主扇與局扇聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

張?zhí)烀? 羅仁俊 楊波波 袁會科 劉丁

摘 要：作為礦井生產(chǎn)系統(tǒng)中非常重要的組成部分之一的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)，其安全可靠性是減少礦井發(fā)生瓦斯爆炸、火災(zāi)等事故進(jìn)一步擴(kuò)大的重要保障。本文主要分析了在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中主扇與局扇聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的應(yīng)用，以供實(shí)踐參考。

關(guān)鍵詞：主扇;局扇;煤礦通風(fēng)系統(tǒng)

礦井在采用多臺主扇與局扇聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，如果通風(fēng)系統(tǒng)布置的比較合理，那么每臺主扇的通風(fēng)能力就能夠充分的發(fā)揮出來，并且還能夠在保證高效率運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下將能耗降到最低。當(dāng)生產(chǎn)場所發(fā)生改變時(shí)，那么煤礦通風(fēng)系統(tǒng)也會隨之發(fā)生變化，所以在不同時(shí)期及時(shí)的調(diào)整井下通風(fēng)是一定不能忽略的工作。只有將井下通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整的更加合理，才能確保每臺主扇都能夠發(fā)揮出最大的排風(fēng)能力，進(jìn)而在電能消耗較低的基礎(chǔ)上將其使用效率提高，最終實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定通風(fēng)系統(tǒng)的目標(biāo)。

1 煤礦通風(fēng)系統(tǒng)概況

在某煤礦中，其井田走向約2.3千米，斜坡長約1.9千米，井田面積約為4.3平方千米。該礦是在上世紀(jì)五十年代中開始建設(shè)的，并在六十世紀(jì)簡易投產(chǎn)，投產(chǎn)的組成是七對片盤斜井，每處斜井中都有獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，后來將其進(jìn)行深挖改造，井田開拓方式多數(shù)情況下都是集中石門分組大巷布置方式，有五條斜井分布在南部井田內(nèi)，不過只有一個(gè)排風(fēng)井，其余都是入風(fēng)井，而北部井田則是分別有一個(gè)排風(fēng)井和入風(fēng)井。在南風(fēng)井處安設(shè)兩臺主扇，一臺投入使用，另一臺作為備用，北風(fēng)井也是如此安排，并且還要安置局扇。在南井田與北井田之間聯(lián)通其中的五層與七層，不過都需要用風(fēng)門將其隔斷。所以，南主扇與北主扇分別擔(dān)負(fù)起南、北部井田的排風(fēng)任務(wù)，并且要分別聯(lián)合局扇共同運(yùn)轉(zhuǎn)[1]。

2 煤礦通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題

在該煤礦中一共有九個(gè)采煤工作面，十一個(gè)煤掘工作面，九個(gè)巖掘工作面等。其中在南部井田中采煤工作面七個(gè)，煤掘工作面九個(gè)，巖掘工作面八個(gè);而北部井田中采煤工作面兩個(gè)，煤掘工作面兩個(gè)，巖掘工作面一個(gè)。在這種情況下，南部井田中的南主扇和局扇總共擔(dān)負(fù)著的排風(fēng)任務(wù)有二十四個(gè)排風(fēng)面，而且十六個(gè)排風(fēng)面是通過水平石門進(jìn)入到風(fēng)井中的，由于集中石門后部的斷面比較小，會受到較大的通風(fēng)阻力。不過這樣的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)會將風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓增加，使其排風(fēng)量受到嚴(yán)重的制約，與此同時(shí)，還會導(dǎo)致煤礦出現(xiàn)嚴(yán)重的水平漏風(fēng)問題，這樣就會使礦井的有效風(fēng)量不斷下降[2]。

