煤礦暖通工程設(shè)計(jì)研究

高明俠

摘 要 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，對(duì)煤礦暖通工程的節(jié)能環(huán)保性提出了更高要求，煤礦暖通領(lǐng)域新型設(shè)計(jì)方案也不斷增多，但如何同時(shí)保障煤礦暖通的功能性和節(jié)能環(huán)保性成為行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問題?；诖耍疚闹攸c(diǎn)探究煤礦暖通工程的設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞 煤礦;暖通工程;設(shè)計(jì)方案

引言

煤礦生產(chǎn)環(huán)境惡劣，并且風(fēng)險(xiǎn)因素非常多，煤礦暖通系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)尤為重要，只有保障煤礦暖通工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，在能夠促進(jìn)煤礦產(chǎn)業(yè)平穩(wěn)發(fā)展，保障煤礦生產(chǎn)工作順利、安全展開，保證煤礦生產(chǎn)的整合效益。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，國(guó)家也提出了節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)理念，對(duì)煤礦暖通工程設(shè)計(jì)提出了節(jié)能環(huán)保要求，這就要從多個(gè)方面對(duì)煤礦暖通工程設(shè)計(jì)進(jìn)行考慮，確保能夠跟上時(shí)代發(fā)展步伐。

1 采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 采暖方式

大部分煤礦的鍋爐燃料都是自采原煤，采暖供熱介質(zhì)為熱水，鍋爐房?jī)?nèi)設(shè)置換熱設(shè)備負(fù)責(zé)熱水加熱供暖，在礦井中設(shè)置獨(dú)立的采暖供熱系統(tǒng)，在室外供暖管中引入各個(gè)供暖管道延伸到需要供暖的建筑物當(dāng)中。

1.2 采暖設(shè)備

煤礦暖通工程多數(shù)都是采用散熱器采暖，結(jié)合建筑功能需求，散熱器主要是采用鋼管散熱器或地暖形式，工業(yè)廠房由于灰塵較大，因此主要采用容易清掃的散熱器。室內(nèi)采暖主要是應(yīng)用機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)。采暖設(shè)備安裝形式主要是根據(jù)房間布置狀況、房間類型確定，大體上可以劃分為“上供下回”式單管順流方案和“單雙管混合”式采暖方案，如果室內(nèi)結(jié)構(gòu)較為特殊還可以應(yīng)用水平串聯(lián)式采暖方案。室內(nèi)采暖溫度標(biāo)準(zhǔn)為：車間廠房在14～16℃、辦公室與宿舍樓18～25℃、浴室與更衣室22～26℃、礦燈房18℃、井口房16℃、井口等候室18～20℃。

1.3 煙氣凈化

考慮到礦井水資源緊張、冬季室外溫度較低，除塵裝置中的水容易結(jié)冰，所以在設(shè)計(jì)中煙氣除塵不采用濕式除塵方案，采用干式除塵方案，選擇多臺(tái)組合式煙氣脫硫裝置。煙氣生成之后先通過引風(fēng)機(jī)進(jìn)入到除塵器中，之后進(jìn)入到脫硫除塵裝置凈化后排入煙囪[1]。

2 通風(fēng)系統(tǒng)安全運(yùn)行保障措施

煤礦生產(chǎn)環(huán)境危險(xiǎn)因素較多，這就需要根據(jù)煤礦資源實(shí)際分布情況確保生產(chǎn)安全性，采取有效防護(hù)措施降低風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率，這樣才能夠保證生產(chǎn)安全性。對(duì)于煤礦通風(fēng)安全來說，主要有兩大影響因素：

2.1 人為因素

人為作為煤礦暖通系統(tǒng)的控制主體，工作人員的職業(yè)素養(yǎng)、工作能力、道德水平、責(zé)任心都會(huì)影響通風(fēng)系統(tǒng)的安全性。所以，想要保證通風(fēng)系統(tǒng)安全運(yùn)行，必須要減少人為因素的負(fù)面影響。

2.2 環(huán)境因素

環(huán)境因素會(huì)直接影響通風(fēng)過程，也是造成煤礦安全事故的重要因素，環(huán)境因素會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)事故、中毒事故，而環(huán)境因素控制過程必須要從動(dòng)態(tài)控制、定量控制兩個(gè)方面著手，做好環(huán)境因素帶來的負(fù)面影響[2]。

3 井下通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，當(dāng)今已經(jīng)全面實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化煤礦生產(chǎn)，通過不斷的借鑒國(guó)際先進(jìn)的技術(shù)，完善煤礦開采技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，煤礦企業(yè)全面貫徹執(zhí)行，做好新井建設(shè)、舊井改造工作，從而避免瓦斯大量涌出、開采深度增加所帶來的問題。貫徹節(jié)能減風(fēng)、綜合運(yùn)轉(zhuǎn)的方針，將傳統(tǒng)煤礦暖通系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，做好煤礦暖通系統(tǒng)建設(shè)改造工作。

