矿井通风设备的选型和维护研究

张永红



矿井通风设备的选型和维护研究

张永红

(阳煤集团阳煤二矿，山西 阳泉市 045000)

矿井通风直接决定着井下生产安全，是整个矿井的核心环节，以某矿地质条件为工程背景，通过计算矿井通风所需风量、通风风阻以及所需电动机输出功率，选择FBCDZ-6-No.22型防爆对旋轴流式通风机和YBF450M2-6型电动机，针对通风设备故障制定合理的通风设备维护措施，起到了提高矿井通风效率，延长通风机使用寿命的重要作用，在实际生产中具有重要的指导意义。

矿井通风；设备选型；通风机；电动机；设备管理

矿井通风是井下生产工作开展的前提工作，是矿井建设中的关键性环节，对井下安全发挥着重要的作用[1-3]。实现矿井通风的矿井通风设备的合理性是前提条件，许多学者对通风设备的选型进行了研究，通过计算风量和风阻，从而选择合理的通风设备，同时，许多学者对通风设备维护措施进行研究，对延长通风设备的寿命，提高通风设备的使用率具有重要的作 用[4−6]。本文结合某矿地质条件，进行通风机选型和维护措施分析。

1 主通风机方案

1.1 主通风机选型

某矿井采用中央并列式通风，5个进风井和2个回风井，根据矿井地质及生产条件分别计算井下通风容易时期和困难时期所需要的风量，最后得出井下通风容易时期所需风量约为173.6 m3/s，相应的通风阻力为892.3 Pa，困难时期风量需达到182.3 m3/s，通风阻力为1113.8 Pa。

风机漏风系数取1.05，该矿井在通风容易时期和困难时期所需通风机提供的风量分别为182.28 m3/s和191.42 m3/s。

通风机的风压计算时需要考虑高差，该矿井的回风井和进风井之间具有一定的高差，不能忽略自然风压的影响，且在冬季自然风压利于通风，风阻较小，但在夏季自然风压对风流有一定阻力作用，加大了风机工作量，因此，计算风压时加上自然风压，最后得出自然风压在冬季为121.8 Pa，夏季为184.9 Pa。

通风机自身阻力，取200 Pa，最后计算得出井 下通风容易时期和困难时期通风机的风压分别为1214.1 Pa和1498.7 Pa。

通风机工作在容易时期和困难时期的工作风阻为0.036，0.041 N∙s2∙m−8。

根据所计算的结果以及选型原则，结合通风机特性曲线，最后选择FBCDZ-6-No.22型防爆对旋轴流式通风机。

1.2 电动机选型

电动机输出功率计算时同样需要考虑通风容易时期和困难时期的输出功率，计算公式如下：

式中，表示通风机的效率，容易时期取68%。困难时期取80%，将前面计算结果代入上式计算得出通风容易时期的输出功率1为321.97 kW，困难时期输出功率2为358.6 kW，当1＞0.62时，选用一台电动机，反之需要多台电动机共同运转。显而易见，1＞0.62，故一台电动机即可满足工作条件，经查表选用YBF450M2-6型电动机，额定功率为800 kW。

2 通风设备维护

2.1 通风设备故障原因

通风机作为矿井通风的主要部件，其稳定性直接关系到整个矿井的通风，由于人为或者其他外在原因等可能造成通风机及相关部件发生故障，分析故障的原因对于提高通风设备的工作效率具有重要的作用，通风设备可能发生故障的原因有以下4点。

(1) 进出气管道可能破裂或被堵塞，无法很好地控制风量，同时长时间不更换密封圈，密封圈可能发生损坏，从而损伤风机的叶轮。

(2) 通风设备上的阀门和压力表发生故障导致风机工作状态失稳，长时间运转可能使转子发生损坏，降低其使用寿命。

(3) 由于硬物或者其他具有腐蚀性的物质使叶片发生破坏，从而影响叶轮的正常运转；另外，如果通风机在较长时间内一直处于超负荷运行状态，叶片端面可能产生松动，影响其寿命。

(4) 由于电动机和通风机的主轴不在同一直线上，造成轴衬磨损严重，同时，浇筑作业不符合规定，也可能造成轴衬表面发生损坏。

2.2 维护措施

(1) 加强电动机的日常清理，及时阻止灰尘或者油污进入电动机内部，如果杂物进入电动机内部，应及时向电动机内注入压缩空气，压力约为0.1～0.2 MPa，对电动机进行及时有效的清理。

(2) 应用相关设备对轴承的温度和油位等进行检测，防止油位降低或者温度过高损坏设备，轴承内的油液间隔一定时间进行更换，更换前对轴承要进行全面的清理，保证油环不出现卡死现象。同时，油环的表层要保持清洁，防止运行中产生火花，保证电刷的正常运行，防止出现磨损，磨损时要及时更换。

(3) 对高压开关柜、通风机联轴器、叶片要进行定期检测，保证高压开关柜螺栓齐全以及仪表正常，防止联轴器和叶片出现松动现象，保证通风机的正常运行。

(4) 建立通风系统监测体系，对矿井通风系统进行实时监测，及时发现通风系统存在的问题，并采取相应的措施阻止事故发生，同时监测系统可以减少大量人员，提高整个系统的工作效率。

3 结 论

本文针对某矿地质条件，计算了该矿井条件下所需通风的风量和风阻，在此基础上根据通风网络特性曲线选择了FBCDZ-6-No.22型防爆对旋轴流式通风机，并对电动机所需输出功率进行计算，最后查表选用了YBF450M2-6型电动机。

在选择合理的通风机及电动机的基础上，分析了通风设备发生故障的原因，提出了合理的维护措施，对提高通风机的使用寿命具有重要的作用，对矿井安全生产具有重要的指导意义。

[1] 裴军军.煤矿矿井通风及通风设备的选型浅谈[J].能源与节能,2016(08):10−11,19.

[2] 骞 杉,彭俊明.矿井通风设备的选型[J].煤矿机械,2014, 35(07):188−190.

[3] 朱建国.矿井通风设备的选型探讨[J].山西煤炭,2013, 33(08):79−80.

[4] 张 坤.矿井通风设备选型及其计算[J].内蒙古煤炭经济, 2016(01):131+135.

[5] 郭大辉.浅谈煤炭企业矿井通风系统设计要点[J].科技展望,2015,25(10):192.

[6] 郭国兵.矿井通风设备选型方案的探讨及计算[J].山西科技,2013,28(04):49−51.

(2018−09−19)

张永红(1968—)，男，山西阳泉人，工程师，从事通风与安全工作。