陈四楼矿主要通风机改造方案分析.pdf

1 概况 陈凹偻矿是 一座 设 计能力 为 2 4 0万 t ／ ． 的特大 型 现 代化矿 井， 1 9 9 7年 1 1月正 式 投 产 。 采 用立井单水 平上 、 下 山开 拓 ， 煤 种 系优 质无烟煤 ． 为低瓦斯矿井， 煤 层无 自然发火顺 向 ． 煤 尘 亦 无爆炸 危 险。矿 井计 划 在 3 a内 达 产 。 该矿现 为中央并 列抽 出式 通 风方 式 ， 现 有 3个井筒 主井 、 副井和 中央 风井 。副 井为 主进 风井兼提 人提 料， 主 井主要 用来 提 煤兼 作辅助通风 ， 中央 风井 回风。矿 井生 产 后期 将在南北翼 各增开 一条 南北 风 井． 形 成 两翼 对角式通 风 系统。现 在 中央 风 井 安 装 2台 K4 7 30 2 N o 2 8 F风 机作 为矿 井 的 主要 通 风 机 。 风机运行 采 用 串级 调 速， 串调 范 围 4 3 0 ～ 5 9 2 r ／ ml n ， 1 9 9 6年 6月运转 后 ． 因当 时供 电系统 电阿 电压不稳， 主串调速无法 使用， 通 风机一直在 5 9 2 r ／ mi n ， 耗 电量 9 0 0 k w／ h以 上。后串调 投 入 使 用 后， 用 电量 大 大 减 少。 现在风机运行转速为 4 3 9 r ／ ml n ， 根 据计 算现 时期需风量 为 7 7 4 0 ／ mi n 考虑 1 ， 2 5的配 风系数 ． 因 风 井风硐 内的 立 闸 门 全 部 提 起 4． 5 m 时矿 井进 风 量较 大 ， 故 采 用 降低 立 闸门调节 ． 现在立闸 门提起高 度为 1 ． 2 m， 井 下风 量 稳 定 在 8 4 0 0 m’ ／ rai n左 右． 根 据 实 测 ． 现在 平均每小时耗 电为 4 3 8 k w。 因现 时 期 风 机 在 4 3 9 r ／ mi n转 速 运行 下． 立闸门不能全部提起， 人为地增加 了矿井 的通 风阻力 ． 仍 然造成 部分 能 量损 失 。为最 26 大限度地减少能量损失． 保证通风机经济合 理运行 ， 需对主要通风机 进行改 造。 2 改造前后有关参 数对 比分析 2 ， 1矿井 需 风 量 根据 陈四偻矿 的地 质条 件和 生产 状况， 达 产时要有 2个综 采面 、 1个高 档 面 回采， 1 个综 采面 、 1 个 高档面 备用 。为 了满 足正常 的采掘接 替． 要 有 1 O个 掘进 面 掘进 ， 独立通 风的硐室主要 有 井下火 药库 ，一3 7 0 m变 电 所， 主井装载问硐室 ， 南 、 北胶 带机头硐室， 采 区变 电所及绞 车房 各 3个考虑 中央泵房 、 中 央变 电所、 井下 材料库 等 硐室 的 回风 流又进 入南北翼进 风流 中． 故不 做计 算 ， 另 外其它 用风地点 如采区煤 仓按 2个 ， 其它行 人巷道 按 2个 巷道配 风考虑 ， 经 计 算 需 风量 8 5 3 1 m’ ／ mi n ， 其 中主 井进 风 7 5 5 m3 ／ ml n ， 副井进 风 7 7 7 6 I ／ ml n 。 现 阶段 矿井需要风 量。根据现在的生产 布局 有 2个综采面和 1个 高档 普采面 ， l 1个 掘进 面及硐 室， 需要 风 量 7 7 4 0 ／ mi n 。其 中主 井 进 风 7 5 5 I ／ rai n ， 副 井 进 风 6 9 8 5 m’ ／ ml n 。 2． 2矿井 通 风 阻 力 本次 风机改 造 前 5 a为 一个 阶段 ． 因 此最大阻力路线选 择现 时期与 5 a末 两个时 期的最大阻力 路线。 经计算 ． 现 时期 通 风系 统 阻力 hf 】 9 8 4 ． 2 P a ， 矿 井通 风 系统 总阻力 h m l h f 】 x1 ． 21 1 8 1 P a ． 