張永紅

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礦井通風(fēng)設(shè)備的選型和維護(hù)研究

張永紅

(陽煤集團(tuán)陽煤二礦，山西 陽泉市 045000)

礦井通風(fēng)直接決定著井下生產(chǎn)安全，是整個(gè)礦井的核心環(huán)節(jié)，以某礦地質(zhì)條件為工程背景，通過計(jì)算礦井通風(fēng)所需風(fēng)量、通風(fēng)風(fēng)阻以及所需電動(dòng)機(jī)輸出功率，選擇FBCDZ-6-No.22型防爆對旋軸流式通風(fēng)機(jī)和YBF450M2-6型電動(dòng)機(jī)，針對通風(fēng)設(shè)備故障制定合理的通風(fēng)設(shè)備維護(hù)措施，起到了提高礦井通風(fēng)效率，延長通風(fēng)機(jī)使用壽命的重要作用，在實(shí)際生產(chǎn)中具有重要的指導(dǎo)意義。

礦井通風(fēng)；設(shè)備選型；通風(fēng)機(jī)；電動(dòng)機(jī)；設(shè)備管理

礦井通風(fēng)是井下生產(chǎn)工作開展的前提工作，是礦井建設(shè)中的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，對井下安全發(fā)揮著重要的作用[1-3]。實(shí)現(xiàn)礦井通風(fēng)的礦井通風(fēng)設(shè)備的合理性是前提條件，許多學(xué)者對通風(fēng)設(shè)備的選型進(jìn)行了研究，通過計(jì)算風(fēng)量和風(fēng)阻，從而選擇合理的通風(fēng)設(shè)備，同時(shí)，許多學(xué)者對通風(fēng)設(shè)備維護(hù)措施進(jìn)行研究，對延長通風(fēng)設(shè)備的壽命，提高通風(fēng)設(shè)備的使用率具有重要的作 用[4?6]。本文結(jié)合某礦地質(zhì)條件，進(jìn)行通風(fēng)機(jī)選型和維護(hù)措施分析。

1 主通風(fēng)機(jī)方案

1.1 主通風(fēng)機(jī)選型

某礦井采用中央并列式通風(fēng)，5個(gè)進(jìn)風(fēng)井和2個(gè)回風(fēng)井，根據(jù)礦井地質(zhì)及生產(chǎn)條件分別計(jì)算井下通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期所需要的風(fēng)量，最后得出井下通風(fēng)容易時(shí)期所需風(fēng)量約為173.6 m3/s，相應(yīng)的通風(fēng)阻力為892.3 Pa，困難時(shí)期風(fēng)量需達(dá)到182.3 m3/s，通風(fēng)阻力為1113.8 Pa。

風(fēng)機(jī)漏風(fēng)系數(shù)取1.05，該礦井在通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期所需通風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)量分別為182.28 m3/s和191.42 m3/s。

通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓計(jì)算時(shí)需要考慮高差，該礦井的回風(fēng)井和進(jìn)風(fēng)井之間具有一定的高差，不能忽略自然風(fēng)壓的影響，且在冬季自然風(fēng)壓利于通風(fēng)，風(fēng)阻較小，但在夏季自然風(fēng)壓對風(fēng)流有一定阻力作用，加大了風(fēng)機(jī)工作量，因此，計(jì)算風(fēng)壓時(shí)加上自然風(fēng)壓，最后得出自然風(fēng)壓在冬季為121.8 Pa，夏季為184.9 Pa。

通風(fēng)機(jī)自身阻力，取200 Pa，最后計(jì)算得出井 下通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓分別為1214.1 Pa和1498.7 Pa。

通風(fēng)機(jī)工作在容易時(shí)期和困難時(shí)期的工作風(fēng)阻為0.036，0.041 N?s2?m?8。

根據(jù)所計(jì)算的結(jié)果以及選型原則，結(jié)合通風(fēng)機(jī)特性曲線，最后選擇FBCDZ-6-No.22型防爆對旋軸流式通風(fēng)機(jī)。

1.2 電動(dòng)機(jī)選型

電動(dòng)機(jī)輸出功率計(jì)算時(shí)同樣需要考慮通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期的輸出功率，計(jì)算公式如下：

式中，表示通風(fēng)機(jī)的效率，容易時(shí)期取68%。困難時(shí)期取80%，將前面計(jì)算結(jié)果代入上式計(jì)算得出通風(fēng)容易時(shí)期的輸出功率1為321.97 kW，困難時(shí)期輸出功率2為358.6 kW，當(dāng)1＞0.62時(shí)，選用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，反之需要多臺(tái)電動(dòng)機(jī)共同運(yùn)轉(zhuǎn)。顯而易見，1＞0.62，故一臺(tái)電動(dòng)機(jī)即可滿足工作條件，經(jīng)查表選用YBF450M2-6型電動(dòng)機(jī)，額定功率為800 kW。

