矿井大功率排水设备峒室的通风散热

矿井大功率排水设备峒室的通风散矿井大功率排水设备峒室的通风散 热热 1 概况 城郊煤矿隶属永城煤电 集团 有限责任公司 位于华北平原 豫东地区永城煤田中部 于 2003 年 10 月投产的现代化大型矿 井 年产优质无烟煤 300 万 t 以上 矿井服务年限 118a 矿井 采用立井分水平上下山开拓方式 地表标高 34m 井底大巷 标高 495m 矿井采用中央分列式通风 矿井总入风量 8 539m3 min 风压 1 832 pa 由于井田位于华北石炭二叠系岩溶一裂隙水害区 煤层底板灰 岩承压水涌水 突水频繁 矿井正常涌水量 1 560m3 h 最大 涌水量 1 940m3 h 矿井排水峒室设 1 250kw 大型排水设备 10 台 平常同时运行 3 台以上 峒室出现温度高 设备散热效果 差 通风不良等情况 急需采取有效措施加以解决 2 主排水峒室高渐形成原因 1 峒室位于角联风路增加风量困难 城郊煤矿矿井中央排水 峒室位于副井井底车场内 由于矿井设计时对通风网络局部考 虑欠妥 造成排水峒室段位于通风网络的角联风路上 实测峒 室两端压差 2 pa 由于矿井东翼 东南翼入风风流大部分由井 底车场联接北侧巷道流出 东翼入风风流经绕道流量减少 造 成通过排水峒室通风网络自然分配的风量 600m3 min 左右 而 且增加风量困难 2 峒室内风流流速小 空气散热效果差 排水峒室主体高度 大 断面 25 7m2 相对风流风速小 设备运转产生的热量不能 及时排出峒室 故积热的高温空气流出峒室时间延长 3 在型排水设备通风散势方式不当 大功率排水设备采取强 制吸入排除散热方式 而且设备吸入口与排出口位置相对很近 采用空气对流散热 造成设备重复吸入设备散热刚排出的高温 气体 严重降低设备的散热效果 4 采取的通风措施技术不合理 峒室高温形成后 在峒致富 以入风侧增设 2 台局部通风机带风筒进行峒室通风 其作用只 是风筒末端风流压入 提高少量峒室风量 能耗大 效果差 3 峒室低压辅助通风 主排水设备峒室在井底车场主要巷道内 生产运输提升频繁 增加通风量靠通风网络自然分风和改造风路方法难以实现 借 助辅助通风设备来提高排水峒室供风量是最佳选择 3 1 峒室辅助通风参数计算 以 2002 年 9 月 31 日的实测数据 排水设备峒室入口风流温度 22 回风道风流温度 35 风量 652m3 min 1 排水设备峒室散热通风所需风量 q 需 q 需 q 原 t 1 t 0 t 2 t 0 652 35 22 30 22 1 059 5m3 min 1 100m3 min 式中 q 需 峒室降温所需风量 m3 min q 原 峒室原实际进风量 m3 min t 0 峒室原实际平均进风气温 t 2 峒室允许的最高气温 t 1 峒室回风侧原实际平均气温 考虑到 7 8 月份高温季节 矿井入风流温度增高影响 风量调 整系数聚 1 4 q 需 1 4q 1 100 1 4 1 500m3 min 2 排水峒室通风阻力 h 排水峒室风路全长 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 计算通风阻力 h 91 6 pa 3 辅助通风机全压 p 全 p 全 h h 动 183 3 pa 3 2 辅助通风机选型 目前煤矿井下风机均属中高压系列 风量偏低 以 11 kw 局部 风机为例 dsfa 52 对刻风机 风量 46 300 m3min jbt 52 风机 风量 42 225 m3min 与同功率 k40 系列辅助通风机 风量 648 1 518 m3 min 比较相差 5 倍以上 为此先用 k40 系列低压辅助风机 依据峒室通风参数 由风机特性曲线选择 k40 