地表主扇改造實踐

摘要：針對礦山通風(fēng)系統(tǒng)的主扇擴散器結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致效率低，不能有效排除井下污風(fēng)，威脅到生產(chǎn)作業(yè)一線職工安全，同時為了節(jié)能降耗、美化礦區(qū)環(huán)境、改善職工作業(yè)條件，提出了三個改造方案，并進行論證對比和方案選擇，在不影響安全生產(chǎn)的情況下，合理安排施工順序，40h完成改造工程，保障井下作業(yè)安全。

關(guān)鍵詞：地表主扇；Ⅳ級機站；通風(fēng)系統(tǒng)；污風(fēng)；擴散器；擴散塔

召口礦通風(fēng)系統(tǒng)是以回風(fēng)側(cè)為主的分區(qū)Ⅳ級機站通風(fēng)系統(tǒng)，Ⅳ級機站為總排風(fēng)機站，設(shè)在地表，稱為地表主扇，Ⅲ級機站設(shè)在所需分風(fēng)區(qū)域，Ⅱ級機站設(shè)置在所需工作點，I級機站為進風(fēng)機站，設(shè)置在進風(fēng)側(cè)。新鮮風(fēng)流由主井進入，通過四級通風(fēng)機站合理布置及在巷道內(nèi)設(shè)置擋風(fēng)墻、作業(yè)點設(shè)置局扇等措施，將新鮮風(fēng)流合理有序分配到井下各作業(yè)地點，保障職工安全作業(yè)，當(dāng)新鮮風(fēng)流沖洗工作面之后變?yōu)槲埏L(fēng)，污風(fēng)經(jīng)各回風(fēng)人行及回風(fēng)巷道匯集到西副井，通過地表主扇將污風(fēng)排出。

地表主扇作為Ⅳ級通風(fēng)機站，安設(shè)兩臺K40-6-NO.18（90kw）通風(fēng)機，安裝在地表西副井井口附近（圖1），命名為1#和2#主扇，1#主扇及配電室在地表房屋內(nèi)，2#主扇在地面以下的坑內(nèi)與回風(fēng)硐室齊平。隨著井下采準(zhǔn)地點的延伸及各作業(yè)點的增加，造成井下通風(fēng)不良地點增多，多次調(diào)整井下局部通風(fēng)機位置及測定通風(fēng)量分析判斷，發(fā)現(xiàn)主扇通風(fēng)能力不足是造成井下污風(fēng)排不出的主要原因。經(jīng)過現(xiàn)場測定主扇設(shè)備參數(shù)，計算其通風(fēng)能力，發(fā)現(xiàn)2#主扇能夠高效運行，1#主扇運行效率低。通過查閱基礎(chǔ)資料、技改資料及現(xiàn)場查看設(shè)備狀況，1#主扇通風(fēng)機為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，擴散器及擴散塔為定制設(shè)備，由于受地形條件限制，定制的擴散器及擴散塔的結(jié)構(gòu)不合理，加之?dāng)U散器及擴散塔銹蝕破損、流線不合理導(dǎo)致出口渦流不能有效地回收動壓、局部阻力損失大、風(fēng)機裝置的運行效率低下，導(dǎo)致1#主扇效率低下，不能滿足現(xiàn)場安全生產(chǎn)需要，威脅到生產(chǎn)作業(yè)一線職工的安全。鑒于此，我們決定對1#主扇進行改造，使其滿足井下通風(fēng)要求，并符合《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》中相關(guān)規(guī)定要求。

一、主扇改造目的及基本要求

（1）滿足井下通風(fēng)要求，能夠及時將污風(fēng)排出。

（2）符合《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》第6.4.3款的要求：主扇風(fēng)機房，應(yīng)設(shè)有測量風(fēng)壓、風(fēng)量、電流、電壓和軸承溫度等的儀表。每班都應(yīng)對扇風(fēng)機運轉(zhuǎn)情況進行檢查，并填寫運轉(zhuǎn)記錄。有自動監(jiān)控及測試的主扇，每兩周應(yīng)進行一次自控系統(tǒng)的檢查。

（3）主扇使用原通風(fēng)機，根據(jù)地形定制擴散器2節(jié)、圓變方擴散器1節(jié)、方形擴散塔1節(jié)，在主扇入風(fēng)口增加控制蝶閥1臺（作為調(diào)節(jié)風(fēng)門），同時將這些設(shè)備全部安裝到地面以下（圖2 改造后主扇及配電室分布圖、圖3 改造主扇沉入地下圖），使通風(fēng)機與回風(fēng)硐室處于同一水平，在進風(fēng)口側(cè)設(shè)置人員出入回風(fēng)硐室觀察口，在擴散器坑設(shè)置排水積水坑，以便于風(fēng)機參數(shù)測定及檢查、檢修，確保主扇安全、經(jīng)濟高效的運轉(zhuǎn)。

