煤矿通风系统存在的问题及改进途径.pdf

第 2 4 卷第 4期 2 0 0 8 年 2月 甘肃科技 Ga n s u S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y VrD z ． 2 4 No ． 4 Fe b ． 2 00 8 煤矿通风 系统存在的问题及改进途径 赵 红 窑街煤电公司设计院， 甘肃 兰州 7 3 0 0 8 4 摘要 阐述了目前矿井通风系统存在的问题， 并提出了改进措施。 关键词 通风系统 ； 存 在问题 ； 改进途径 中国分类号 T D7 2 4 矿井通风系统是矿井生产系统 的重要组成部 分， 它对矿井的稳产高产 、 防灾抗灾能力 和矿井的经 济效益有着重大的影响。矿井通风系统 由多个要素 组成 ， 各要素之间存在着有机的联系 ， 彼此又相互影 响。为使矿井通风系统整体最优 ， 必须使各要素之 间相互协调 ， 而要使其高度协调 ， 必须首先对通风系 统运行现状进行分析， 找出存在的问题 ， 以寻求改进 途径。为制定现有通风系统的科学管理方案和选择 通风系统改造方案提供依据。 1 目前矿井通风系统存 在的问题 1 ． 1 主要通 风机 的运 行效 率低 据对 3 O 个矿务局使用老型号轴流式通风机 的 1 0 0个风 井 的调 查 ， 4 9 9 ， 6 的风 井 风 机 运 行 效 率 低 于 5 O ， 造成电能的元谓消耗。 1 ． 2 通风阻力大 。 阻力分布不合理 据分析， 在全 国国有重点煤矿总风量为 5 2 3 0 0 ／ s 的情况下 ， 矿井通风阻力每减阻 9 ． 8 P a， 每年就 可节 电 9 0 0万 k W h ， 节 约 电 费 7 2万 元 以上 。例 如， 窑街某矿四号井 的回风立井 和风硐 ， 全长只有 5 6 m 占系 统长度 的 2 ， 其 阻力 却 占总阻 力 的 5 O ， 其 回风段中一个拐弯处阻力相当于 1 0 0 0 n l 长 巷道的阻力。淮南某矿 1 8系统中一段长 7 0 i n回风 巷的通风 阻力 达 9 0 5 ． 7 P a ， 占系统 总阻力 的 2 8 ． 4 6 9 ， 5 。淮南某矿回风道 中一处未拆除的风门门垛造 成 1 0 0 P a的阻力损失 ， 占总阻力的 3 ． 4 。造成 回 风巷通风阻力过大的原因是 风量大而通风断面小 ， 堆积物多， 风速过大等。 1 ． 3风量不 足 有的矿井 由于全矿或采掘面供风量不足 、 或风 量串联使用次数过多， 往往造成某些地点瓦斯积聚 、 矿 尘浓度 超标 ， 直接 威 协着 安全 生 产 。原 煤炭 工 业 部 1 9 9 6年底调查表明 ， 国有重点煤矿中尚有 4 8处 风量不足的矿井， 至于地方煤矿和乡镇煤矿， 风量不 足或串联次数过多的矿井就更为普遍。 1 ． 4 风量调节方法欠妥 有的矿井在投产初期， 由于主要通风机能力过 剩 ， 就采用下放 闸门的方法减少矿井进风量。这种 调风方法简便易行， 对离心式风机也能节省一部分 电能， 但 比采用调小风机能力 如降低风机转速或用 小能力电机 的方法还是多消耗 了不少电能， 降低了 通风系统的经济效益。如淮北矿务局某矿西风井安 装 的 K4 7 3 一O 1 一№2 8风机， 配有功率为 1 2 5 0 k w 的电机 ， 矿井初期需风量为 6 7 0 0 I T 1 。 ／ mi n ， 仅 为 达产时的一半 ， 采用下放闸门的方法调风 ， 使矿井通 风阻力 由 1 0 0 0 P a增至 4 6 0 0 P a， 实测每小时耗 电 7 6 0 k W． h ； 后换装一台低转速 5 5 0 k W 的电机驱动 ， 并将闸门全部提起 ， 使风量保持 6 7 0 0 IT 1 。 ／ mi n ， 实测 小时耗 电 1 6 o k W． h， 全年可节电 5 2 5 ． 6万 k w． h 。 1 ． 5 漏风 多 将足够的、 符合质量要求的风量送往用风地点 漏风少 、 有效风量率高 ， 是通风系统有效性表现之 一 ，也是保证矿井安全生产的主要措施。可是， 有的 矿井外部漏风或 内部漏风较大， 有效风量率低。如 淮南某矿 7号通风系统地面漏风量为 9 6 0 n l 。 ／ mi n ， 占风机排风量的 2 5 ． 6 、 占系统回风量的 3 3 ． 9 。 2 改进 的途径 2 ． 1 主要通风机的合理选型 为了保证主要通风机的经济运行 ， 首先风机选 型必须合理。近几年 ， 无论是新矿井设计还是矿井 改扩建 ， 不少局 、 矿都注意选用一些高效风机， 以保 证新投入的风机高效节能。例如 淮北矿务局某矿 用 2 K 6 O 一4 一№2 4型 风 机替 换 了 中央 风 井 上 的 O 7 2 1 N Q 2 4风机 电机未换 ， 仍为原来的 4 7 5 k W 的 J S Q1 5 1 0 --8电机 ， 风机效率 由原风机的 2 9 ． 7 3 维普资讯 1 O 甘肃科技 第 2 4卷 提高 到了 7 ． 1 6 ， 输 入 功 率减 少 2 1 1 ． 5 k W ， 全 年 节电 1 8 5 ． 2 2万 k Wh 。近几年新生产 的高效节能风 机有 G4 7 3 、 2 K6 0 、 1 K5 8 、 2 K5 8 、 K4 7 3 、 47 2及 B D 一 Ⅱ系列防爆对旋 轴流 式通风 机等 。 2 ． 2更换电机 矿井设计时， 主要通风机及 电机设备大都是按 达产后通风容易时期和 困难 时期最大需风量、 负压 选型的。而投产初期生产范围小 ， 产量低 ， 有的矿井 受地质条件限制影响， 实际产量与设计产量相差较 大， 因此， 可根据各矿实际要 求分别采取更换低转 速、 小功率的电机方法， 提高电机负荷率， 实现经济 运行。例如 淮北矿务局某矿， 西风井主要通风机为 K4 7 3 一O 1 N o 2 8 F型 ， 原 配 电机 功 率 为 1 2 5 0 k W ， 转速为 5 9 0 r／ mi n ， 用主闸门调节， 闸门仅打开 4 0 0 mm， 井下阻力为 1 0 0 0 P a ， 闸门阻力为 3 6 0 0 P a ， 风 量仅为 l l 1 ． 6 1 1 1 。 ／ s ， 后改换一 台 5 5 0 k W 电机 ， 主闸 门全开， 风量保持不变， 全年节电 5 2 5 ． 6万 k W h 。 2 ． 3 通风 系统调整 与改造 矿井合理的通风 系统 ， 是保证主要通风机经济 运行的重要条件。为 降低矿井通 风阻力， 必须对全 矿井通风网络进行全 面调查和阻力测定 ， 在关键分 支上进行降阻， 降低通 风阻力的途径有以下几种方 法 ①扩大巷道断面； ②降低巷道局部 阻力； ③开掘 新井巷， 缩短通风长度 ； ④增加并联风路； ⑤调整采 掘 布局 ， 实现均衡 生产 。 2 ． 4 主要通 风机 附属装 置 的改造 主要通风机的附属装置是通风机装置的重要组 成部分 ， 它包括风硐 、 扩散器和反风设施等等。附属 装置的结构是否合理 ， 施工质量的好坏 ， 直接影响通 风机的装置效率和节能效益。 2 ， 4 ， 1改 造 扩 散 器 目前， 4 7 2与 9 5 7小功率离心式通风机的 立式扩散器由铁板焊接而成 ， 为了减少扩散器的高 度， 有的矿以往设计的扩散器敞角在 1 5 ～3 0 。 