煤矿用空压机的安全使用及检验检测方法研究

翟冬玉

摘 要：在煤矿安全生产要求日趋严格的背景下，煤矿企业安全生产管理意识逐渐增强。空压机作为煤矿生产的重要设备，其安全使用至关重要。科学高效的检验检测方式可从根本上消除空压机设备安全隐患。空压机是煤矿常用的基础设备，不仅可以为煤矿生产提供充足的空气动力，还可以为煤矿压风系统提供充足的动力保障。基于此，以煤矿空压机为主要对象，以安全使用检验检测方法为主要内容，探究空压机应用的优势以及现状，并从运行机制以及运行特点方面对螺杆式空压机进行阐述，从煤矿安全检测、相关保证要求、比功率要求、噪声功率要求等方面对螺旋杆式空压机检测检验相关技术进行分析，希望可以为相关从业人员提供一定的借鉴。

关键词：煤矿;空压机;安全使用;检测检查

中图分类号：T82 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）34-00-03

Study on Safe Use and Inspection Method of Air Compressor Used in Coal Mine

ZHAI Dongyu

（Hebi Mining Safety Product Inspection Center， Hebi Henan 458020）

Abstract： Under the background of the increasingly strict requirements of coal mine safety production， the consciousness of safety production management of coal mine enterprises is gradually enhanced. As an important equipment in coal mine production， the safe use of air compressor is of vital importance. Scientific and efficient inspection and detection method can fundamentally solve the hidden danger of safety of air compressor equipment. Air compressor is a commonly used basic equipment in the development of coal mine. It can not only provide sufficient aerodynamics for coal mine production， but also provide sufficient power guarantee for coal mine air pressure system Based on this， this paper takes coal mine air compressor as the main object and safety use inspection and detection method as the main content to explore the advantages and current situation of the application of air compressor， and expounds the operation mechanism and operation characteristics of screw air compressor， and analyzes the relevant technologies of screw air compressor inspection and inspection from the four aspects of coal mine-related safety inspection， relevant guarantee requirements， specific power requirements， and noise power requirements， hoping to provide certain reference for relevant practitioners.

Keywords： coal mine;air compressor;safe use;detection of check

空压机是煤矿生产过程中的重要设备，为各类设备提供稳定的空气动能。煤矿用空压机具备高效、节能、低碳、安全性能高等众多优点，空压机设备安全与煤矿生产安全息息相关。在空压机矿井作业中，矿井作业环境较为恶劣，难免会使空压机出现无法工作的情况，而空压机一旦出现故障会对整个煤矿开采工作带来严重影响。由此可以看出，煤矿用空压机的安全使用及检验检测方法具有重要的研究价值。

1 空压机应用优势以及检验规范

空压机一般有3种类型，分别是螺杆式、活塞式、离心式。虽然每种空压机的工作原理皆不同，但使用的范围以及控制方法差别不大。整体而言，空压机拥有操作简单、结构牢固、保养费用低等诸多优点，在煤矿开采方面使用范围较广[1]。

长期以来，我国对空压机安全管理的重视程度较高，并根据空压机的各种检验检查方法制定了有效规范，以此来确保空压机在使用时的安全性。

2 煤矿用空压机现状

随着时代不断发展进步，煤矿企业对生产安全的重视程度逐渐提升。空压机是压风系统的关键组成部分，是维持该系统运行动力的主要依靠[2]。为了保证空压机的高效运转，需要對空压机进行全面的检验检测，从而及时发现空压机中存在的隐患并采取相应的应对措施。

螺杆空压机也被称为蜗杆空压机，属于空压机全新的升级产品。近年来，随着煤矿对空压机安全使用要求的不断提升，螺杆空压机逐渐代替往复式空压机广泛应用于煤矿企业。据煤矿企业空压机安全检测检验的使用情况统计，煤矿企业使用螺杆空压机的比例逐年递增。

3 螺杆式空压机运行机理与特点

3.1 螺杆式空压机运行机制

空压机的基本原理是将空气吸入、压缩、排出过程中的能量转化为生产动力，其主要结构有螺旋杆、转子、空气滤芯、油缸、分离器等[3]。其中，螺旋杆空压机是最为常见的空压机类型，也是本次研究的主要对象。在运行过程中，螺旋杆空压机通过转子传递动能，实现空气压缩。通过混合、压缩、分离、循环等步骤，空压机持续稳定运行并源源不断输出动力。