5 a末通风系统的 阻力 h n1 6 4 2 ． 3 P a 、 矿井通 风 系统 总阻力 h 2 h＆1 ． 2 1 9 7 0． 8 P a 。 维普资讯 第 6 期 煤 矿 安 全 1 9 9 9 年 6月 2． 3风 机 风 量 及 风 压 1 风机风量 根据 计 算． 现 时 期 矿 井需 风 量 为 7 7 4 0 m’ ／ rai n 。 5 a末需风量 为 8 5 3 1 m’ ／ rai n ， 外部 漏风系数按 5 ％考虑。 则风机风量为 Qf l 7 7 4 O ／ O 9 5 8 1 4 7 m’ ／ ml n 1 3 5 ． 8 m ／ s 0 8 5 3 1 ／ 0 ． 9 5 8 9 8 0 m’ ／ rai n 1 4 9 ． 7 m ／ s 2 风机 风压 在抽出式通 风 矿井 中 。 对 离心 式风 机计 算其 全压 H H t l 1 3 5 8 P a H 2 1 5 3 ． 6 Pa 3 风机工 作风阻 Rt l 0． 0 7 3 6 k g ／ m7 R 0． 0 9 6 1 k g ／ m7 2 ． 4风机 轴功 率及 电机功率 陈四楼 矿主要 通 风机 为 离心式 风机 ， 两 个 时期轴功率分别为 N l HdXQf I X1 0 一 ／ 可 d Nm HeXQ X1 0 ／ 根据去年 1 0月矿井 主 要通 风机性 能 测 定结果 ， 可推算出 “0． 6， r l a0． 6 5 N l 3 0 7 k W Nm 4 9 6 k W 如取 电机效 率 N 为 0 ． 9 2 ， 则电机实耗 功率 N 3 3 4 k W Ne 2 5 3 9 k W 如重新选择主 要通风机． 风机效率 。 分 别取 0 ． 7 5 、 0 ． 8 5 ， 则 N 。 l 2 4 6 k W N 1 2 3 7 9 k W 电机实耗 功率 Nd 2 6 7 k W N e 2 41 2 k W 3 主 要通 风机 改造 方案 根据 陈四搂 矿的 实际 情况 ， 本 着不 影响 生产。 施工 方便 ， 安装 简单 的原 则， 选 择 以下 3种方案 方案 I 重 新选择 风讥及电动机。 在满 足 两个时期 风量 、 风压 要求井 尽量 在 高效 区运 行 的情 况下 ， 选 择 B DK6 5 B一1 2一№3 2型轴 流式通 风 机， 配套 电机 N5 5 0 k W ， 转 速 n 4 9 0 r ／ rai n ， 两个 时期的工 况点为 初期 H， l 1 3 3 0 P a 0l 1 3 6 m’ ／ s J 3 6 。 0． 7 5 N l 2 5 5 k W 5 a末 H 21 2 0 P a Q2 1 5 0m’ ／ s 4 2 。 0． 8 5 N24 0 7 k W 式 中 叶 片安 装角 ，静 压效 率 ； N 电机所 耗功率 NHs 。X1 0 ／ 玑。 方案 Ⅱ 重新选 择 低转 速 小功 率 电机更 换现有风机的 电机， 在 风机电机转 速 4 3 9 r ／ ml n 、 风 硐 内风道 的 立 闸门全 部打 开时， 实 测矿 井进 风量 为 1 6 7 ． 4 ／ s 。 排 风量为 1 7 2． 4 m’ ／ s 。 根据 同一 风机 在不 同转速 遵 循 的 比 例定 律原则 l ／ n 2 Q1 ／ Q2 得 初期 口i1 3 6 m ’ ／ s ， 转速 3 4 6 r ／ mi n， Nl 3 3 4 k W ； 5 a末 Qr1 5 0 ／ s ， Q主1 5 4． 5m3 ／ s 外部漏 风率 实 测 为 3 ％ 。 转 速 3 8 2 r ／ ml n ， N2 5 3 7 k W 其 中 Nl 、 N2为 2个不 同 时期 电机实耗功 率数 。 因此可选择 N6 5 0 k W． n4 5 0 r ／ rai n 的 电机 ， 同时还 需 要对原 电机 串调装 置进 行 调整， 使 电机可在 3 4 0～4 5 0 r ／ mi n之 间任意 27 - 维普资讯 第 6 期 煤矿 安 全 1 9 9 9年 6月 调 节 。 