建井期间压风系统的配置

郭永盛

摘要：在煤矿建井期间，如果采用的装置是风动机械，风动机械的耗气量均会非常大，在这种情况下就需要合理选择压风设备，合理设计压风系统。在本文中，笔者结合自身的工作实际和煤电公司的实际，通过计算压风设备的相关指标等，合理选择了压风管径、设备等。实践表明，该压风系统的能耗比较低，而且工作效率比较高。

关键词：煤矿生产；建井期间；压风系统

煤矿建井期间，必须合理选择压风系统，这对于煤矿的安全生产有着重要的意义。所以煤矿建设单位必须重视这一问题。在本文中，笔者从某煤矿建井期间选择压风系统的实际入手，系统探讨了如何选择压风系统，如何配置压风系统。生产的实践表明，该煤矿选择的压风系统具有耗能低、效率高的优点，值得推广。

1. 工程简介

某煤电公司二矿回风井，井口的标高是215m，丙组煤层马头门底板的标高为地下155m，而井深的设计深度达到了60多米，井筒的直径也有5m之多。所以，建井期间的整个作业量是比较大的。而在建井期间，单位选择的是风动钻装机具，均是耗气量大的设备，因此必须合理选择压风设备。

为了确保压风设备可以有效满足建井期间的需要，煤矿公司走访了多家压风设备生产厂家，经过一系列的考察和论证之后，认为排气量每分钟为40.6立方米型号的压缩机适合该工程。这种空气压缩机具有节能、高校和操作简单的特点，而且安全性比较高，所以能够彻底解决压风系统的耗能问题，同时也可以提高系统的工作效率，对于建井期间的压风系统的配置具有一定的指导意义。

2. 空气压缩机和压风管径的选择问题

2.1空气压缩机的选择问题

煤电公司在井筒施工作业到基岩之后，使用的是SJZ6·7六臂伞钻进行打眼，配备的是YGZ80型号的凿岩机器6台，耗风量为每分钟68立方米，所以，系统的总的耗风量就可以通过公式Q=αβγkq来计算出来。

在上述公式当中，α表示的是管网漏风系数，通常取值为1.1，而β为风动机械默算的耗风量增加的系数，通常的取值也是1.1，而γ是高原修正系数，一般情况下取值为1.05，k是风动机具同时使用工况下的系数，一般取值为0.9，q是风动工具耗风量，也就是上文中提高的每分钟68立方米。把相关的数据带入公式中，便可求得Q，为77.8m?/min。按照这个计算结构，就应当选择2台SA250W /A型的压风机，1台VHL-20/8-Ⅱ型的压风机。

2.2压风管径的选择问题

对于该煤矿的建井来说，地面压风干管和压风站选用的均是 159 mm×4·5mm的无缝钢管，而入井压风干管选择，同样是159 mm×4·5mm无缝钢管。采用这种钢管可以满足施工的要求。

3. 绞车、天轮和悬吊钢丝绳的选择问题

在井筒内，供水管和压风管是联合悬吊在一起的，供水管选择的是59 mm×4·5 mm的无缝钢管。

3.1悬吊天轮的选择问题

对于井筒来说，对于悬吊天轮的直径是有严格的要求的，其与钢丝绳的比值应大于20，同时不能够低于其中最粗钢丝绳直径的最小值。所以，我们假定6×19- 34-155I型号的钢丝绳的钢丝的直径d为2.3mm。在这种情况下，悬吊天轮的安全荷载应大于实际上选用钢丝绳的最大静拉力，规定的最大的钢丝绳最大静拉力，也就是n为5.10m的双槽重型天轮的安全荷载，其安全荷载值为226kN，同时也需要大于悬吊荷载125kN。所以，在这种工况下，选择的最大钢丝绳破断力为1290KN，大于选择的6×19- 34-155I钢丝绳的破断力671 kN，所以应选择1套双槽天轮，可有效满足井筒建设的需要。