。造成 大面积的回流吸风 区， 降低了扩散器的效率。一些 矿把扩散器的外扩角改为 8 ～l o 。 ， 内扩角改为 4 ～ 6 。 ， 避免了扩散器出口处的反向回流现象， 提高了扩 散器的效率。对一些大型的离心式风机 如 K4 7 3 和 G4 7 3系列 和大、 中型轴流式通风机 如 2 B Y、 7 0 B 2系列 ， 一般都是卧式外接扩散器 ， 其内转角多 为 7 0 8 0 。 ， 外转角为 6 O。 左右。据调查实测， 这种 扩散器靠风机侧部分普遍 出现反 向吸风区和涡流 区， 这些区域的存在 ， 缩小了扩散器 的排风面积 ， 增 大了风机排风侧 的阻力， 影响了通风机的效率。例 如 本溪 矿务局某 矿对 K4 7 3 一 O 1 N o 3 2 F型 通风机 的扩散器进行了改造 ， 将扩散器的外转角由 5 6 。 减为 4 5 。 ， 内转角由 7 o 。 减 为 5 o 。 ， 其它尺寸也做了相应变 动后 ， 收 到了 明显 的效 果 ， 风机 的功率 消耗 减少 6 O ． 2 k w， 每年可节电 5 2万 k W． h 。 2 ． 4 ． 2 改造风硐 我国矿井风硐的通风 阻力普遍偏大， 占全矿井 通风系统总风压损失 的 1 o ～2 o ， 个别风硐的阻 力损失达 3 O 以上 。远远超过矿井设计时假设的 2 0 0 P a 风压损失。因此， 在进行新矿井的风硐设计 和老矿井不 合理 的风硐 改造要 特别注 意 以下几个 方 面 ①要保证风硐的断面 ， 使风硐的风速保持在 l O ～ 1 5 m／ s以内。风硐 的断 面形 状应尽 可能采用圆形 和半圆形 ， 风硐的表面应采用水泥沙浆抹面， 保持表 面的光洁度 ， 以减少摩擦阻力系数。②在风硐布置 形式上， 应采用单一斜上式 的， 直接与井筒相连， 尽 量减少转弯数 ， 风硐与风井联接处 的联接角要求小 于或等于 6 O 。 ， 其联接处的内外转角应 圆滑， 特别是 内转角 ， 应抹成双曲线形 ， 则局部阻力更小。③风硐 中应清除障碍物 ， 保持风道畅通 ， 使风硐的总阻力小 于 2 0 0 P a ， 并 且 小 于 全 矿 井 通 风 系 统 总 阻 力 的 l O 。 2 ． 4 ． 3 改造反风 设施及 防爆盖 反风系统的一些闸门不严密、 不到位， 风井口或 防爆盖不严密 ， 以及由于地表裂隙， 造成主要通风机 装置常年外部漏风 ， 造成无谓的电能消耗。例如 淮 北矿务局某矿 3个风井地面总漏风高达 3 0 11 1 。 ／ s ， 占 全矿总排风量的 2 O 。经更换 门板堵漏处理后 ， 一 次就减少漏风 l 5 1 1 1 。 ／ s ， 使矿井总进风量增加 9 ． 9 5 m 。 ／ s， 总负压上升 1 3 7 P a ， 从而提高了主要通风机 效率， 为节约主要通风机的能耗， 应尽可能将反风设 施及防爆盖的漏风降到最低 限度 ， 合理 调整闸门钢 丝绳的长度 ， 使闸门均能到位 。 总之 ， 主要通风机必须运行效率高， 工作稳定 ， 并与通风系统相匹配； 矿井通风系统必须系统简单， 运行可靠 ， 稳定性高， 有足够 的新风达到用风地点， 有效风量率高； 通风阻力分别合理 ， 易于调节， 用风 地点独立通风， 限制串联通风， 工作面不处于角联风 路 ， 只有满足以上基本要求 ， 才能做到安全生产， 避 免重大瓦斯煤尘事故。 参 考文献 [ 1 ] 方裕璋． 矿井主要通风机及其装置存在的问题 [ 2 ] 方裕璋． 影 响主要通风机经济运行 的主要因素 维普资讯