矿井通风系统改造方法分析

毕向阳

(开滦(集团)蔚州矿业有限责任公司,河北蔚县 075700)

矿井通风系统改造方法分析

毕向阳

(开滦(集团)蔚州矿业有限责任公司,河北蔚县 075700)

随着矿井逐渐向井田边界开采,巷道长度不断延伸,通风路线加长,风洞断面小,通风阻力随之增加,供给作业场所风量不能满足要求。针对矿井存在问题,对通风系统进行改造,使主要通风机通风能力与之匹配,及时调整通风系统,提升通风系统的运作效果。

矿井 通风系统 改造方法

矿井通风系统是矿井通风方法、通风方式及通风网络的总称。矿井通风的基本任务是向井下工作场所连续不断地供给足够的新鲜空气,供给井下人员呼吸所需的氧气;将冲淡井下所有的有害气体和矿尘后空气排出地面,保证井下空气质量并矿尘浓度限制在规定的安全范围内;调整井下巷道和工作场所的气候条件,满足井下规定的风速、温度和湿度的要求,为工作人员创造良好的作业环境。南井有主、副两个斜井,采用斜井单水平开拓方式,通风方式为中央并列,通风方法压入式,主斜井进风,副斜井回风,通风方式为中央并列式,通风方法压入式。

1 矿井通风系统改造前

矿井主要通风机型号为BK-54-6-№14,安装两台,一台工作,一台备用,叶片角度为45°,工作风量为940～1750m3/min,配备电机型号UBT-225M-6,功率30kW,额定转速980r/min。矿井总进风量1429.6m3/min,总回风量1433.6m3/min。生产区域为两个采区,布置两个回采工作面、四个掘进工作面,根据通风计算全井需要风量1335m3/min,矿井需要风量与安装的主要通风机BK-54-6-№14的总进风量基本持平,根据矿井通风能力核定标准,矿井应有1.25倍的通风富裕系数,矿井通风富裕系数不足。为了延长矿井服务年限,需对矿井资源进一步挖潜,开拓巷道不断延伸。随着生产区域的扩大,矿井通风区域增加,需供风量增加,通风路线加长,通风阻力增大,通过上述分析,安装的主要通风机BK-54-6-№14不能满足矿井安全生产的需要,必须进行矿井通风系统改造。

图1 主要通风机运行工况图

2 矿井通风系统改造方案

2.1 矿井需风量计算

Q=(∑Q采+∑Q备+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其他)×K

=(672+336+1014+180+0)×1.25

=2752.5m3/min

=45.88m3/s

式中∑Q采——各采煤工作面实际需要风量之和,672m3/min;

∑Q备——备用工作面实际需要风量之和,336m3/min;

∑Q掘——各掘进工作面实际需要风量之和,1014m3/min;

∑Q硐——各独立通风硐室实际需要风量之和,180m3/min;

∑Q其它——除上述之外的其它用风地点所需风量之和,0m3/min;

K——矿井通风系数取1.25～1.30。该处取1.25。

通过以上计算,矿井总需风量达到2752.5m3/min(45.88m3/s)即可满足要求。

2.2 主要通风机选型

2.2.1 矿井通风总量

容易时期:Q易=55.41m3/s

困难时期:Q难=52.93m3/s

矿井通风风压:

容易时期:H易=1065.4Pa

困难时期:H难=1291.6Pa

矿井通风方式:压入式。

2.2.2 选择通风机

为减少资金投入,更换西细庄矿替换下来的主要通风机,其型号为FBCDZ60C-6-NO.18,叶片运转角度30°,电机型号YBF280M-6,转速985r.pm,功率2×55kW。

表1 矿井通风容易时期网路特性曲线计算表

表2 矿井通风困难时期网路特性曲线计算表

表3 矿井主要通风机选型计算结果表

2.2.3 确定通风机运转工况

容易时期工况点

计算数据如表1所示。

在主要通风机运行工况图(图1)中作矿井通风网路特性曲线与通风机网路特性曲线交于M1点,此点即为通风机容易时期工况点:

Qmin=55.82m3/s,Hmin=1081.5Pa,ηsmin=0.83,安装角为30°。

困难时期工况点

计算数据如(表2)所示。

在主要通风机运行工况图(图1)中作矿井通风网路特性曲线与通风机网路特性曲线交于M2点,此点即为通风机困难时期工况点:

Qmax=54.65m3/s,Hmax=1377.2Pa,ηsmax=0.83,安装角为35°。

2.2.4 计算电动机功率

容易时期电机功率

式中sh——通风机工况点效率;

h——传动效率,0.98。

困难时期电机功率

式中sh——通风机工况点效率;

c

h——传动效率,0.98。

2.2.5 反风方式

主要通风机通过反转反风,反风量可以达到正常风量的60%以上。

2.2.6 结论

通过以上计算,可以采用西细庄矿替换下来的主要通风机FBCDZ60C-6-NO.18,其运行工况见(表3)。

对于本风机来说,困难时期变频调整电流频率为46.9Hz,即转速比为0.938,功率为原额定功率的90.78%,功率节省量:97.2/0.9078-97.2=9.87kW,则每年节省电:9.87×24×365=86479kWh。

3 结语

主要通风机经过运行后,对井下各用风风量进行了测定,满足供风需求;同时主要通风机风量、风压、电压、电流等参数的监测,一切运行正常,使矿井通风系统安全、可靠,提高了矿井抗灾变能力,实现了矿井安全生产。

[1]国家安全生产监督管理总局.《煤矿通风能力核定标准》(AQ1056-2008)[M].

[2]刘殿武,杨胜强.矿井通风技术[M].徐州:中国矿业大学出版社,2009.08.01.

毕向阳(1964年8月—),籍贯:河北蔚县,通风工程师,2014年1月毕业于西南科技大学,机械设计制造及自动化专业,现任安全矿长,从事安全管理工作。