-150皮带机房风流反向的技术研究

郭洪杰

摘要：由于矿井自然风压受空气温度的变化而发生改变，导致矿井通风网络中某些分支的风流发生变化，影响矿井通风系统的稳定性。为此，-150皮带机房风流反向，从而需要分析自然风压对矿井通风系统的影响。

1  通风系统概况

矿井通风方式为混合式，通风方法为抽出式，目前有两个回风井，即中央风井（斜井）、西风井（立井），中央回风井安装两台BD-Ⅱ-8-№26型对旋式轴流风机，电机功率为355KW，排风量38073/min，负压1040Pa，等积孔2.34m2;西风井安装2台BDK-10-№28型主要通风机，配备电机功率为2×500KW，排风量9202m3/min，负压2420Pa，等积孔3.71m2;进风井筒有4个，分别为二号主斜井、二号副斜井、一号皮带井和副立井，二号主斜井进风1090m3/min，二号副斜井进风352m3/min，一号皮带井进风1624m3/min;矿井目前需要风量为11806m3/min，总进风量为12530m3/min，  矿井总排风量13439m3/min，矿井有效风量率90.9%。

2 正常风流方向情况

地面空气从二号主斜井、二号副斜井、一号皮带井进入150水平，然后经过-740皮带井、-150暗斜井并联进风至-350水平，-740皮带井风量为940m3/min。如图所示。

2020年2月空气温度下降，-150皮带机房以至于出现风流反向。

3 测点数据

根据现场巷道风流分支、汇合布置6个测点，当班对-150水平至-350水平巷道参数进行逐个测定，经测定-150皮带井机房温度比-150暗斜井温度高出约2-3℃。具体测点参数见下表：

在这个通风系统闭合回路中，由于-150水平与-350水平的高差、温度或密度不同，则该通风系统闭合回路会产生自然风压，-740皮带井巷道和-150暗斜井巷道分别构成闭合回路，-150暗斜井巷道比-740皮带井巷道空气柱重，对-740皮带井巷道有压力作用，因此-150皮带机房出现了风流反向。

4  具体原因

根据实测数据原因具体如下：

⑴巷道的通风均为全风压，2个进风斜井总进风量较小，-150皮带井通道、-150箕斗井均是通过调节风窗控制风量。

⑵自然风压的影响因素

①温差是影响自然风压的主要因素，影响气温差的主要因素是地面入风气温与围岩的热交换。

②空气成分和湿度影响空气的密度，因而对自然风压也有一定影响，但影响较小。

③埋深。当温差一定时，自然风压与矿井或回路最高与最低点的高差成正比。

④主要通风机工作对自然风压的大小和方向也有一定影响。因为矿井主要通风机工作决定了主风流的方向，加之风流与围岩的热交换，使冬季回风井气温高于进风井，在进风井周围形成了冷却带以后，即使风机停止运转或通风系统改变，这两个井筒之间在一定时期内仍有一定的气温差，从而仍有一定的自然风压起作用。[1]

⑶地温。山东万祥矿业有限公司常温点40m左右，温度为15.7℃，当地历年（1958～1980年） 平均气温15.2℃。常温点因地形和季节变化可稍有上下移动，构成常温带。根据地温测量资料，非煤系地层地温梯度1.1～1.5℃/百米，平均1.4℃/百米。礦井-550m以上其温度低于31℃，属无热害区。[2]根据以往勘探简易地温测量结果，地温梯度为1.1～ 2.5℃ /百米。

⑷空气温度的影响分析。-150暗副斜井的S断面（15m2）大于-740皮带井的S断面（11.5m2），前者通风阻力比后者较小，前者风量及风速比后者较大，-740皮带井内有皮带、设备运行，皮带运行及设备风流温度有上升趋势，随着冬季空气温度的逐步降低，-740皮带井在机房及皮带运行散发热量的作用下，温度上升值比-150暗副斜井大，会出现自然风压增大，最终-150皮带机房风流反向。

5  治理方案

为彻底消除-150皮带机房风流反向的通风隐患，特采取以下方案：

⑴控制-150皮带井通道风门、-150车场风门的调节风窗的风量，维护风门，减少漏风。

⑵将-150箕斗井通道风门调节风窗调节板放大，降低-150皮带机房至-150皮带井的通风阻力，增加进风风量。

通过方案的有效实施，-150机房风流方向回复正常，保证了矿井通风系统的合理运行和安全生产。

6  总述

⑴冬季-150机房出现风流反向，主要是由于通风系统中热源分布不均衡，产生可温差，进而形成了自然风压。

⑵重点加强矿井角联巷道的通风安全管理，每10天进行一次矿井全面测风。[3]

⑶自然风压对矿井通风系统问题的影响，必须根据实际情况进行查找原因、具体分析、制定方案、组织实施，使主要通风机高效、经济运行。

参考文献

[1]通风安全学

[2]矿井地质报告

[3]《煤矿安全生产标准化》  焦方杰 王兴建主编

作者单位：山东万祥矿业有限公司