8 14 风机 风量 732 1 920 m3 min 全压 88 8 470 4 pa 电机功率 15kw 转 数 760r min 风机集风器最大直径 1 692 mm 电动机与风机 工作轮直接传动 风机叶片安装有 32 29 26 23 22 共 5 个角度可调 3 3 辅助风机的安装及应用效果 通风机设在排水峒室回风道风 用隔断风门将峒室风流与回风 隔开做抽出式通风 风机无段施工混凝土基础 把巷道底板平 整垫平 直接将风机平衡放在底板上即可长期运行 2003 年 7 月辅助风机投入运行至今 风机运行平衡 噪声较小 峒室通风量为 1 640 m3 min 峒室风流温度降至 25 以下 有 效地解决了大型机电设备散热的峒室通风 4 大功率排水设备峒室隔热风道通风 城郊煤矿考虑到矿井随着开采范围的扩大 矿井涌水有进一步 增加的可能 为提高矿井防治水的可靠性 将在东南翼风井井 底增设矿井排水系统 承担东翼采区涌出的排水工作 在峒室 设计上应考虑大功率机电设备特点 对新建的峒室通风方式予 以完善 4 1 大功率排水机电设备散热方式的特点 大功率机电设备 1 000kw 以上 电机均设有设备两侧吸入风 流和排出设备散热风流装置的接出口 电机运转时设备内进行 强制通风冷却 设备吸入用于降温冷却的风流直接来自峒室内 空气 而设备内排出的散热风流也直接排入峒室内空气 有的 机电设备吸入口和排风口距离较近 设备运转温度升高 是现 在机电峒室存在的普遍现象 解决方法是将设备排出的散热风流与峒室空气隔开 杜绝设备 重复吸入散热气流 设备排出的散热风流集中专用隔热风道排 至峒室以外 4 2 峒室专用隔热风道布置 在排水设备峒室的一侧或峒室底板下面 设置 1 条专用隔热风 道 将排水设备电机散热排风口由引风管路直接排到隔热回风 道内 经降温处理后 排出峒室以外风流中去 见图 1 1 峒室入风 2 隔热风道 3 水泵给水管道 4 水泵电机 5 引风 管道 6 隔断风墙 7 风流冷却水幕 8 排水沟 9 峒室回风 图 1 排水设备峒室隔热风道布置 隔热风道可布置在峒室底板以下 其位置确定即要躲开水泵基 础 又要便于和机电设备的散热风流排出口联接 一般采用机 电设备排风口用矩形引风管来联接到隔热风道内 专用隔热 回风道在峒室回风巷出口要设隔断风门 借用矿井负压加强隔 热风道内风流的排放作用 隔热风道在峒室内位置要考虑行人 和设置引风管道的方便 为降低隔热风道的风阻 断面选择要 核算风速控制在 10m s 以下 隔热风道和引风管路要设隔热层防护 防止通过岩壁或引风管 壁传热致使峒室风流增温 隔热风道出口处水冷却装置进行热风流强制降温 经降温处理 的风流再排入矿井风流或回风中 降温后的冷却水由排水沟直 接进入水仓排至地面 机电设备散热排风口设置的引风管路 设备运转时排出的热风 经引风管路 导入隔热风道内 为防止峒室内空气与隔热风道 经设备内通路联通短路 在机电设备入风口设风流隔断装置 在电机停止运转时 关闭引风管路切断入风口 防止新鲜风流 经隔热风道流走 当电机设备运转时 打开供风通道 进行设 备散热通风 该隔热风道布置方式 可使峒室空气与机械设备运转散热风流 分开排放处理 峒室内风流不受设备散热影响 设备散热用风 按需供给 并将散热风流排入风道内 排入隔热风道内的设备 高温散热风流便于冷却降温处理 处理后的回风对矿井风流的 热污染程度大幅度减小 4 3 峒室使用隔热回风道的通风效果 1 隔热回风道有效解决峒室空气升温 以现排水设备同时启 动电机容量 3 750kw 时 峒室内空气温升在 1 2 如采用峒 室内通风 空气温度升高一般要 60 以上 高温季节排水峒 室入口风流温度一般要 28 以上 峒室内空气温度要高于 36 以上 2 隔热风道可减少峒