矿用空气幕在矿井阻风中的应用.PDF

矿 山环 保总 第 4 7期2 0 0 3年 第 4期 矿 用空气幕在矿 井阻风 中的应用 郭斯旭 张玉利 庞 日宏 于亦亮 藏彤 山东金 岭铁 矿 ， 山东 淄 博 2 5 5 0 8 1 摘 要金岭铁矿在 井下 漏风点应 用空气幕 阻断漏风 ， 为饵决 井下运输 繁忙 的巷道 的漏 风问题开 辟 了新的途径 。 关键词 空气幕技术 矿井 阻风 有效压力理论 1 前 言 空气幕技术是工业通风中常见的一种控风技 术 ， 主要用于阻挡室外空气侵入室内， 保持室内温 度 ， 2 0世纪 5 0年代空气幕技术应用于矿 山井下。 2 0世纪 8 0年代末东北大学结合国内矿山井下的 具 体情况 ， 应用“ 有效压 力理论” 研制 WMI 型宽 口大风量矿用空气幕 ， 用以代替 自动风门隔断运 输巷道的漏风 。由于其 内部阻力低 ， 并与低压 K 系列节能风机配套使用 ， 使其功率消耗大大降低， 从而为解决矿山井下运输繁忙巷道的漏风问题开 辟了新的途径。山东金岭铁矿在对所属的召口分 矿进 行通 风技术改造过程 中， 应 用“ 有效压 力理 论” 白行设计制造并安装了节能空气幕 。 通过几年 的运行实践 ， 既解决了矿井漏风 ， 又不妨碍运输与 行 人 ， 阻风 效果 比较好 。 2 矿用 空气幕 的安装条 件及 空气幕 的设 计 矿用空气幕就地下矿山而言 ， 宜安装在下列 场合 ①井下运输繁 忙而无法安装风 门阻挡漏风 的地点。②与民采掘透处。随着铁矿石价格的升 高 ， 一些个体矿主受暴利驱使 ， 在一些国有矿山周 围办起 了个体采矿业。他们大多置采矿界限于不 顾 ， 越界 开采 富矿 。 越界 开 采 的后 果 是破 坏 了国有 矿山的通风系统。因为个体矿主的矿井大多是独 眼井 ， 矿井 的通风条件迫使他们与国有矿山打透 ， 把国有矿山的巷道作为他们 的通风井巷 ， 这样就 一 】 2 一 破坏 了国有矿山矿井的通风系统。为解决这个问 题 只好在掘透处设置风门阻挡外来风流或者设置 风幕阻风 。 设置风 门往往不可靠 ， 常被民采业 主打 坏 。③设置风门效果不好的场合。在金岭铁矿召 口分矿 的通风系统改造 中， 首先建立 和应用 了以 回风侧为主的分区多级机站通风系统。在系统建 立过程之中， 由于充填工作的滞后 ， 一2 4 0 m 阶段 运输繁忙无法密闭， 从井底车场向采空 区大量漏 风 ， 最 大 时达 1 3 ． 5 m。 ／ s ， 见 图 1 漏 风 的结果 使 系 统 的有效风量降低 ， 采 区的风量不足。 图 l 漏风位置示意 图 为了保证 回风侧分 区多级机站通风系统的正 常运行 ， 在解决漏风 问题 的同时不影响充填运输 工作 ， 并且尽量节约能耗 ， 充分利用现有的闲置设 备 ， 依据“ 有效压力理论” ， 结合矿山的具体情况设 计 出了空气幕的结构尺寸和安装方式 。 2 ． 1 空气 幕 安装位 置 的选择 考虑到安装方便和集 中控风的要求 ， 拟在 一 2 4 0 I T 1 阶段通向主、 副井底车场的巷道分岔点之 一一一一⋯ ’ 嚣复I _ {『 维普资讯 矿用空气幕在矿井阻风中的应用 前 安装 空气 幕 ， 见 图 1中的 A～B段 。 通 常 空 气 幕 安装 地 点 的 断 面 积越 大 ， 阻 断 同 等风量所需的功率也越大。 在实际设计中， 一方面 应尽量降低空气幕的装机功率 ， 另一方面必须满 足行车的最小断面积。因此 ， 设计选定 了一2 4 0 I T I 阶段井底车场水闸门处作为阻断空气幕的安装位 置。该处的断面积为 S 2 m 宽 1 ． 9 m 高 一 3 ． 