—210 m水平中央泵房熱害治理技術(shù)研究

摘要：文章針對-210 m水平中央泵房熱害成因進(jìn)行調(diào)查分析，通過方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較，確定采取擴(kuò)修主要回風(fēng)巷、降低局部通風(fēng)阻力等措施，解決了泵房熱害問題，為人員和設(shè)備提供了良好的工作環(huán)境，對同類型礦井具有一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞：泵房；熱害治理；技術(shù)研究

中圖分類號：TD442.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）08-0009-02

山東鑫國煤電有限責(zé)任公司井田位于肥城煤田西部，為地質(zhì)條件極復(fù)雜型的衰老礦井。礦井共分2個水平進(jìn)行開采，其中-70 m水平開采二疊系山西組3Ⅱ、4層煤，-210 m水平開采石炭系太原組9、10Ⅱ?qū)用海?210 m水平9、10Ⅱ?qū)用菏艿装逦寤遥ㄐ旒仪f灰?guī)r）、奧陶紀(jì)灰?guī)r巖溶承壓水嚴(yán)重威脅，礦井正常涌水量為1 200 m3/h。

1 泵房熱害現(xiàn)狀

-210 m水平中央泵房位于-210 m水平軌道暗斜井底車場附近，采用全風(fēng)壓通風(fēng)。安裝B122-60×6型多級離心式水泵5臺，D450-60×6型多級離心式水泵3臺，B122-60×6型水泵配套電機(jī)型號為YB2-5002-4，功率為710 kW；D450-60×6型水泵配套電機(jī)型號為YB2-4504-4，功率為900 kW，水泵正常開機(jī)功率為1 610 kW。經(jīng)檢測，正常開機(jī)期間泵房回風(fēng)流空氣溫度為34 ℃，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第102條規(guī)定“生產(chǎn)礦井采掘工作面空氣溫度不得超過26 ℃，機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度不得超過30 ℃，當(dāng)空氣溫度超過時，必須縮短超溫地點(diǎn)工作人員的工作時間，并給予高溫保健待遇。采掘工作面的空氣溫度超過30 ℃、機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度超過34 ℃時，必須停止作業(yè)”，需采取措施治理泵房熱害，以減少高溫對設(shè)備和泵房值守人員的危害。

2 熱害成因分析

2.1 直接原因一

經(jīng)測定-210 m中央泵房實際供風(fēng)量為173 m3/min，根據(jù)《煤礦通風(fēng)能力核定標(biāo)準(zhǔn)》（AQ1056-2008）機(jī)電硐室需要風(fēng)量計算：發(fā)熱量大的機(jī)電硐室，應(yīng)按照硐室中運(yùn)行的機(jī)電設(shè)備發(fā)熱量進(jìn)行計算：

式中：Qmr為機(jī)電硐室的需要風(fēng)量，m3/min；∑w為機(jī)電硐室中運(yùn)轉(zhuǎn)的電動機(jī)（或變壓器）總功率（按全年中最大值計算），kW，取1 610 kW；θ為機(jī)電硐室發(fā)熱系數(shù)，數(shù)值如表1所示，取0.03；ρ為空氣密度，一般取ρ=1.20 kg/m3；CP為空氣的定壓比熱，一般可取CP=1.0006 KJ/（kg·K）；Δt為機(jī)電硐室的進(jìn)、回風(fēng)流的溫差，K，取8。

經(jīng)計算，-210 m水平中央泵房需風(fēng)量為302 m3/min，與實際供風(fēng)量相比較該泵房欠缺風(fēng)量為129 m3/min。

2.2 直接原因二

初期治理措施不當(dāng)是造成泵房熱害的又一重要原因。初期治理措施主要圍繞完善-210 m水平中央泵房全風(fēng)壓通風(fēng)系統(tǒng)、增加泵房供風(fēng)量展開，采取措施有：

①在-210 m水平人車下候車室通道、-210 m水平中央泵房安全通道各設(shè)置一組調(diào)節(jié)風(fēng)門。

②在提升任務(wù)較輕的-210 m水平軌道暗斜井（泵房進(jìn)風(fēng)通道以下）設(shè)置一道擋風(fēng)簾，增加泵房的全風(fēng)壓新鮮風(fēng)流的分配量。

但通過采取以上措施，泵房溫度不僅未下降，反而由32 ℃上升為34 ℃。

2.3 根本原因

基于以上現(xiàn)狀，通過進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，造成-210 m水平中央泵房供風(fēng)量不足的根本原因是：