3.2 螺杆式空压机运行特点

螺旋杆式空压机具备低噪、稳定、节能、高效、维护费用低、安全以及自动化等运行特点。在低噪和稳定方面，螺旋式空压机比活塞式和离心式空压机拥有更加稳定的结构，体积小、质量轻，可将一系列的操作控制和仪表集于一体。螺旋杆式空压机在工作时，通常较为稳定并无剧烈振动，在设计过程中将隔音设计加入其中，以此达到低噪运行效果。在节能、高效以及维护费用方面，螺杆式空压机具备强制输气功能，可以做到转速变动和排气恒定。例如，排气量以及排气压力呈线性变化，通常11 MPa排气压力相对于排气量的调整量为0.1 m3/min。对比其他几种煤矿空压机，螺杆式空压机内部的元器件并不容易发生损坏，通常只需对少量元器件经常进行检查更换。在安全考核与自动化方面，螺杆式空压机的主电机、风扇电机出现温度过高情况时会触发保护装置，一旦出现问题，故障系统就会自动停止运行，并且不同类别的螺旋杆空压机具备不同类型的温度调节装置，控温灵活，可适用多种环境作业。当出现特殊状况时，会及时触发报警功能[4]。

4 螺杆式空压机检测检验相关技术要求分析

4.1 煤矿用空压机的安全检测简述

在保证煤矿生产安全和效率的前提下，螺旋杆空压机逐渐代替其他几种空压机成为矿机作业首选。根据我国以及地方行业空压机安全检测检验相关规范要求，螺旋杆空压机使用时必须对其安全性进行严格检测，对安全保护装置、温度、排气压力以及转速等方面进行严格把控，保证检测的规范性，并且必须使用计量部门鉴定合格的仪器对空压机进行逐项检验。对空压机进行全面检测后，需根据相应的数据分析评估螺杆空压机的安全性是否达到标准。即使检测中螺旋杆空压机的安全性能和技术参数已达到我国检验检测标准，但由于螺旋杆机自身结构因素，部分检测检验结果并不能达到国家标准要求，只能达到机械行业标准要求[5]。因此，此处仅分析单螺杆空压机的保护装置要求、比功率要求和噪声功率等级3个方面，并根据国家安全行业检测检验标准与机械行业标准的差异进行分析。

4.2 相关保护装置技术要求

安全保护装置是煤矿空压机安全运行的可靠保障。根据我国煤矿空压机检测检验标准，煤矿空压机应具备油路断油保护系统、水冷装置断水保护以及温度超温保护系统等。螺旋杆空压机的结构特点是星轮转子使用的润滑剂材料以耐磨和润滑性为主，并且黏度也好过矿物合成油。冷却油的使用相比其他类型的压缩机用量较少，并且不需要油泵、油冷却装置以及油回收等繁杂的油路系统。相比其他型号的压缩机省略了油路系统的维护工作，并且不需要装设油路保护装置。螺旋杆空压机采用的是风冷式系统，空压主机需与保护装置进行同步连接。

综上分析，螺杆空压机在检验检测过程中并不需要具备断油保护装置和断水冷却装置，只需注意冷却风扇连接主机时保护装置的闭锁情况即可[6]。

4.3 比功率要求

空压机的比功率指的是排气压力下单位排气量所消耗的轴功率。近几年在空压机检测过程中可以发现大部分螺杆空压机的比功率都已超出规定指标，如若根据国家安全检测标准进行判定，那大部分的螺杆空压机将无法达到规范要求。通过对螺杆比功率进行查阅发现，只有少部分的空压机比功率小于机械行业标准。机械行业的比功率指标是以空压机额定功率以及排气压力进行规定的，相较于安全行业检验标准有一定区别。螺旋杆空压机进行比功率检测中，当比功率参数无法达到安全行业规定指标但达到机械行业相关标准时，螺杆式空压机的比功率标准也可判定为合格。

4.4 噪声功率级要求

煤矿空压机在运行过程中会产生噪声，严重影响工作人员的身体健康。通过有效手段降低空压机带来的噪声，控制噪声功率在规定标准内，是保证操作工人身心健康的必然要求。根据我国安全生产规范，煤矿生产空压机房内的噪声不得超过90 dB（A）。