8 m 。 空气 幕安 装在水 闸门之 后 ， 不影 响水 闸 门 的关闭。 选定安装地点之后 ， 分别在夏季和冬季进 行临时密闭 ， 测出阻断漏风所需的压差 ， 阻断压差 H 一6 O ～1 O O P a之 间 。 2 。 2 空 气幕 参数 的设 计计 算 空气幕的参数设计分两步进行 。 首先 ， 确定空 气幕 的供风量 Q 和空气幕 的出 口断面 积 S； 然 后 ， 计算 出空气幕所配风机 的全压 和所配 电 机 的额定 功 率 Ⅳr 。 由“ 有效 压力 理论 ” 推导 出的 设 计计算公式如下。 空气幕供风量 Q 一U S m。 ／ s 1 式中U 一最大允许风速， 按安全规程要求取 4 m／ s ； S 一 巷 道 的断面 积 ， I T 1 。 空气 幕 出 口断面 积 S S／ K m 2 式 中 K一 断面比系数， 用公式 K≥0 ． 0 3 [ Ⅳ H 2 8 ． 8 H “ ] 计算 。 空气幕所配备风机的全压 Hf 一 9 ． 6Kf K P a 式中 r 一全压系数 ， 通常取 1 ． 3 。 空气幕所配电机的额定功率 N。 一Q Hf ／ 1 0 0 0 -q k W 式 中 风机 效率 ， 设计 时 取 0 ． 8 。 按 实 际 所 需 的最 大 阻断 压 差 为 1 O O P a ， 阻 断 面积为 3 ． 8 i n 时设计计算的空气幕参数如下 供风量Q 一4 3 ． 8 1 5 ． 2 i n 。 ／ s ； 断面 比系数 K≥0 ． 0 3 E l O O 1 0 0 2 8 ． 81 0 0 ／ ] 6 ． 4； 出 口面积S 一． S ／ K一3 ． 8 ／ 6 ． 4 0 ． 5 9 4 m ； 风 机 全 压Hf 一9 ．61 ． 36 ． 4 2 5 l 1 ． 2 Pa； 风 机功 率Nf 一1 5 ． 2 5 1 1 ． 2 ／ 1 0 0 0 0 ． 8 ≈ 1 0 kW 。 调整 后 的空气幕 出 口断面积 为 S 1 ． 7 0 ． 3 5 0 ． 5 9 5 m ， 风机 的型号为 K4 5 6 一 No l l型 ， 选 用 1 5 k W 的 YI 8 0 L 一 6 型 电机 。 2 ． 3 空气 幕 的制造 与 安装 空气幕的设计安装见图 2 。空气幕的供风器 和扩散器均用 1 mm 厚的钢板 自行制造 。空气幕 供 风部 分应用 了 1台 闲置 的 K4 5 6 一 N o l l型风 机 ， 电机的额定功率为 1 5 k W 。供风器、 扩散器和 风机之间均用法兰盘连接。 A 1 ． 供风器2 ． 扩散器3 ． 风机4 ． 挡墙5 ． 机座6 ． 螺栓 圈 2 空气幕 的设计 安装 现场安装时 ， 保持空气幕供风器的出 口与巷 道 中心线 夹角为 3 O 。 ， 风机要 安装 在事先浇筑好 的混凝土基础上。为了便于维修和调整风机风量 调整叶片角 ， 在扩散器侧面开设了出入小门。 按 不同季节时 自然风压引起的漏风量变化来调整风 机的叶片安装角， 改变空气幕的供风量 ， 从而达到 控 制 漏风 的 目的 。 2 ． 4 空气 幕 的运行 效 果 空气幕安装完毕时正值秋季 ， 经测定井底车 场的漏风量为 1 O ． 4 m。 ／ s 。考虑到此时的 自然风 压 较小 ， 空气 幕 风机 的 叶片安装 角 调 到 3 5 。 。空 气 幕在实际运行 中进行 了漏风量测定 ， 结果表明井 底 车 场 向 一2 4 0 m 阶段 内 的漏 风 全 部 被 阻住 ， 同 时， 由 一2 4 0 m 阶段 向井 底车 场反 向引风 1 ． 0 5 m。 ／ s 。