矿山供风系统改造与节能措施研究

2017-01-19宇小梅王存刚

赢未来 2017年15期

宇小梅王存刚

摘要：空压机是矿山的耗能大户，通过改进压缩空气系统的设计和运行，一般可节能20%～50%，所取得的节能效果大大超过提高电动机效率所产生的节能。因此，开展压风系统改造研究对提高矿山经济效益意义重大，我国矿山通风系统并不完善，但只要能不断深入对该项目的探索，同时总结先进的生产经验和方法，我国矿山系统的改造和升级一定会更加普及化和科学化，随着安全生产的不断落实和开展，我国的能源生产行业一定能取得更大的发展，从而更好地促进现代化建设。

关键词：供风方式；空压机；节能降耗

中图分类号：TR23 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）20-0455-01

前言：

金矿的设计采选能力为5000t/d，使用竖井、斜井加斜坡道综合起来进行开采，采矿的法子大多使用的是大直径深孔采矿法。到现在为止，该金矿在设备采用方面大多选用的是压缩空气的设备与气动工具，选用气动工具主要是由于金矿的作业面多而散，用气量非常大；而选用压缩空气的气具是地表空压机与井下空压机站提供的，这两个机站存在10台国产的机器与8台国外进口的先进空压机，空压机出风口的压力平均为0.6MPa。近些年来，金矿到达低端时，出现的问题都是比较严重的，供气压力比较低的状况，最终造成N个用气点的用气量不能及时供给，与此同时，管网系统井下阀门并不能轻易被操作，最后变成只提供气体但是控制不住的现状。到底该怎么样使用气量，也是科研部门至今都在攻克的问题，下面让我们具体分析一下。

1 矿山的大致情况

该矿山属于小型矿山，尽管原先采用的自然通风方式在该煤矿浅部的安全开采中发挥了重要作用，但自然风的风力强弱和风向在很大程度上都是由大气环境决定，而大气环境并不稳定，其变化非常复杂，因而无论是在季节变化还是昼夜交替中，自然风的风压和风向的变化都非常明显。因此，随着矿井开采活动的深入化，用于矿井通风的风力必然会减弱，通风效率也会大大降低，从而造成矿井深处温度高、湿度大、供氧不足等问题，这必然形成安全隐患，对矿井的安全生产产生不利影响。随着由通风不畅而带来的一系列安全问题的不断增多和日益严重，对原有的通风系统进行改造和优化势在必行，减少对传统自然通风的依赖，采用先进的技术手段进行人工通风，这不仅能使矿井的安全生产得到有效保障，还能积极响应国家提出的可持续发展要求，从而促进“两型”社会的建设。

2 金矿供风系统的现状分析

（1）供风系统：该金矿至今的供风系统都是为地面站全矿集中供风的，在地上设置了集中压缩空气站，让其可以经过官网对整个金矿的各个工作点供气，该供风系统存在这么多年，有其科学性、合理性、专业化。

（2）设备的运营现状：该金矿分析井下的不同生产时段对于风力的需求状态，空压机在依据这些需求数据来调整自己的运行时间，配合其需风状态。当矿井的出产量到达高峰期时，我们就要确保每天都有8-10台空压机在一同运行，大约要给全矿供给600-800m3/min的风量，只有这样才能确保矿井的正常作业需求。并且还要进行三班倒的运行机制，确保供风点可以提供足量的风力，并且要依据平时的用电量状态，尽可能的调整在高峰期空压机运行的时间与数量，做到节约高效的效果。

（3）整个矿山的需风作业点的位置分散现状：地面空压机房形成的风量仅仅一点点是送达到地表卸矿站、充填站和选矿厂等地上需要风力的地方，大多还是用到井下凿岩机、装岩机、潜孔钻機、混凝土喷浆机、风压装药器、风镐、出渣等钻井设备。最近几年该矿井下的用风点大多集中散落在中段的巷道掘进面和各生产采场的凿岩面。

（4）该金矿供风系统所具备的的供风能力及所花费的成本：按照矿井现在的供风管网的布局，我们可以通过把压风系统输送到金矿井下每个中段作业面的风量、风压做出一些比较科学的计算，最终测算结论显示该矿风量风压都不可以充分满足井下所需风力供给量。通过测算可以得出，每0.007MPa的压力降，就需要耗损0.7%的功率。金矿井下如果按1MPa压力损失测量的话，就要比平时多损耗100%的功率。10台空压机10a平均产气量是二千三千万m3，单位成本则是0.6元/m3。

（5）金矿供风系统存在的问题：空压机的排气量发生供需矛盾，供气能力逐年降低，主供气线路安排的也是较长，沿程阻力耗损极大，；深入开采井下作业面也要全面展开进行，用气量与用气点将必定日渐增长，井下气动设备也在老化，急需更新换代，井下作业的工效逐年降低，但耗气量却在连年增长，井下管道设备线路老化，阀门根本无法紧关，更加严重的是其失去了阀门应具备的功效，在作业的过程中漏风漏气的现象时有发生，地表空压机机房的作业与井下用气管理方面有时根本无法连接，存在一定程度的脱节现象。

3 供风系统进行改革的可行性方案分析

国内外矿山供风方式大多选择地面站全矿集中供风、地面站分区域供风、井下站分区域供风、地面与坑下站分区域供风几种，而其中的供气的管理方式则主要是集中管理与分散管理两种方案。集中供气与分散供气各有优劣，分析如下：

（1）矿区内管线配比：分散管理可以降低管理的成本，分散管理的管线尤为短小、压降也是比较低的、气源损失的也很少，这样在出现问题维护时的成本就会降低，投入的成本是很客观的。但集中管理却恰恰相反，相对的，它需要投入的成本也是挺高的；

（2）该金矿工作范围内的空气配比情况：整个矿山对于空气需求变动极大时，关闭空压机来对矿山内空气进行调整，这样可以有利于资源的优化配置。当金矿内空气的耗损比较多并且气源需求占有一定量时，这种方法同样可以采用。

空压机控制力度的角度：矿山本身能够用人力操作气源的供给，当然还可以还可以多机以电气连锁控制自动调节气源的需求，进行统一供风。

4 结语

第一，可动性的空压机是要紧挨着中心，这样的矿山钻井设备在搬动方面就是十分便利的，相对应的气压也是相当稳定的，并且其还处于井下作业的下风向，这样就可以躲避开移动空压机所散出的热气流转到井下作业人员的工作区域去。

第二，移动空压机的位置大部分都在空置的角落中，这样就大大节省了基建投资，使得投入成本降低。

第三，矿井每个季度可以节省出维护成本大约八万元，一年仅电费也可省八到九万元，这使得矿井的运营成本大大减少。

第四，移动供风就是便捷高效，他可以及时的改动供气线路，避免因为线路问题造成的损失，并且有效的提升了用气压力水平。

第五，适宜的改动了供风的时间段，大大提升了供风系统的运行效率，让供风系统发挥更大的功效。

第六，要因地制宜的改变供风方式，结合实际情况，调整管理模式，这样对于节能降耗是极其有利的。