耗电量 ， s P a r ／ ra i n 功率 k w ％ k W． h 6 1 ． 5 2 4 5 3 7 4 0 l 7 0． 7 7 6 1 7 3． 8 l 0 5 由上述参数可以看出， 西风井效率偏低， 负压高， 风量 低。造成问题的原因 1 风机设备长期磨损和腐蚀导致动 2 ． 1 系统改造的条件 1 采取有效措施， 降低巷道阻力， 特别是采区内部和回 风巷段阻力。扩修巷道断面， 尽量减少风流经过路线长度， 利用现有的巷道尽量做到并联通风。消除局部阻力点 ， 消灭 维普资讯 2 0 0 7 年 增 刊 毒 艇爰 科技 1 4 9 锐角、 直角弯。 2 提高主要通风机的转速， 增大通风能力。 3 减少地面和采区内部漏风， 少建带调节风窗的设施， 提高有效风量。 2 ． 2 主要方案对比 方案 1 在现有通风条件下， 调整 3 1 7 采区通风系统 ， 将 3 1 1 5 运输机上山改为进风， 与 一 400 m管子井并联进风。 调 风后示意图 3 3 5 2 采区回风上山、 采区内运输机、 石门、 3 4 2 采区等地点扩修巷道， 断面达到 5 以上。 图3 调风后示意图 方案2 更换新型风机， 提高风井提风能力。 方案 3 更换风机电机 ， 增加风机转速。 对以上 3个方案进行 比较， 在现有的条件下， 方案 2 、 3 需增加设备投入， 在提高通风能力的同时增加了通风机的耗 电量。而且 ， 随着矿井西翼煤炭可采储量的减少， 生产规模 逐年缩小， 投入新的设备从服务年限和经济上都不合理。所 以在保持现有通风机状态不变的情况下， 优选方案 1 ， 通过降 阻达到提效的目的。系统优化后， 矿井通风系统见表 3 ， 工况 参数见表 4 。 表 3 ， 系统优化后矿井通风系统阻力分析表 西风井辐测系统 3 5 1 5 采区线 西风井主测系统 3 5 2 采区线 进风段 采区段 回风殷 进风段 采区段 回风段 巷道长度 m 4 加l4 l 6 9 l l 6 5 9 5 l 5 8 3 4 8 2 l 酆 I9 长度百分比％ 5 5 ． 6 5 2 2 ． 3 9 2 1 ． 9 6 4 9 ． 0 4 3 3 ． 1 l 7 ． 8 6 通风阻力 P a 4 8 2 ． 4 9 6 4 6 8 3 ． 2 辎 7 9 0 ． O 0 3 6 6 9 ． 224 4 8 0 o ． 3 3 0 9 4 7 6 ． 0 4 5 阻力百分比％ 2 4 ． 6 8 3 4 ． 9 3 4 0 ． 3 9 3 4 ． 3 9 4 1 l 4 2 4 ． 4 7 表4 通风系统优化后主要通风机的工况参数 风机风量 风机风压 风机转速 电机输入 风机效率 年耗电量 m 3 ／ s P a r ／ m i n 功率 k W ％ k W h 5 9． 9 l 9 8 2 7 4 0 l 5 4 7 5 1 3 5l 0 s 通过比较， 主要通风机年耗电量节约 1 5 万元左右， 降阻 后， 通风系统阻力分布趋于合理， 可靠性进一步提高， 满足了 生产的需要 。 3 思考 1 作为衡量矿井通风难易程度的等积孔， 由于采用前 进式开拓， 造成采区内部漏风大 ， 因此不足以证明矿井通风 系统的优劣， 只能作为参考。 2 采区系统优化应对通风设施进行优化， 减少风门和 调节设施， 避免主要进回风巷道之间连通。 3 由于采用对角式通风， 改变一翼通风机工况参数， 另 一 翼风机工况点也会发生变化， 所以优化通风系统也应对另 一 台风机进行检测。 作者简介刘家伟 1 9 7 7一 男， 大专， 助理工程师， 毕业于 华北矿业高等专科学校通风与安全专业， 现在新矿集团南冶 煤矿通防工区从事通风与瓦斯管理工作。 上接第 1 4 7页 煤中无机硫含量的唯一方法。有效降低煤 炭产品的含硫量可以在质量控制的“ 人、 法 措施 、 环” 中实 现 。 我国煤炭资源与区域经济成逆向分布， 东部地区国民生 产总值占8 0 ％以上， 资源仅占4 0 ％， 而西部正好相反， 大量的 煤炭资源需要从西部长距离运输到东部沿海经济发达地区， 试想如果不进行煤炭质量控制， 商品煤灰分、 含矸率每增加 一 个百分点， 全国2 1 ． 9 亿 t 煤炭， 无效运输的数目触 目 惊心， 在我国现有运力相对比较紧张的情况下， 不仅加大了铁路、 公路的运力负担， 而且造成大量的人力、 物力、 财力的浪费， 也不利于国民经济的长远发展。 3 煤炭质量控制是煤炭企业发展国际贸易的有力保障 2 0 0 5 年国外煤炭企业直接或间接进入中国市场 的煤炭 总量达 2 6 1 7万 t ， 出口煤炭 7 1 6 8 万 t 。随着中国加入“ wI o ” 组织 ， 煤炭企业在国内煤炭市场上面临的竞争对手不再仅仅 是国内企业， 而是诸如澳大利亚、 印度尼西亚、 越南、 俄罗斯、 蒙古、 朝鲜等国的国际煤炭企业的直接竞争。国内煤炭企业 中也有部分大型煤炭企业通过 1 ．5 0 9 0 0 0国际质量认证， 以质 量求市场， 以质量求竞争是这些煤炭企业通过 I S 0 9 0 0 0质量 认证的共 同 目的。 综上所述， 要确保煤炭产品质量优化， 煤炭企业只有在 总结以前质量控制经验的基础上， 一切按“ P ⋯ D C A循环” 办 事 计划 P P 1 a n 一执行 D D 0 一检查 C C h e c k 一处理 A A c ． t l o ， 科学地确定煤炭质量控制的指标、 重点控制工序、 因 素， 对质量标准体系加以改造， 使之达到精化、 定量和可操作 化， 由主观转向客观， 由间歇转向连续式管理， 以源头管理为 导向， 以落实质量控制责任为核心， 实现质量控制的重点由 下游向上游、 由结果向原因、 由被动向主动的转移， 才能从根 本上解决煤炭企业质量控制问题。 作者简介盛长增 1 9 9 2年毕业于山东矿业学院济南分院， 煤质工程师、 经济师， 现在淄博矿业集团煤炭运销公司从事 煤质洗煤管理工作。 维普资讯