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煤矿井下通风机节能技术分析研究

朱信

贵州盘江精煤股份有限公司山脚树矿,贵州省六盘水市,553533

摘要: 矿井通风系统在地下煤矿中对于保障作业人员安全起着至关重要的作用,矿井中甲烷和煤尘存在爆炸的危险。通风系统的合理规划、设计、实施和维护是实现煤矿井下安全开采的必要条件。然而,随着矿井作业的不断扩大,对通风系统的要求也发生了变化。传统的矿井通风系统在开采过程中一直处于运行状态,消耗更多的电能,使矿山生产花费较多。因此,随着电能成本的日益增加,应用具有成本效益、可靠、免维护和节能的技术至关重要。
关键词: 煤矿井下;通风机;节能技术
DOI:10.12721/ccn.2023.157116
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1煤矿井下通风系统优化原则和基本要求

(1)优化原则。在设计井下通风系统时,应该注意以下原则:①简单化原则,符合经济性优化要求;②计划优先性原则,保证煤矿井下通风系统优化技术方案的设计现象,通过方案设计的合理性,保证井下通风设计的可行性;③煤矿井下通风系统的优化还要体现出良好的可靠性,保证系统能够稳定可调;④通风系统的性能与井下生产能力相匹配,在设计过程中要符合煤矿安全生产规范和实际要求。(2)基本要求。在开展通风系统优化方案中,要符合以下基本要求:①确保井下通风系统能够将充足的新鲜空气输送到井下工作面,保障一线作业人员的生产环境,提高井下作业安全性;②煤矿井下通风系统的优化设计还要尽可能简化,提高风流的平稳性,有利于通风系统管控,提高煤矿井下作业的风险抵抗能力;③如果在进行煤矿生产的过程中,出现安全事故,应该第一时间帮助工人撤出,通过有效的方式促进风流可控性得到提升;④降低运行费用,井下的通风系统需要一直处于运行的状态,因此必须从节能等方面入手,引进新的技术尽可能的减少运行费用,以此来促进煤矿企业经济效益的提升,实现稳定发展。

2煤矿井下通风阻力影响因素

(1)煤矿生产布局。煤矿工程具有较多的类型。不同类型的工程,无论是在地质条件上,还是在生产的规模上都有着很大的不同。在这样的情况下,通风系统也应该根据不同类型的煤矿工程进行有针对性的设计,要因地制宜,提高通风系统的科学性。(2)巷道断面的设计。设计通风系统时,巷道的断面是必须要考虑的因素,其对系统的性能等具有重要影响。巷道是煤矿工程的重要组成,其断面的大小直接决定着通风系统的工作效率。如果巷道的断面较小,那么在巷道存在破损的情况下就会增加通风阻力,进而使得通风不畅。并且阻力的增加会在一定程度上增加能源的损耗。(3)采空区或者地表漏风。设计人员应该有效控制地表漏风,可以通过空气隔幕加以控制,同时也可以促进通风效率的提高。在选择空气隔幕时,应该结合实际选择大口径的隔幕,以此来减弱通风阻力。(4)矿井空巷问题。一般而言,通风装置和动力装置是控制风力与风向的关键,让它们发挥作用,促使煤矿井下实现顺畅通风。煤矿生产是一个长期的过程,在不断开发的过程中,地下会形成很多空巷。大部分空巷都没有封闭处理,这就造成了通风系统运行时,出现新风外流的情况,给系统带来了不良影响。

3煤矿通风空调工程的节能减排措施

3.1煤矿内节能型通风空周设怖安装
在开展煤矿通风空调工程时,首先需要完成对各个通风空调设施的安装,为了达到节能减排的效限,在法择设施时应当尽可能选用节能型材料。以建第通风空调工程中所需的水泵设施为例。在对其配管结构设计和安装时,配管与水泵的出水口和进水口直接连接,并且在管网结构上配备吊架结构,避免水系主体承受过大重量,造成其承载力过大,无法实现管道正常运输,除此之外,在确定水泵配管支撑点位置时,应当确保其不会对水泵主体的正常运行以及维护工作开展造成影响。在对水泵的挠性橡胶接头进行配置时,为了能够有效减缓震动,在水泵主体的进出口上都需要配置橡胶材料的软接头,同时接头的设计压力需要符合相关参数规范,在完成对软接头的安装后,其结构的允许偏差范围应当按相关内容设定。

3.2通风空调机组风量控制
在完成对各个节能型通风空调设施的安装后,对通风空调机组的风量进行控制,确保其能够在满足煤矿通风条件的基础上,降低能源的消耗以及废物的排放量,在施工过程中应当严格控制管路的整体设置,并做好对各个管路的降阻处理。针对不同的线路在接头位置上存在交叉的问题,应当按照优先无压管线施工、优先不可弯折管线施工、高成本管线施工的原则完成。为实现对其风量的合理控制,在按照上述原则完成对管线的配置后,在布设管路的过程中,应当尽可能选用直线管路,尽可能避免使用弯头或直角管线。若针对特殊条件必须安装弯头结构,则应当对其曲率半径进行严格控制,可通过增设导流片的方式降低涡流出现的可能性,从而达到降低阻力的目的。以直径(D)为80一220mm范图内的弯管为例,其曲率半径超
过1.4D,当弯管角度为90时,其中节节数最少为2,端节节数最少为2:当弯管角度为60时,其中节节数最少为1,端节节数最少为2。长条通风管线的弯角位置处横截比例越大,则越容易受到阻力影响。

3.3通风空调水系统平衡阀方位设计
对于煤矿通风空调工程而言,其空调管线的施工是实现节能减排的重要环节,同时也是确保整个通风空调体系稳定运行的基础条件。在后期运行过程中,若出现水网循环不流畅的问题,则可能是由于以下两点原因造成:其一为,不同专业交叉造成碰撞;其二为,管线内部被杂物堵住。针对上述造成水网循环不流畅的原因,在施工时应当充分考虑到管线布设路线的合理性,对不同专业管道的位置进行科学设置,以此避免出现存气的问题产生。同时,在对管网进行安装时需要对其中是否含有污泥、铁锈等杂质进行检查,在运行的过程中也需要保证管网始终处于干燥状态,防止返锈问题产生。在完成对空调管线的施工后,为了确保空调水系统的水流始终保持均衡,对其静态平衡似和动态平衡阀的方位进行设计。
在对平衡阀安装时,应当将其安装在直管段内,并且在平衡阀前需要预留出一个高于管径总长度的4倍及以上,同时需要判断平衡阀的位置是否能够方使其使用,并为其顶留出雏护和拆装的空间。

结束语:通风系统在煤矿井下一直起着非常关键的作用。矿井全年的通风要求有所不同,因此在大多数地下矿井中,考虑到设计中的所有现实方面的困难,设计高效的通风系统是必需的。在大多数情况下,研究人员没有在地下矿井中测试他们的通风系统。虽然有技术人员对通风节能开展了研究,但是都存在一定缺陷,本文采用变速驱动的按需控制通风(按需通风)的实施是有能力和有前途的节能方法,满足了地下矿井的气流要求。在煤矿井下,大气条件随着矿井面积和风机转速的变化而不断变化。通风机速度被认为是在矿井中创造和保持健康气体环境的主要因素。因此,通过改变通风风扇的运行速度来维持特定矿井中的最佳气流分布,是管理节能成本未来的研究方向。

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