3.2悬吊钢丝绳的选择问题

悬吊钢丝绳的选择主要分为两个步骤，第一个是单根钢丝绳悬吊的重量。第二个是钢丝绳单位长度的重量。

（1）单根钢丝绳悬吊的质量。众所周知，钢丝绳的总的重量也就是所有钢丝绳重量的总和，所以，其总的重量G=1/2（G1+G2+G3+……Gn）=9678.9（kg）

（2）钢丝绳单位长度的重量。钢丝绳单位长度的重量h=Q/（110yB/m-H1）=3.8kg/m。其中，h表示的井筒的深度，单位为m，而m表示的是钢丝的安全系数，而表γ示的是钢丝绳公称的抗拉强度，单位为MPa。

把具体的数值带入公式中计算，由于钢丝绳的参考值Ps大于Pn，所以，应当选择型号为6×19- 34-155I钢丝绳，该种钢丝绳的技术参数Ps为4.01kg/m，而F是所选用的钢丝绳的总破断拉力，为671kN。

最后，钢丝绳的安全系数校验可通过下列公式来校验，也即是m=Gd/（Go+Ps+Ho）。带入数值计算得到，该钢丝绳的安全系数为5，可满足使用的要求。

3.3凿井绞车的选择问题

按照悬吊的荷重，应当选用1台型号为2JZ2-16/800的绞车，绞车的荷载重量大于等于125kN，小于规定的150kN，可满足使用的要求。

4. 空气压缩机站的设备步配置

对于建井期间的空气压缩机站的设备配置，当前有不少的设计要求，这就要求设备配备人员必须按照规定进行配置。而其具体的要求便是，把辅助间和机器间组建在一起，采用集中配置的方式。采用这种配置的方式，可以有效节约空间。总体来讲，空气压缩机站站房内的设备布置需要注意以下几点：

第一是对于空气压缩机站的机器间，需要考虑空气压缩机部件的拆装问题，如何便于空气压缩机的拆装，并且要个机器的检修和维护管理留出一定的空间；

第二是空气压缩机的活动部分，其距离边墙的局部原则上不能够小于1.2m；如果小于这个安全距离，则可能带来一些安全方面的隐患等。

第三是对于机器间的主要通道来说，这些通道必须可以满足设备运输的需要，而其具体的宽度需要根据空气压缩机的部件宽度来确定，一般情况下在1.5m～2m之间。

第四是对于机房的高度，必须适合设备的起吊和安装，通常屋檐的高度不应低于3.5m。

第五是对于冷却泵和电气设备等空气压缩站的辅助设备来说，必须便于其操作和维修，有利于管路和电缆的敷设，不可以妨碍门窗的开关，以及采光等。

第六是为了确保临时空气压缩机房的通风畅通和便于散热，通常需要开设天窗。

第七是空气压缩机房的固定设备部分，其距离边墙的距离不能够小于1m，这样便可以确保固定设备运行的安全性。

总的来说，建井期间的压风系统必须根据实际的情况进行选择，而具体选择何种压风设备，则需要通过建设单位，考虑常见设备性能、建井需要的基础上制定。通过选

择最优的设备来确保后期井筒作业的安全性，确保井筒作业的效率得到大幅度提高。

5.结语：

对于煤电企业来说，建井期间的压风系统的设置问题是一个比较重要的问题，必须引起企业的高度重视。压风系统建设的好坏，对于煤矿生产的效率、生产的安全性等，均有着重要的影响。在本文中，笔者结合自身的工作实际和理论知识，从压风系统各个设备的选择入手，对该命题做了分析。实践表明，该空气压缩站运行状况良好，保证了建井期间井筒安全生产的需要，具有操作简单、高效和节能的优点，对于降低压风系统的能耗，提高其工作效率也有着重要的意义。

6.参考文献：

[1]朱华明，谢俊辉，谢俊娜.浅谈建井期间压风系统的配置[J].中州煤炭，2010（10）

[2]张民生.浅谈主斜井建井期间提升系统的配置问题[J].中州煤炭，2011（1）