方 案 Ⅲ 改造 串调装 置 ， 增 加 设备 ， 扩大 串调范 围， 进 一步降低原 电机的转 速， 将下限 值扩大到 3 4 0 r ／ rai n 。 4 改造方案经济分析 方 案 I 购 置主 要通 风 机及 电机 等设 备 需 1 2 0万 元， 辅 助 工 程 需 2 0万 元 ． 总 投 资 l 4 0万元， 改造 第一年平均每小时用电 N 2 5 5 k W， 5 a末 4 0 7 k W． 按用 电量在 5 a内均 匀增加计算， 5 a 内平均每小时用 电 N3 3 1 k W； 而不进 行 改造时 ， 其 功 率 N 4 3 8 k W ， 平均 每 小时 节 电 1 0 7 k W． 电费每 度按 0 ． 4 2 元计算， 5 a内共节约电费 E1 9 6 ． 8万元。 方案 Ⅱ 购 置 电机及 安 装 改 造 需 3 O万 元 ． 串调 设备改 造 需 l 5万 元． 总投 资 4 5万 元， 更换电机后． 因现有风机运行效率低， 仅 在达产 前 2 a内可节约 电费． 前 2 a内， 其功 率 消耗 N3 3 4 k W． 则 2 a内可 节约 电量 E 7 6 ． 5万 元 。 方案 Ⅲ 改造 串调设备 ， 购置设备及技术 改造费用约 3 5万元， 改造 后 2 - a内节 屯 费约 为 E7 6 5万元 。 三种方案经济 比较 如下 方案 I 总投资 1 4 0万元 ． 5 a内节 约 费 用 1 9 6 ． 8万元 ， 净效 益 s 6 ． 8万元 。其 优缺 点 不需改动 现有 风 机及装 置， 教 益稍 大， 但 所购的 风机 噪声 大 ， 影响工 业广 场 内的环境 卫生 。 方 案 Ⅱ 总 投资 4 5万元 ， 5 a内节约费用 7 6 ． 5万元， 净效 益 3 1 5万元。其 优缺 点 投 资较少， 但需要对现有电机底盘改造， 5 a 后 还需换 回原 电机， 安装 困难 ， 且改造期 间只能 保证 l 台风机正常运转。 方案 Ⅲ 总投资 3 5万元， 5 a内节约费用 7 6 ． 5万元． 净效益 4 1 5万元。其优 缺点 投 资 最少 ， 不需改变 现有 风机及 电机， 但技 术难 度较大。 5 结论 综上分 析， 3种 改造方 案 均 能取 得一定 经 济效 益， 前 2种方 案所存 在的 缺点不 利干 保证矿井安全 生产 ， 方 案 Ⅲ较 为合理 ， 因此 ， 应选择方案 Ⅲ． 即改造现有风机 串调装 置． 将 串调范围扩大到 3 4 0 --5 9 2 r ／ rai n 。 作者 简介白景盥 ，男． 1 9 6 1年 出生 ． 高衄 工 程 师 ． 1 9 8 3年 毕 生 于 山 西 矿 业 学院 ， 现 任 永 城 煤 电 集 团舟 司安 监处 北长 ． 曹盅 表论 文 7篇。 地址 河南省 永 城 市 蟀蝙 4 7 6 6 0 0 。 收镐 日期1 9 9 80 33 0 ； 青任 蝙辑率端 年 索 素 素 素 舟 素 素 素 素 毋 毋 素 素 毋 毋 毋 素 毋 毋 毋 毋 案 毋 毋 毋 毋 毋 毋 毋 毋 毋 案 毋 毋 毋 毋 舞 毋 舞 舞 骨 索 ， } 褰 征稿启事 萎 书 ， } 索 ， } 豢 为了 满 足广大露天 煤矿 读者的需 要， 本刊开 设了 ‘‘ 露 萋 褰 天安 全” 栏目 ， 欢 迎广大 从事露 天 煤矿安 全专业的 技术 和 薯 豢 管 理工 作人员 积极 投稿。 萋 褰 煤矿安 全 编辑部 萋 索 垛11J 艾 ， 猁科即 ， } 索 ， } 摹 羊 羊 苷 羊 苹 摹 羊 羊 葶 葶 苷 羊 葶 苷 苷 苷 苷 苷 苷 苷 葶 苷 苷 苷 苷 苷 苷 苷 苷 苷 苷 苷 苷 苷 苷 苷 苷 羊 苷 每 2 8 维普资讯