2 通風(fēng)設(shè)備維護(hù)

2.1 通風(fēng)設(shè)備故障原因

通風(fēng)機(jī)作為礦井通風(fēng)的主要部件，其穩(wěn)定性直接關(guān)系到整個(gè)礦井的通風(fēng)，由于人為或者其他外在原因等可能造成通風(fēng)機(jī)及相關(guān)部件發(fā)生故障，分析故障的原因?qū)τ谔岣咄L(fēng)設(shè)備的工作效率具有重要的作用，通風(fēng)設(shè)備可能發(fā)生故障的原因有以下4點(diǎn)。

(1) 進(jìn)出氣管道可能破裂或被堵塞，無法很好地控制風(fēng)量，同時(shí)長時(shí)間不更換密封圈，密封圈可能發(fā)生損壞，從而損傷風(fēng)機(jī)的葉輪。

(2) 通風(fēng)設(shè)備上的閥門和壓力表發(fā)生故障導(dǎo)致風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)失穩(wěn)，長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)可能使轉(zhuǎn)子發(fā)生損壞，降低其使用壽命。

(3) 由于硬物或者其他具有腐蝕性的物質(zhì)使葉片發(fā)生破壞，從而影響葉輪的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；另外，如果通風(fēng)機(jī)在較長時(shí)間內(nèi)一直處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，葉片端面可能產(chǎn)生松動(dòng)，影響其壽命。

(4) 由于電動(dòng)機(jī)和通風(fēng)機(jī)的主軸不在同一直線上，造成軸襯磨損嚴(yán)重，同時(shí)，澆筑作業(yè)不符合規(guī)定，也可能造成軸襯表面發(fā)生損壞。

2.2 維護(hù)措施

(1) 加強(qiáng)電動(dòng)機(jī)的日常清理，及時(shí)阻止灰塵或者油污進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，如果雜物進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，應(yīng)及時(shí)向電動(dòng)機(jī)內(nèi)注入壓縮空氣，壓力約為0.1～0.2 MPa，對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行及時(shí)有效的清理。

(2) 應(yīng)用相關(guān)設(shè)備對軸承的溫度和油位等進(jìn)行檢測，防止油位降低或者溫度過高損壞設(shè)備，軸承內(nèi)的油液間隔一定時(shí)間進(jìn)行更換，更換前對軸承要進(jìn)行全面的清理，保證油環(huán)不出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。同時(shí)，油環(huán)的表層要保持清潔，防止運(yùn)行中產(chǎn)生火花，保證電刷的正常運(yùn)行，防止出現(xiàn)磨損，磨損時(shí)要及時(shí)更換。

(3) 對高壓開關(guān)柜、通風(fēng)機(jī)聯(lián)軸器、葉片要進(jìn)行定期檢測，保證高壓開關(guān)柜螺栓齊全以及儀表正常，防止聯(lián)軸器和葉片出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，保證通風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行。

(4) 建立通風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)測體系，對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題，并采取相應(yīng)的措施阻止事故發(fā)生，同時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)可以減少大量人員，提高整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。

3 結(jié) 論

本文針對某礦地質(zhì)條件，計(jì)算了該礦井條件下所需通風(fēng)的風(fēng)量和風(fēng)阻，在此基礎(chǔ)上根據(jù)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)特性曲線選擇了FBCDZ-6-No.22型防爆對旋軸流式通風(fēng)機(jī)，并對電動(dòng)機(jī)所需輸出功率進(jìn)行計(jì)算，最后查表選用了YBF450M2-6型電動(dòng)機(jī)。

在選擇合理的通風(fēng)機(jī)及電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上，分析了通風(fēng)設(shè)備發(fā)生故障的原因，提出了合理的維護(hù)措施，對提高通風(fēng)機(jī)的使用壽命具有重要的作用，對礦井安全生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。

[1] 裴軍軍.煤礦礦井通風(fēng)及通風(fēng)設(shè)備的選型淺談[J].能源與節(jié)能,2016(08):10?11,19.

[2] 騫 杉,彭俊明.礦井通風(fēng)設(shè)備的選型[J].煤礦機(jī)械,2014, 35(07):188?190.

[3] 朱建國.礦井通風(fēng)設(shè)備的選型探討[J].山西煤炭,2013, 33(08):79?80.

[4] 張 坤.礦井通風(fēng)設(shè)備選型及其計(jì)算[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì), 2016(01):131+135.

[5] 郭大輝.淺談煤炭企業(yè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].科技展望,2015,25(10):192.

[6] 郭國兵.礦井通風(fēng)設(shè)備選型方案的探討及計(jì)算[J].山西科技,2013,28(04):49?51.

(2018?09?19)

張永紅(1968—)，男，山西陽泉人，工程師，從事通風(fēng)與安全工作。