煤矿主通风机更新改造存在问题的研究

马芝贤　杨慧　马连冠

摘要：煤矿在用主通风机系统的安全可靠运行，对矿井的安全生产至关重要， 因此主通风机系统在达到一定的使用年限和技术落后等情况下，将进行主通风机系统更新改造。通过对多个矿井的多台新安装煤矿在用通风机性能测定数据的研究，发现通风机本身存在叶片角度调整机构上内部角度标尺和外部角度标尺不一致，研究发现和解决这一问题，对矿井安全生产"一通三防"工作具有很大的指导和促进作用。

关键词：通风技术；通风机；安全；性能

1 概述

矿井在更新改造主通风机系统后，按照AQ1011-2005《煤矿在用主通风机系统安全检测检验规范》标准和2011版《煤炭安全规程》第一百二十一条规定，必须进行一次通风机性能测定。

一般矿井在更新改造主通风机系统时都是两台同时更新改造。而在通风机性能测定时发现，同一厂家同一型号叶片调整到同一角度的两台通风机测试结果偏差很大，这将不利于通风工作的安全，本文是针对这一问题进行的研究。以解决煤矿主通风机系统改造后尽快投入正常安全运行，达到改造的目的，保障测定工作的顺利进行，为煤矿安全生产提供可靠的技术数据，科学的绘出煤矿主通风机的性能曲线，正确指导煤矿安全通风工作。

2 测试发现问题

在对更新改造新安装后通风机系统进行性能测定时发现，同一厂家同一型号调整到同一角度的两台通风机，在相同的测定方法、相同的环境条件下测试结果偏差很大，在设定为同一角度测试时，测试参数风压、风量、功率等相差很大，绘制的性能曲线偏离也很大，这一问题对今后的煤矿安全通风工作将带来很大影响，同时对测定的准确性也产生了质疑。

3 统计分析研究

3.1 通过多台次新安装的通风机性能测试数据的分析研究，并对生产厂家进行调研，与矿方有关专家讨论，对这一问题进行探讨研究如下。从理论上看两台同一厂家同一型号调整到同一角度的通风机，在相同的测定方法、相同的环境条件下测定数据应该基本相同，偏差应该在叶片角度调整机构允许最大偏差范围之内。以GAF系列通风机为例来研究分析。

GAF型矿井轴流主通风机是上海鼓风机厂和德国TLT （Tuibo Lufttechnik）公司合作研制的，风量范围为30～1800m3/s。风压范围为300～8000Pa，最高全压效率为88%。全压效率在80%以上的风量范围比值为2.24，风压范围比值为1.63。风机性能的调节方式有液压动叶可调和机械式动叶可调两种，扩散塔安装型式有卧式和立式两种，立式安装于地面时，风机卧式采用长轴传动，且长传动轴从立式扩散塔端伸出。

GAF通风机型号不同叶片角度标尺数值范围不同，但曲线形状是相似的。也就是风量Q、风压Ps值不同，性能曲线轨迹是相似的。

3.2 下面是几个更新改造后，新安装通风机系统性能测定实例：

3.2.1 铁煤集团公司晓南中央风井

通风机型号： GAF23.7-14-1

检测日期： 2007年12月19日

3.2.2 铁煤集团公司晓明矿西风井

通风机型号： GAF21-14-132

检测日期： 2008年10月23日

3.2.3 铁煤集团公司大明矿西风井

通风机型号： GAF19.96-12.5-1

检测日期： 2009年6月3日

3.2.4 铁煤集团公司大隆矿北风井

3.2.5 分析：a.铁煤集团公司晓南中央风井。两台通风机在等风压时，相同的调整角度上负角度风量偏差较大，正角度时风量偏差较下一些，各个角度风量偏差不等，个别风量较大。但总体上1#通风机风量小于2#通风机风量；在等风量时，相同的调整角度上负角度风压偏差较大，正角度时风压偏差较下一些，各个角度风压偏差不等，个别风压较大。总体上1#通风机风压小于2#通风机风压，相当于2#通风机相对1#通风机曲线相同调整角度向右上平移，显示叶片调整角度偏差在1～4度。个别偏差较大的原因是调整角度时参照的叶片不同而造成，现场对每个叶片进行检验发现全部叶片之间角度相对偏差1～5度，属个别通风机质量问题。b.铁煤集团公司晓明矿西风井。两台通风机在等风压时，相同的调整角度上各个角度风量偏差较均匀，但风量偏差较大。1#通风机风量小于2#通风机风量。在等风量时，相同的调整角度上风压偏差较大， 1#通风机风压小于2#通风机风压，相当于2#通风机相对1#通风机曲线相同调整角度向右上平移，显示叶片调整角度偏差在1～3度。c.铁煤集团公司大明矿西风井。两台通风机在等风压时，相同的调整角度上各个角度风量偏差较均匀，但风量偏差较大。2#通风机风量小于1#通风机风量。在等风量时，相同的调整角度上风压偏差较大， 2#通风机风压小于1#通风机风压，相当于2#通风机相对1#通风机曲线相同调整角度向左下平移，显示叶片调整角度偏差在1～4度。d.铁煤集团公司晓南中央风井。两台通风机在等风压时，相同的调整角度上各个角度风量偏差较大。1#通风机风量小于2#通风机风量。在等风量时，相同的调整角度上风压偏差较大， 1#通风机风压小于2#通风机风压，相当于2#通风机相对1#通风机曲线相同调整角度向右上平移，显示叶片调整角度偏差在1～5度。

4 研究分析结论

4.1 通风机本身出厂不是台台检测，通风机产品研发后是由甲级资质的检验机构主要进行产品的型式检验、安全标志检验，合格后方可批量生产，以后按规定年限检验。这种检验并不是台台检验，产品质量是靠厂家的质量体系来保证的。

4.2 叶片角度调整机构为齿轮传动，齿轮传动本身有一定偏差，装配中有可能出现齿轮错牙质量问题，这以机构现场是整体安装的，问题出现在生产装配中。

4.3 装配过程中叶片角度调整机构内部角度标尺和外部角度标尺不一致，说明没有进行严格的检验和效准。

4.4 角度调整中操作不当，由于叶片角度调整机构为齿轮传动的特点，每个叶片之间角度是有一定的误差的，调整时如果用不同的两个叶片来对准标尺会加大调整误差。

5 解决方法

5.1 加强进货验收工作，在产品订货中应明确要求出厂前加强检测检验，出厂前检测检验时应派专业技术人员前往验收，重点查验检测检验数据记录和报告。

5.2 安装过程中应首先检查各个叶片之间的角度偏差是否在允许范围内及时解决问题，注意叶片角度调整机构内部角度标尺和外部角度标尺是否一致。发现不一致等问题应查明原因，确保内部角度标尺和外部角度标尺保持一致方可安装。

5.3 加强操作者技术能力，提高操作准确性，两台同时改造时要将两台通风机叶片角度比照调整，发现不一致及时请厂家代表协助效准标尺。

作者简介：马芝贤（1961-），男，工程师，从事煤矿机电管理、机电安装、机电设备安全检测、节能监测等技术管理工作，现任铁煤集团监督检测中心质量技术室副主任工作。