礦井大功率排水設(shè)備峒室的通風(fēng)散熱

1、 專業(yè)技術(shù)文件 / Technical documentation 編號： 礦井大功率排水設(shè)備峒室的通風(fēng)散熱Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly.編制：_日期：_礦井大功率排水設(shè)備峒室的通風(fēng)散熱溫馨提示：該文件為本公司員工進(jìn)行生產(chǎn)和各項管理工作共同的技術(shù)依據(jù)，通過對具體的工作環(huán)節(jié)進(jìn)行規(guī)范、約束，以確保生產(chǎn)、管理活動的正

2、常、有序、優(yōu)質(zhì)進(jìn)行。本文檔可根據(jù)實際情況進(jìn)行修改和使用。 td=“14148” 1 概況 城郊煤礦隸屬永城煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司, 位于華北平原豫東地區(qū)永城煤田中部, 于2021年10月投產(chǎn)的現(xiàn)代化大型礦井, 年產(chǎn)優(yōu)質(zhì)無煙煤300萬t以上, 礦井服務(wù)年限118a。礦井采用立井分水平上下山開拓方式；地表標(biāo)高34m, 井底大巷標(biāo)高495m；礦井采用中央分列式通風(fēng), 礦井總?cè)腼L(fēng)量8 539m3/min, 風(fēng)壓1 832 Pa。 由于井田位于華北石炭二疊系巖溶一裂隙水害區(qū), 煤層底板灰?guī)r承壓水涌水、突水頻繁。礦井正常涌水量1 560m3/h, 最大涌水量1 940m3/h, 礦井排水峒室設(shè)1 250

3、kW大型排水設(shè)備10臺, 平常同時運行3臺以上, 峒室出現(xiàn)溫度高, 設(shè)備散熱效果差, 通風(fēng)不良等情況, 急需采取有效措施加以解決。 2 主排水峒室高漸形成原因 （1）峒室位于角聯(lián)風(fēng)路增加風(fēng)量困難。城郊煤礦礦井中央排水峒室位于副井井底車場內(nèi)。由于礦井設(shè)計時對通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)局部考慮欠妥, 造成排水峒室段位于通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的角聯(lián)風(fēng)路上, 實測峒室兩端壓差2 Pa。由于礦井東翼、東南翼入風(fēng)風(fēng)流大部分由井底車場聯(lián)接北側(cè)巷道流出, 東翼入風(fēng)風(fēng)流經(jīng)繞道流量減少, 造成通過排水峒室通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)自然分配的風(fēng)量600m3/min左右, 而且增加風(fēng)量困難。 （2）峒室內(nèi)風(fēng)流流速小, 空氣散熱效果差。排水峒室主體高度大, 斷面25.

4、7m2, 相對風(fēng)流風(fēng)速小, 設(shè)備運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量不能及時排出峒室, 故積熱的高溫空氣流出峒室時間延長。 （3）在型排水設(shè)備通風(fēng)散勢方式不當(dāng)。大功率排水設(shè)備采取強制吸入排除散熱方式, 而且設(shè)備吸入口與排出口位置相對很近。采用空氣對流散熱, 造成設(shè)備重復(fù)吸入設(shè)備散熱剛排出的高溫氣體, 嚴(yán)重降低設(shè)備的散熱效果。 （4）采取的通風(fēng)措施技術(shù)不合理, 峒室高溫形成后, 在峒致富以入風(fēng)側(cè)增設(shè)2臺局部通風(fēng)機(jī)帶風(fēng)筒進(jìn)行峒室通風(fēng), 其作用只是風(fēng)筒末端風(fēng)流壓入, 提高少量峒室風(fēng)量, 能耗大、效果差。 3 峒室低壓輔助通風(fēng) 主排水設(shè)備峒室在井底車場主要巷道內(nèi), 生產(chǎn)運輸提升頻繁, 增加通風(fēng)量靠通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)自然分風(fēng)和改造風(fēng)路

5、方法難以實現(xiàn)。借助輔助通風(fēng)設(shè)備來提高排水峒室供風(fēng)量是最佳選擇。 3.1 峒室輔助通風(fēng)參數(shù)計算 以2002年9月31日的實測數(shù)據(jù):排水設(shè)備峒室入口風(fēng)流溫度22, 回風(fēng)道風(fēng)流溫度35, 風(fēng)量652m3/min。 （1）排水設(shè)備峒室散熱通風(fēng)所需風(fēng)量Q需。 Q需Q原（t1t0）/（t2t0） 652（3522）/（3022） 1 059.5m3/min 1 100m3/min。 式中 Q需峒室降溫所需風(fēng)量, m3/min； Q原峒室原實際進(jìn)風(fēng)量, m3/min； t0峒室原實際平均進(jìn)風(fēng)氣溫。； t2峒室允許的最高氣溫。； t1峒室回風(fēng)側(cè)原實際平均氣溫, 。 考慮到7、8月份高溫季節(jié), 礦井入風(fēng)流溫度增