根据螺杆空压机的安全检测内容，分螺杆空压机的噪声标准并未达到安全生产规定要求。通过现场调查分析，导致噪声超标的原因有空压机本身结构问题、安装地面平滑度问题、输送介质气体管道泄漏以及机房墙体对噪声产生反射等。相关单位根据噪声超标问题进行相應调整后，工作机房内的噪声有所降低，但噪声功率仍然无法达到国家安全行业规范标准，仅有小部分的螺旋杆空压机达到机械行业规范标准[7]。

根据上述分析可以看出，在螺旋杆空压机工作场所产生的噪声功率参数检查中，当无法达到安全行业规范技术要求时，若是因空压机自身结构问题产生噪声，可根据机械行业规定的技术标准进行判定，当达到机械行业要求时，螺杆式空压机机房检测的噪声参数也可判定为合格。

5 空压机运行安全检验检测分析

5.1 常见事故

5.1.1 电气保护装置损坏或缺少。空压机电器保护装置常见问题有超温和超压等，空压机在安装保护装置过程中并未遵循规范标准。常见事故主要表现在空压机继电器运行时，环境周边灰尘过多，容易造成保护失效。

5.1.2 空压机内部零件出现损坏变形。空压机内部的活塞装置和气缸部位发生损坏时，气压阀和皮带磨损较快，很容易出现破损变形。这类易损部件如若不及时更换，很容易使空压机内部产生较大间隙，使得空压机储气量难以满足需求[8]。

5.1.3 空压机产生噪声。空压机在运行时产生的较大噪声极易对矿机员工的听力造成影响，甚至使其产生厌烦、暴躁等情绪。大部分噪声问题是由空压机在运行时稳定度不足、主机轴不对称或操作人员不规范操作所引起。

5.1.4 空压机内部过热。空压机运行时间过长会发生过热问题，空压机内部持续高温会降低其使用寿命，温度持续升高会时空压机出现负载情况，甚至会带来安全隐患。一般容易产生过高温度的部位有活塞杆以及轴承等，导致温度过高的主要原因是接触面不均、润滑油过少、间隙過大或过小。

5.2 解决方案

5.2.1 提高管理人员以及保养人员的专业水平。空压机使用和检验检测出现问题，大部分原因是管理以及保养人员操作不规范。应加强对工作人员操作的学习课程安排，组织专业技术比赛，通过评级奖赏的制度来促进工作人员掌握空压机的工作原理以及操作规范。按照标准对空压机进行保养，并对空气滤芯、油气分离芯等部位进行定期更换。

5.2.2 优化空压机周边环境。空压机工作环境多处于井下，灰尘以及高温对空压机影响较大，可改善机房通风条件，增加通风系统，降低温度，解决灰尘问题，以此来提高空压机使用安全性。

5.2.3 增加空压机部件备用量。针对空压机易损部位如轴承、滤芯以及活塞杆等增加备用量，当发现部件受损严重或损坏时，应保证第一时间有可替换的部件，保证空压机安全性。

6 结语

通过对螺杆式空压机的运行特点以及检测检验相关技术要求进行分析，空压机安全检测检验中仍有诸多安全隐患，根据常见事故中存在的问题提出对应的解决方案，通过提高操作人员的专业技术水平、改善机房环境、增加易损件备用量等方式来确保空压机的安全运行。在未来煤矿井下安全生产中，空压机检验检测方法势必会更加科学，成为煤矿井下安全生产最为关键的一环，在保证安全的同时提升经济价值。

参考文献：

[1]程志艳.煤矿空压机噪声的控制[J].矿业装备，2021（4）：278-279.

[2]何莉，苏科舜，王宝，等.煤矿空压机群智能监控系统网络安全分区的设计[J].煤炭与化工，2018（10）：85-88.

[3]郑寒冰.论煤矿在用空压机系统检测检验[J].河北农机，2018（8）：57.

[4]黄力伟.煤矿在用螺杆式空压机安全检测检验的几个问题[J].煤矿机械，2017（6）：54-55.

[5]林德贞.煤矿在用空压机安全性能检测检验存在问题浅析[J].能源与环境，2014（3）：96-98.

[6]梁晓玲，杨应文，周中华.煤矿用单螺杆移动空压机气动控制原理分析[J].压缩机技术，2012（6）：41-43.

[7]本刊讯.中国煤炭工业劳动保护科学技术学会机电安全专委会防爆电气、矿用空压机学组召开2012年年会[J].煤矿机电，2012（5）：128.

[8]杨川峰，刘红新.煤矿用螺杆空压机有关检测检验项目技术要求探讨[J].中国安全生产科学技术，2008（6）：155-157.