-150皮帶機(jī)房風(fēng)流反向的技術(shù)研究

郭洪杰

摘要：由于礦井自然風(fēng)壓受空氣溫度的變化而發(fā)生改變，導(dǎo)致礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中某些分支的風(fēng)流發(fā)生變化，影響礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為此，-150皮帶機(jī)房風(fēng)流反向，從而需要分析自然風(fēng)壓對礦井通風(fēng)系統(tǒng)的影響。

1 ?通風(fēng)系統(tǒng)概況

礦井通風(fēng)方式為混合式，通風(fēng)方法為抽出式，目前有兩個回風(fēng)井，即中央風(fēng)井（斜井）、西風(fēng)井（立井），中央回風(fēng)井安裝兩臺BD-Ⅱ-8-№26型對旋式軸流風(fēng)機(jī)，電機(jī)功率為355KW，排風(fēng)量38073/min，負(fù)壓1040Pa，等積孔2.34m2;西風(fēng)井安裝2臺BDK-10-№28型主要通風(fēng)機(jī)，配備電機(jī)功率為2×500KW，排風(fēng)量9202m3/min，負(fù)壓2420Pa，等積孔3.71m2;進(jìn)風(fēng)井筒有4個，分別為二號主斜井、二號副斜井、一號皮帶井和副立井，二號主斜井進(jìn)風(fēng)1090m3/min，二號副斜井進(jìn)風(fēng)352m3/min，一號皮帶井進(jìn)風(fēng)1624m3/min;礦井目前需要風(fēng)量為11806m3/min，總進(jìn)風(fēng)量為12530m3/min， ?礦井總排風(fēng)量13439m3/min，礦井有效風(fēng)量率90.9%。

2 正常風(fēng)流方向情況

地面空氣從二號主斜井、二號副斜井、一號皮帶井進(jìn)入150水平，然后經(jīng)過-740皮帶井、-150暗斜井并聯(lián)進(jìn)風(fēng)至-350水平，-740皮帶井風(fēng)量為940m3/min。如圖所示。

2020年2月空氣溫度下降，-150皮帶機(jī)房以至于出現(xiàn)風(fēng)流反向。

3 測點(diǎn)數(shù)據(jù)

根據(jù)現(xiàn)場巷道風(fēng)流分支、匯合布置6個測點(diǎn)，當(dāng)班對-150水平至-350水平巷道參數(shù)進(jìn)行逐個測定，經(jīng)測定-150皮帶井機(jī)房溫度比-150暗斜井溫度高出約2-3℃。具體測點(diǎn)參數(shù)見下表：

在這個通風(fēng)系統(tǒng)閉合回路中，由于-150水平與-350水平的高差、溫度或密度不同，則該通風(fēng)系統(tǒng)閉合回路會產(chǎn)生自然風(fēng)壓，-740皮帶井巷道和-150暗斜井巷道分別構(gòu)成閉合回路，-150暗斜井巷道比-740皮帶井巷道空氣柱重，對-740皮帶井巷道有壓力作用，因此-150皮帶機(jī)房出現(xiàn)了風(fēng)流反向。

4 ?具體原因

根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)原因具體如下：

⑴巷道的通風(fēng)均為全風(fēng)壓，2個進(jìn)風(fēng)斜井總進(jìn)風(fēng)量較小，-150皮帶井通道、-150箕斗井均是通過調(diào)節(jié)風(fēng)窗控制風(fēng)量。

⑵自然風(fēng)壓的影響因素

①溫差是影響自然風(fēng)壓的主要因素，影響氣溫差的主要因素是地面入風(fēng)氣溫與圍巖的熱交換。

②空氣成分和濕度影響空氣的密度，因而對自然風(fēng)壓也有一定影響，但影響較小。

③埋深。當(dāng)溫差一定時，自然風(fēng)壓與礦井或回路最高與最低點(diǎn)的高差成正比。

④主要通風(fēng)機(jī)工作對自然風(fēng)壓的大小和方向也有一定影響。因?yàn)榈V井主要通風(fēng)機(jī)工作決定了主風(fēng)流的方向，加之風(fēng)流與圍巖的熱交換，使冬季回風(fēng)井氣溫高于進(jìn)風(fēng)井，在進(jìn)風(fēng)井周圍形成了冷卻帶以后，即使風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或通風(fēng)系統(tǒng)改變，這兩個井筒之間在一定時期內(nèi)仍有一定的氣溫差，從而仍有一定的自然風(fēng)壓起作用。[1]

⑶地溫。山東萬祥礦業(yè)有限公司常溫點(diǎn)40m左右，溫度為15.7℃，當(dāng)?shù)貧v年（1958～1980年） 平均氣溫15.2℃。常溫點(diǎn)因地形和季節(jié)變化可稍有上下移動，構(gòu)成常溫帶。根據(jù)地溫測量資料，非煤系地層地溫梯度1.1～1.5℃/百米，平均1.4℃/百米。礦井-550m以上其溫度低于31℃，屬無熱害區(qū)。[2]根據(jù)以往勘探簡易地溫測量結(jié)果，地溫梯度為1.1～ 2.5℃ /百米。

⑷空氣溫度的影響分析。-150暗副斜井的S斷面（15m2）大于-740皮帶井的S斷面（11.5m2），前者通風(fēng)阻力比后者較小，前者風(fēng)量及風(fēng)速比后者較大，-740皮帶井內(nèi)有皮帶、設(shè)備運(yùn)行，皮帶運(yùn)行及設(shè)備風(fēng)流溫度有上升趨勢，隨著冬季空氣溫度的逐步降低，-740皮帶井在機(jī)房及皮帶運(yùn)行散發(fā)熱量的作用下，溫度上升值比-150暗副斜井大，會出現(xiàn)自然風(fēng)壓增大，最終-150皮帶機(jī)房風(fēng)流反向。

5 ?治理方案

為徹底消除-150皮帶機(jī)房風(fēng)流反向的通風(fēng)隱患，特采取以下方案：

⑴控制-150皮帶井通道風(fēng)門、-150車場風(fēng)門的調(diào)節(jié)風(fēng)窗的風(fēng)量，維護(hù)風(fēng)門，減少漏風(fēng)。

⑵將-150箕斗井通道風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)窗調(diào)節(jié)板放大，降低-150皮帶機(jī)房至-150皮帶井的通風(fēng)阻力，增加進(jìn)風(fēng)風(fēng)量。

通過方案的有效實(shí)施，-150機(jī)房風(fēng)流方向回復(fù)正常，保證了礦井通風(fēng)系統(tǒng)的合理運(yùn)行和安全生產(chǎn)。

6 ?總述

⑴冬季-150機(jī)房出現(xiàn)風(fēng)流反向，主要是由于通風(fēng)系統(tǒng)中熱源分布不均衡，產(chǎn)生可溫差，進(jìn)而形成了自然風(fēng)壓。

⑵重點(diǎn)加強(qiáng)礦井角聯(lián)巷道的通風(fēng)安全管理，每10天進(jìn)行一次礦井全面測風(fēng)。[3]

⑶自然風(fēng)壓對礦井通風(fēng)系統(tǒng)問題的影響，必須根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行查找原因、具體分析、制定方案、組織實(shí)施，使主要通風(fēng)機(jī)高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]通風(fēng)安全學(xué)

[2]礦井地質(zhì)報告

[3]《煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化》 ?焦方杰 王興建主編

作者單位：山東萬祥礦業(yè)有限公司