（4）主扇電控柜既能夠滿足規(guī)程第6.4.3.4條的基本要求，又能夠便于控制和節(jié)能，符合安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化要求。

二、改造方案對比

根據(jù)主扇改造目的及基本要求，為了能夠更好的使主扇安全高效運轉(zhuǎn)，符合規(guī)程要求，既滿足通風(fēng)安全的需要，又能夠節(jié)能降耗，在論證了地表主扇從地面機房移入地下的可行性后，提出以下三套設(shè)備設(shè)施配置購置方案進行選擇。

（1）方案一，低配置方案：

（2）方案二，中配置方案：

（3）方案三，高配置方案：

同時以上三個方案要滿足以下要求：

（1）儀表柜包含顯示電機前、后軸承及定子測溫裝置儀表，風(fēng)量、風(fēng)壓顯示儀表等安全規(guī)程要求的配置。

（2）擴散器及擴散塔滿足現(xiàn)場場地要求，不能過大過長，同時符合風(fēng)流走向曲線，不能產(chǎn)生渦流現(xiàn)象。

（3）擴散器及擴散塔要有防腐蝕性，采用鍍鋅鋼板制作，適應(yīng)污風(fēng)環(huán)境。

（4）擴散器及擴散塔要有隔音棉裝置，降低風(fēng)噪，降低出風(fēng)口周圍工作室職工的身體損害。

根據(jù)以上要求，對三個方案進行論證比較：

方案一能夠滿足《規(guī)程》基本要求，調(diào)節(jié)風(fēng)量只能使用蝶閥調(diào)節(jié)，設(shè)備投資27.6萬元。

方案二是在方案一基礎(chǔ)上，將自耦啟動柜換為采用變頻啟動柜，運轉(zhuǎn)中可根據(jù)出風(fēng)量要求調(diào)節(jié)，節(jié)約電能，設(shè)備投資30.5萬元；

方案三是在方案二基礎(chǔ)上，將手動蝶閥改為電動蝶閥，同時增加了遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，設(shè)備投資39萬元。

以上三個方案基建施工及設(shè)備安裝量基本相同，主要有以下工作：（1）將舊配電室設(shè)備遷移到新配電室，除1#主扇電氣外，其他電氣設(shè)施能達(dá)到正常工作；（2）將現(xiàn)1#主扇拆除，吊運到不妨礙施工位置；（3）拆除地表機房及舊配電室，在此處下挖主扇基礎(chǔ)坑（約長16m，寬5.5m，深2.6m）；（4）主扇基礎(chǔ)地面、預(yù)埋件施工；（5）安裝主扇、擴散器、擴散塔、蝶閥等設(shè)備；（6）蝶閥固定圓管與風(fēng)洞連接處混凝土密封，主扇基礎(chǔ)坑四周立墻施工；（7）主扇通電試車。

根據(jù)以上情況，結(jié)合井下通風(fēng)實際，三個方案都能滿足井下污風(fēng)排放要求，同時基建施工及設(shè)備安裝費用基本相同，主要差別在于設(shè)備投資，經(jīng)過綜合對比，本著節(jié)省投資、節(jié)能降耗及系統(tǒng)可靠的原則，鑒于遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)及電動蝶閥的實用性稍差及主扇運轉(zhuǎn)可靠性，選用方案二。

三、結(jié)語

地表主扇改造最終采用方案二進行施工。根據(jù)井下作業(yè)需要，主扇停轉(zhuǎn)時間不能過長，通過合理安排施工順序，包括配電室遷移、主扇房屋拆除、配電室房屋拆除、主扇基礎(chǔ)坑挖建、主扇設(shè)備安裝調(diào)試等工作用時40h全部完成，一次試車成功，準(zhǔn)時投入運行，保障了井下作業(yè)安全。通過此次地表主扇改造工程，在方案選擇時，在滿足通風(fēng)技術(shù)及安全要求的情況下，需要根據(jù)礦山實際合理選擇經(jīng)濟性高的方案，既要保證主扇運轉(zhuǎn)的的安全可靠性，又要提高主扇運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟高效性，同時考慮主扇周圍環(huán)境的美觀性及其對職工健康的影響。

王新剛，山東金嶺鐵礦，工程師，山東省淄博市山東金嶺鐵礦召口礦