此外，在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中，其回風(fēng)銅鼓五層暗井到集中石門，不過因?yàn)槲鍖油咚购糠浅４?，特別是在開采的一分層中可能出現(xiàn)嚴(yán)重的瓦斯泄漏。工作面風(fēng)量達(dá)到每分鐘五百米時(shí)，回風(fēng)道的瓦斯?jié)舛染蜁容^強(qiáng)，此時(shí)采煤機(jī)在割煤時(shí)瓦斯?jié)舛纫矔粩嗟纳仙?，進(jìn)而導(dǎo)致這個(gè)工作面都被迫停止生產(chǎn)。所以，只能依靠著回風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)風(fēng)，不過這是非常困難的。在北部井田中采煤工作面只有兩個(gè)，掘進(jìn)工作面只有三個(gè)，為了能夠滿足正常的排風(fēng)需求，就需要每分鐘一千五百平方米的排風(fēng)量，北風(fēng)井的排風(fēng)量需要每分鐘達(dá)到兩千一百平方米。這就會導(dǎo)致工作面的風(fēng)量過多，而風(fēng)壓也會不斷升高，這樣在進(jìn)行防火工作時(shí)就會遇到極大的困難。與此同時(shí)，通風(fēng)設(shè)施會出現(xiàn)比較嚴(yán)重的漏風(fēng)問題，進(jìn)而會將資源大量的浪費(fèi)[3]。

在這樣的情況下，由于南井田通風(fēng)系統(tǒng)與北井田通風(fēng)系統(tǒng)，都存在著不合理的情況，而主扇和局扇排風(fēng)能力都相對較弱，這時(shí)就需要調(diào)整該通風(fēng)系統(tǒng)。所以需要利用北主扇、南主扇和局扇的綜合排風(fēng)能力，因此，需要將其中存在的問題解決，這樣不僅能夠解決南部水平集中石門排風(fēng)能力的局限性問題以及調(diào)風(fēng)困難的問題，而且還要將北主扇的能力充分的發(fā)揮出來，進(jìn)而使北主扇的工作效率不斷提高。

3 煤礦通風(fēng)系統(tǒng)改造取得的效益

在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中，主要采用的礦井通風(fēng)機(jī)有兩種，分別是主扇和局扇。主扇又叫主通風(fēng)機(jī)，主要作用是將新鮮空氣輸送到礦井之中，因?yàn)橹魃鹊牧髁糠浅４?，所以軸流式通風(fēng)機(jī)是極為合適的;局扇又被叫做局部通風(fēng)機(jī)，主要在礦井工作面中用于通風(fēng)，不過與主扇相比，其流量與壓力都相對較小，所以要使用防爆軸流式通風(fēng)機(jī)，主扇多數(shù)情況下的作用都是提供大量的新鮮風(fēng)流，而整個(gè)隧洞則能夠有充足的風(fēng)量，而且主扇的功率都要比局扇的功率大很多，所以口徑也比局扇大很多，局扇的作用雖然不像主扇所發(fā)揮出的作用一樣大，但也是不可或缺的，使主扇與局扇聯(lián)合運(yùn)行，這樣才能夠?qū)⒍叩淖饔贸浞值陌l(fā)揮出來。主扇通常都會采用對旋結(jié)構(gòu)，也就是用兩臺同種型號的風(fēng)機(jī)進(jìn)行對接，并且將兩極葉輪相互旋轉(zhuǎn)，然后使主扇的中導(dǎo)葉和后導(dǎo)葉的損失都省去，進(jìn)而將通風(fēng)機(jī)的功率不斷提高。主扇的主風(fēng)筒中要將穩(wěn)流環(huán)合理的安裝其中，如果風(fēng)機(jī)性能曲線沒有駝峰，也沒有出現(xiàn)喘振現(xiàn)象，那么就不會受到任何阻力的影響，從而能夠保持穩(wěn)定的運(yùn)行，主扇的全部葉片在實(shí)際的使用中需要根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行調(diào)整，通常需要將每個(gè)工作角度進(jìn)行調(diào)整，并且要確保前級葉片和后級葉片在安裝過程中使其角度可以保持一致，如果安裝時(shí)角度不同，那么可以將其都調(diào)整到45度角之內(nèi)，然后在繼續(xù)運(yùn)行。也可以將其中的一臺電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)通風(fēng)進(jìn)行單獨(dú)開啟，使得可以調(diào)節(jié)的范圍能夠不斷的拓寬，尤其是開井口。如果總井巷比較長，那么就可以根據(jù)總井巷的設(shè)計(jì)長度要選擇比較相配的通風(fēng)機(jī)，不過使用局扇時(shí)，需要為獨(dú)頭的巷道工作提供源源不斷的新鮮風(fēng)流，不僅速度比較快，而且路程也相對較遠(yuǎn)，不過因?yàn)榭趶较鄬^小，所以壓力也會增加，進(jìn)而將葉輪級的壓力也會增加[4]。