3.1 積極采用新型設(shè)備

為了能夠保證井下通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行功能以及集約化發(fā)展需求，在暖通工程設(shè)計(jì)中采用最新的軸流式風(fēng)機(jī)和離心式風(fēng)機(jī)。為了進(jìn)一步加強(qiáng)節(jié)能效益，還可以引入對(duì)旋式風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)具備效率高、能耗少等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)逐漸成為主流設(shè)備。

采用離心式風(fēng)機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置（變頻調(diào)速），可以根據(jù)礦井實(shí)際情況自動(dòng)調(diào)整風(fēng)速，同時(shí)配備可控硅調(diào)速器、液力耦合器等。

全面做好通風(fēng)機(jī)、相關(guān)附屬設(shè)備管理，減少整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)的阻力損失、風(fēng)力損失，提高風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。特別是對(duì)于老舊風(fēng)機(jī)改造工程，要提前確定風(fēng)機(jī)性能和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)阻特性匹配差，很多老舊風(fēng)機(jī)一直處在低效區(qū)運(yùn)行，這就需要同時(shí)考慮風(fēng)機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、功能性，對(duì)老舊風(fēng)機(jī)展開技術(shù)改造，如葉輪改造、機(jī)芯更換、葉片改造等，進(jìn)一步提高風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

3.2 采區(qū)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化

采區(qū)、工作面通風(fēng)裝置決定了煤礦生產(chǎn)的安全，如提高通風(fēng)能力、保證瓦斯排出效果。隨著煤礦開采深度增加、集約化生產(chǎn)模式出現(xiàn)，煤礦工作面所產(chǎn)生的瓦斯量也迅速增加，這就對(duì)工作面通風(fēng)能力有了更高要求。在采取通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，采用的單獨(dú)進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)上山方案，也就是借助采煤工作面、掘進(jìn)工作面獨(dú)立通風(fēng)，確保采區(qū)通風(fēng)的穩(wěn)定性，一旦出現(xiàn)意外事故也為工作人員脫離危險(xiǎn)提供了先決條件。在采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，常規(guī)所采用的U型通風(fēng)系統(tǒng)性能不足，可以采用“U+L”的通風(fēng)設(shè)計(jì)方案，該設(shè)計(jì)方法可以改善采空區(qū)流場(chǎng)分布，避免工作面局部出現(xiàn)瓦斯聚集，有助于瓦斯排放[3]。

4 暖通節(jié)能設(shè)計(jì)

在暖通工程設(shè)計(jì)方面，可以從以下幾點(diǎn)出發(fā)：

蒸汽換熱設(shè)備在運(yùn)行中會(huì)凝結(jié)很多水分，將這部分水分收集統(tǒng)一傳遞到凝結(jié)水箱中，減少凝結(jié)水流失量，避免資源浪費(fèi)。室外熱力管道、相關(guān)設(shè)備保溫采用熱導(dǎo)率低、保溫性強(qiáng)的材料，減少能量流失。

采用低煤耗、高熱效率的鍋爐和熱交換器，借助調(diào)頻技術(shù)讓水泵時(shí)刻保持最佳的運(yùn)行狀態(tài)，管道選取要結(jié)合具體設(shè)計(jì)流量確定管道規(guī)格，避免管道流速過大或過小。

為了確保鍋爐房設(shè)備可以保持最佳的運(yùn)行狀態(tài)，借助PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)鍋爐房設(shè)備自動(dòng)控制，在設(shè)備上設(shè)置傳感器，時(shí)刻監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。結(jié)合實(shí)際負(fù)荷變化控制煤量，保證煤和空氣為最佳配比，充分燃燒，避免不充分燃燒造成的熱損失。采用位式調(diào)節(jié)的鍋爐給水系統(tǒng)，自動(dòng)控制給水軟化除氧，保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)環(huán)保性。

5 結(jié)束語

綜上所述，為了能夠全面提高煤礦生產(chǎn)的安全性、功能性以及環(huán)境舒適性，必須要注重煤礦暖通工程的設(shè)計(jì)工作，采用更先進(jìn)的暖通設(shè)備和技術(shù)工藝，為保證煤礦安全生產(chǎn)、效率生產(chǎn)提供先決條件，確保煤礦生產(chǎn)工作可以順利展開。

參考文獻(xiàn)

[1] 王文全，左宏偉，李培云.西北嚴(yán)寒地區(qū)煤礦暖通工程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介[J].山東煤炭科技，2017，（z1）：315-316.

[2] 白延斌，焦春玲，霍海紅.新形勢(shì)下煤礦暖通設(shè)計(jì)的探討[J].制冷與空調(diào)（四川），2017，（3）：666-668.

[3] 謝飛武.對(duì)煤礦暖通及供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探究[J].中華民居（下旬刊），2012，（10）：966-968.