6、高影響, 風(fēng)量調(diào)整系數(shù)聚1.4。 Q需1.4Q1 1001.41 500m3/min （2）排水峒室通風(fēng)阻力h。 排水峒室風(fēng)路全長136.8m, 由摩擦阻力公式 h摩LpQ2/s3和局部阻力公式 h局V2 1/2g計算通風(fēng)阻力h91.6 Pa。 （3）輔助通風(fēng)機(jī)全壓P全。 P全hh動183.3 Pa 3.2 輔助通風(fēng)機(jī)選型 目前煤礦井下風(fēng)機(jī)均屬中高壓系列, 風(fēng)量偏低, 以11 kW局部風(fēng)機(jī)為例:DSFA-52對刻風(fēng)機(jī)（風(fēng)量46300 m3min）, JBT-52風(fēng)機(jī)（風(fēng)量42225 m3min）與同功率K40系列輔助通風(fēng)機(jī)（風(fēng)量6481 518 m3/min）比較相差5倍以上。為此先用K40系

7、列低壓輔助風(fēng)機(jī)。 依據(jù)峒室通風(fēng)參數(shù), 由風(fēng)機(jī)特性曲線選擇K40-8-14風(fēng)機(jī), 風(fēng)量7321 920 m3/min；全壓88.8470.4 Pa。電機(jī)功率15kW；轉(zhuǎn)數(shù)760r/min。風(fēng)機(jī)集風(fēng)器最大直徑1 692 mm。電動機(jī)與風(fēng)機(jī)工作輪直接傳動。風(fēng)機(jī)葉片安裝有32、29、26、23、22共5個角度可調(diào)。 3.3輔助風(fēng)機(jī)的安裝及應(yīng)用效果 通風(fēng)機(jī)設(shè)在排水峒室回風(fēng)道風(fēng), 用隔斷風(fēng)門將峒室風(fēng)流與回風(fēng)隔開做抽出式通風(fēng)。風(fēng)機(jī)無段施工混凝土基礎(chǔ), 把巷道底板平整墊平, 直接將風(fēng)機(jī)平衡放在底板上即可長期運行。 2021年7月輔助風(fēng)機(jī)投入運行至今, 風(fēng)機(jī)運行平衡, 噪聲較小, 峒室通風(fēng)量為1 640 m3/

8、min, 峒室風(fēng)流溫度降至25以下, 有效地解決了大型機(jī)電設(shè)備散熱的峒室通風(fēng)。 4 大功率排水設(shè)備峒室隔熱風(fēng)道通風(fēng) 城郊煤礦考慮到礦井隨著開采范圍的擴(kuò)大, 礦井涌水有進(jìn)一步增加的可能, 為提高礦井防治水的可靠性, 將在東南翼風(fēng)井井底增設(shè)礦井排水系統(tǒng), 承擔(dān)東翼采區(qū)涌出的排水工作。在峒室設(shè)計上應(yīng)考慮大功率機(jī)電設(shè)備特點, 對新建的峒室通風(fēng)方式予以完善。 4.1 大功率排水機(jī)電設(shè)備散熱方式的特點 大功率機(jī)電設(shè)備（1 000kW以上）電機(jī)均設(shè)有設(shè)備兩側(cè)吸入風(fēng)流和排出設(shè)備散熱風(fēng)流裝置的接出口, 電機(jī)運轉(zhuǎn)時設(shè)備內(nèi)進(jìn)行強制通風(fēng)冷卻。設(shè)備吸入用于降溫冷卻的風(fēng)流直接來自峒室內(nèi)空氣, 而設(shè)備內(nèi)排出的散熱風(fēng)流也直接