煤礦通風(fēng)系統(tǒng)是地下開采礦井時(shí)必須要進(jìn)行的，而可靠的通風(fēng)動(dòng)力設(shè)施以及風(fēng)流控制設(shè)施也是非常必要的，這樣就能夠確保井下各種采掘作業(yè)面能夠?yàn)槠涮峁┳銐虻倪B續(xù)的新鮮空氣，并且從礦井中排出污濁的空氣，這樣就能夠避免礦內(nèi)出現(xiàn)大氣污染，進(jìn)而能夠創(chuàng)造出比較安全、舒適的作業(yè)環(huán)境。每個(gè)礦井都需要分別配備一個(gè)進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井。并且要根據(jù)進(jìn)風(fēng)井以及回風(fēng)井的位置，將混合式的通風(fēng)系統(tǒng)布置好。在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中主扇與局扇聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的應(yīng)用，不僅能夠?qū)⒛现魃扰c北主扇的工作效率極大的提高，被主扇的效率從41.9%提升到49.7%，而南主扇的有效風(fēng)量從61.1%提高到69.9%，所以，將煤礦通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造時(shí)，需要將通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，使得北主扇、南主扇、局扇等的排風(fēng)能力都充分的發(fā)揮出來，進(jìn)而能夠?qū)⒐ぷ餍蕵O大的提高，還可以將礦井的有效風(fēng)量不斷提高而且功能消耗也能夠大幅度的降低。

4 結(jié)束語

綜上所述，在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中，主扇與局扇聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)能夠?qū)⒌V井的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行有效的改造，并且要根據(jù)實(shí)際的情況調(diào)整好通風(fēng)系統(tǒng)，這樣不僅能夠?qū)⒚颗_主扇的排風(fēng)能力充分的發(fā)揮出來，也能夠使局扇的應(yīng)有作用發(fā)揮出來，這樣才能夠?qū)⑦\(yùn)行效率不斷的提高，并且還能夠?qū)⒂行эL(fēng)量增加，這樣煤礦通風(fēng)系統(tǒng)才能夠更加合理，安全效益與經(jīng)濟(jì)效益也會更加良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧志遠(yuǎn).淺談煤礦主通風(fēng)機(jī)通風(fēng)失穩(wěn)控制的研究與應(yīng)用[J].石化技術(shù)，2020，v.27（8）：148-149.

[2]郝艷飛.淺談煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用[J].科技資訊，2019，17（3）：74+76.

[3]李吉澎.自動(dòng)化控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].中國高新區(qū)，2019，（18）：18-18.

[4]頊波.基于PLC的煤礦主扇通風(fēng)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2020，No.220（3）：194-196.

作者簡介：

張?zhí)烀鳎?982年5-），漢，男，籍貫：河北任丘，職稱：工程師，本科，學(xué)位：學(xué)士，主要從事方向研究：多主扇調(diào)整引起通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)部風(fēng)壓、風(fēng)量的變化規(guī)律，為礦井通風(fēng)系統(tǒng)日常管理提供科學(xué)依據(jù)，為安全生產(chǎn)保駕護(hù)航