空气幕的设计参数和此时的叶片角度基本 合理。 空气幕运行至深冬季节时 ， 经测定表明 由于 自然风压增大的影响 ， 井底车场向一2 4 0 m 阶段 内漏风 3 m。 ／ s 左右， 将风机叶片角上调至 4 0 。 ， 漏 风 量减小 至 1 m。 ／ s左右 ， 满 足 了阻 断漏风 的要 求 。从秋 、 冬季的运行结果可知 ， 夏季如果将风机 的叶片角下调至 3 0 。 ， 基本上可以满足要求 。在空 一 1 3 维普资讯 矿 山环 保总 第 4 7期2 0 0 3年第 4期 浅谈 回转反 吹风布 袋 除尘器在 白灰窑除尘中的应用 王海荣 唐钢矿业有限公司安环部， 河北 唐 山0 6 3 0 6 1 摘要介绍 了回转反吹风布袋 除尘器在 白灰 窑窑顶 除尘 中 的成 功应用 ， 阐 明了 回转反 吹风布袋 除尘 器适 用于一些 缺水的矿 山企业粉尘 的治理 。 关键词 回转反吹风布袋除尘器 白灰窑 粉尘治理 1 前 言 目前 ， 随着人们环保意识 的提高 ， 对周 围的环 境空气质量要求越来越高 ， 一些大中等城市每天 都要公布当天的空气清洁指数。这就要求一些产 污的企业要采取切实可行的办法来把废气污染物 排放量控制到最低点， 排污浓度控制到最低点 。 2 后 屯石灰石矿概述 唐 钢矿业 有限公 司后 屯石 灰石 矿位 于 唐 山市 开平 区境内 ， 距市 区 9 k m， 矿 山现有职工 3 5 0余 人 ， 主要生产石灰石成品矿 ， 年生产能力 2 3万 t ； 1 9 9 8年为提高矿 山活力 ， 挖潜增效 ， 新建 了 2座 3 0 0 m。白灰窑， 年 生产能力 1 4万 t ， 是唐钢重要 的辅料矿山之一 。 3 除尘方案 的选择 2座 3 0 0 m。白灰窑窑顶产生 的烟气{ 曩 } 除尘 达标后方可排放 ， 采用哪一种除尘方式在设计 时 就要考虑各种 因素。 就粉尘的性质来说， 白灰窑产 生的烟气粉尘颗粒较细 ， 烟气温度较高。 就高效除 尘器来说 ， 截止到 目前 ， 不外有 3种 一是电除尘 器 ； 二是湿式除尘器 ； 三是布袋除尘器 。 1 9 9 8年新建 2座 白灰窑 ， 在“ 三 同时” 设计 中 采 用 XD - 2 0型多管旋风 除尘器和 CC J ／ A一 6 0型 冲激式除尘器 。这个方案是可行的， 投资少， 占地 也较少 。它的除尘原理为白灰窑产生 的烟气由烟 道进人多管除尘器 内并均匀分配到每个旋风子 中 去 ， 靠离心力作用将烟气进行净化 ， 然后进入冲激 式除尘器内， 靠惯性碰撞 、 离心力及洗涤等作用进 行二级净化， 净化后的烟气经引风机由烟囱排放。 其除尘工艺流程为 j - } } } } } } } } } 气幕运行过程 中， 一2 4 0 m 阶段的充填 运输一直 照常进行 ， 在满足阻断漏风要求的同时 ， 又保证了 充填工作的顺利进行 ， 取得了令人满意的效果 。 3 结 语 大风量节能空气幕技术的应用 ， 为防止矿井 通风系统的漏风开辟 了新 的途径， 省去 了 自动风 门应用时维护上的麻烦 ， 提高 了安全性和可靠性 。 一 1 4 一 该项技术不仅可以防止井下漏风 ， 还可 以用来 向 作业地点引风， 增大作业地点风量 ， 并且不影响正 常的运输作业 。由于一年四季 自然风压 的变化对 井下通风系统的漏风量影响较大， 所 以， 合理地设 计空气幕 的结构形式 ， 使之能够根据 自然风压的 变化调整供风量提高阻风效果 ， 是必须考虑的问 题 。 因此 ， 在空气幕设计之中应考虑到能够调整供 风量 ， 提高其灵活性和适应能力 。 收稿 日期 2 0 0 3 - 0 5 - 0 6 维普资讯