9、排入峒室內(nèi)空氣。有的機(jī)電設(shè)備吸入口和排風(fēng)口距離較近, 設(shè)備運轉(zhuǎn)溫度升高, 是現(xiàn)在機(jī)電峒室存在的普遍現(xiàn)象。 解決方法是將設(shè)備排出的散熱風(fēng)流與峒室空氣隔開, 杜絕設(shè)備重復(fù)吸入散熱氣流, 設(shè)備排出的散熱風(fēng)流集中專用隔熱風(fēng)道排至峒室以外。 4.2峒室專用隔熱風(fēng)道布置 在排水設(shè)備峒室的一側(cè)或峒室底板下面, 設(shè)置1條專用隔熱風(fēng)道, 將排水設(shè)備電機(jī)散熱排風(fēng)口由引風(fēng)管路直接排到隔熱回風(fēng)道內(nèi), 經(jīng)降溫處理后, 排出峒室以外風(fēng)流中去（見圖1）。 1-峒室入風(fēng)；2-隔熱風(fēng)道；3-水泵給水管道4-水泵電機(jī)；5-引風(fēng)管道；6-隔斷風(fēng)墻；7-風(fēng)流冷卻水幕；8-排水溝；9-峒室回風(fēng) 圖1 排水設(shè)備峒室隔熱風(fēng)道布置 隔熱風(fēng)道

10、可布置在峒室底板以下, 其位置確定即要躲開水泵基礎(chǔ), 又要便于和機(jī)電設(shè)備的散熱風(fēng)流排出口聯(lián)接（一般采用機(jī)電設(shè)備排風(fēng)口用矩形引風(fēng)管來聯(lián)接到隔熱風(fēng)道內(nèi)）。專用隔熱回風(fēng)道在峒室回風(fēng)巷出口要設(shè)隔斷風(fēng)門, 借用礦井負(fù)壓加強隔熱風(fēng)道內(nèi)風(fēng)流的排放作用。隔熱風(fēng)道在峒室內(nèi)位置要考慮行人和設(shè)置引風(fēng)管道的方便。為降低隔熱風(fēng)道的風(fēng)阻, 斷面選擇要核算風(fēng)速控制在10m/s以下。 隔熱風(fēng)道和引風(fēng)管路要設(shè)隔熱層防護(hù), 防止通過巖壁或引風(fēng)管壁傳熱致使峒室風(fēng)流增溫。 隔熱風(fēng)道出口處水冷卻裝置進(jìn)行熱風(fēng)流強制降溫。經(jīng)降溫處理的風(fēng)流再排入礦井風(fēng)流或回風(fēng)中, 降溫后的冷卻水由排水溝直接進(jìn)入水倉排至地面。 機(jī)電設(shè)備散熱排風(fēng)口設(shè)置的引風(fēng)管

11、路, 設(shè)備運轉(zhuǎn)時排出的熱風(fēng)經(jīng)引風(fēng)管路, 導(dǎo)入隔熱風(fēng)道內(nèi), 為防止峒室內(nèi)空氣與隔熱風(fēng)道經(jīng)設(shè)備內(nèi)通路聯(lián)通短路, 在機(jī)電設(shè)備入風(fēng)口設(shè)風(fēng)流隔斷裝置, 在電機(jī)停止運轉(zhuǎn)時, 關(guān)閉引風(fēng)管路切斷入風(fēng)口, 防止新鮮風(fēng)流經(jīng)隔熱風(fēng)道流走, 當(dāng)電機(jī)設(shè)備運轉(zhuǎn)時, 打開供風(fēng)通道, 進(jìn)行設(shè)備散熱通風(fēng)。 該隔熱風(fēng)道布置方式, 可使峒室空氣與機(jī)械設(shè)備運轉(zhuǎn)散熱風(fēng)流分開排放處理, 峒室內(nèi)風(fēng)流不受設(shè)備散熱影響, 設(shè)備散熱用風(fēng)按需供給, 并將散熱風(fēng)流排入風(fēng)道內(nèi)。排入隔熱風(fēng)道內(nèi)的設(shè)備高溫散熱風(fēng)流便于冷卻降溫處理, 處理后的回風(fēng)對礦井風(fēng)流的熱污染程度大幅度減小。 1 2 下一頁 td=“14148”4.3 峒室使用隔熱回風(fēng)道的通風(fēng)效果 （1）隔熱回風(fēng)道有效解決峒室空氣升溫。以現(xiàn)排水設(shè)備同時啟動電機(jī)容量3 750kW時, 峒室內(nèi)空氣溫升在12。如采用峒室內(nèi)通風(fēng), 空氣溫度升高一般要60以上, 高溫季節(jié)排水峒室入口風(fēng)流溫度一般要28以上, 峒室內(nèi)空氣溫度要高于36以上。 （2）隔熱風(fēng)道可減少峒室的實際用風(fēng)量