①-210 m水平北翼回風(fēng)暗斜井局部失修較為嚴(yán)重，局部通風(fēng)阻力大，造成通風(fēng)壓力在-210 m水平進(jìn)風(fēng)段分布較小，-210 m水平中央泵房通風(fēng)系統(tǒng)能量不足，不能夠克服泵房空氣熱風(fēng)壓從而導(dǎo)致該泵房供風(fēng)量不足。

②因初期措施在-210 m水平人車下候車室通道、-210 m水平中央泵房安全通道中各設(shè)置一組調(diào)節(jié)風(fēng)門，限制了泵房熱空氣擴(kuò)散，在熱空氣的浮力和節(jié)流效應(yīng)下，泵房熱空氣向進(jìn)風(fēng)通道上行，進(jìn)一步阻止了全風(fēng)壓新鮮風(fēng)流的流入。

③-210 m水平中央泵房與中央變電所間防火鐵門通風(fēng)斷面較小，局部阻力大。

④-210 m泵房進(jìn)風(fēng)通道內(nèi)雜物多，造成通風(fēng)斷面縮小；泵房回風(fēng)側(cè)通道內(nèi)存放車輛及物料較多，同樣影響通風(fēng)斷面，造成泵房進(jìn)風(fēng)量減少。

3 熱害治理方案

通過分析，提出兩套治理方案。

3.1 方案一

在-210 m水平中央泵房進(jìn)風(fēng)通道內(nèi)安裝一組FBD5/2×5.5型對旋軸流式局扇，增加通風(fēng)壓力提高泵房進(jìn)風(fēng)量。

3.2 方案二

分別針對造成泵房供風(fēng)量不足的原因逐條采取以下措施進(jìn)行治理：

①落實專業(yè)區(qū)隊對-210 m北翼回風(fēng)暗斜井失修段進(jìn)行擴(kuò)修，噴漿處理，使通風(fēng)斷面符合設(shè)計要求。

②拆除-210 m水平人車下候車室通道、-210 m水平中央泵房安全通道中調(diào)節(jié)風(fēng)門，降低-210 m水平進(jìn)風(fēng)段阻力，增加通風(fēng)壓能。

③擴(kuò)大-210 m水平中央泵房與變電所間防火門斷面，重新安設(shè)較大的防火門。

④在-210 m水平軌道暗斜井（泵房進(jìn)風(fēng)通道以下處）安設(shè)導(dǎo)風(fēng)板；清理-210 m泵房進(jìn)、回風(fēng)通道內(nèi)車輛及雜物，擴(kuò)大通風(fēng)斷面，暢通風(fēng)流線路。

經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較，如表2所示，決定按方案二實施治理。此項工程自2012年6月8號開工，至2012年6月23號結(jié)束。

3.3 方案實施效果評價

①經(jīng)檢測，-210 m水平中泵房進(jìn)風(fēng)量增至353 m3/min。截止2013年6月份，經(jīng)過一年的觀測，-210 m水平中央泵房空氣溫度平均為26±1 ℃。

②消除了因熱害導(dǎo)致的水泵停機(jī)現(xiàn)象，水泵可根據(jù)用電高峰時間段采取填谷避峰措施，年可節(jié)省電量消耗117.53萬kW·h，節(jié)約電費(fèi)79.92萬元。

③改善了泵房的工作環(huán)境，減少了避免了熱害對泵房值守人員身體的傷害。

④水泵運(yùn)行環(huán)境大為改善，減緩了高溫導(dǎo)致的設(shè)備老化現(xiàn)象。

4 結(jié) 語

山東鑫國煤電有限責(zé)任公司-210 m水平中央泵房長期以來深受熱害困擾，給泵房設(shè)備運(yùn)行和值守人員的身心健康帶來極大危害，通過對泵房熱害成因深入分析，采取對-210 m北翼回風(fēng)暗斜井失修段進(jìn)行擴(kuò)修，拆除-210 m水平人車下候車室通道、-210 m水平中央泵房安全通道中調(diào)節(jié)風(fēng)門，降低-210 m水平進(jìn)風(fēng)段阻力，增加通風(fēng)壓能等針對性措施，消除了泵房熱害影響，為水泵安全高效運(yùn)行和泵房值守人員的身體健康提供了有效保障。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.煤礦通風(fēng)能力核定標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2008.