礦山供風系統(tǒng)改造與節(jié)能措施研究

宇小梅 王存剛

摘要：空壓機是礦山的耗能大戶，通過改進壓縮空氣系統(tǒng)的設計和運行，一般可節(jié)能20%～50%，所取得的節(jié)能效果大大超過提高電動機效率所產(chǎn)生的節(jié)能。因此，開展壓風系統(tǒng)改造研究對提高礦山經(jīng)濟效益意義重大，我國礦山通風系統(tǒng)并不完善，但只要能不斷深入對該項目的探索，同時總結先進的生產(chǎn)經(jīng)驗和方法，我國礦山系統(tǒng)的改造和升級一定會更加普及化和科學化，隨著安全生產(chǎn)的不斷落實和開展，我國的能源生產(chǎn)行業(yè)一定能取得更大的發(fā)展，從而更好地促進現(xiàn)代化建設。

關鍵詞：供風方式；空壓機；節(jié)能降耗

中圖分類號：TR23 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）20-0455-01

前言：

金礦的設計采選能力為5000t/d，使用豎井、斜井加斜坡道綜合起來進行開采，采礦的法子大多使用的是大直徑深孔采礦法。到現(xiàn)在為止，該金礦在設備采用方面大多選用的是壓縮空氣的設備與氣動工具，選用氣動工具主要是由于金礦的作業(yè)面多而散，用氣量非常大；而選用壓縮空氣的氣具是地表空壓機與井下空壓機站提供的，這兩個機站存在10臺國產(chǎn)的機器與8臺國外進口的先進空壓機，空壓機出風口的壓力平均為0.6MPa。近些年來，金礦到達低端時，出現(xiàn)的問題都是比較嚴重的，供氣壓力比較低的狀況，最終造成N個用氣點的用氣量不能及時供給，與此同時，管網(wǎng)系統(tǒng)井下閥門并不能輕易被操作，最后變成只提供氣體但是控制不住的現(xiàn)狀。到底該怎么樣使用氣量，也是科研部門至今都在攻克的問題，下面讓我們具體分析一下。

1 礦山的大致情況

該礦山屬于小型礦山，盡管原先采用的自然通風方式在該煤礦淺部的安全開采中發(fā)揮了重要作用，但自然風的風力強弱和風向在很大程度上都是由大氣環(huán)境決定，而大氣環(huán)境并不穩(wěn)定，其變化非常復雜，因而無論是在季節(jié)變化還是晝夜交替中，自然風的風壓和風向的變化都非常明顯。因此，隨著礦井開采活動的深入化，用于礦井通風的風力必然會減弱，通風效率也會大大降低，從而造成礦井深處溫度高、濕度大、供氧不足等問題，這必然形成安全隱患，對礦井的安全生產(chǎn)產(chǎn)生不利影響。隨著由通風不暢而帶來的一系列安全問題的不斷增多和日益嚴重，對原有的通風系統(tǒng)進行改造和優(yōu)化勢在必行，減少對傳統(tǒng)自然通風的依賴，采用先進的技術手段進行人工通風，這不僅能使礦井的安全生產(chǎn)得到有效保障，還能積極響應國家提出的可持續(xù)發(fā)展要求，從而促進“兩型”社會的建設。

2 金礦供風系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析

（1）供風系統(tǒng)：該金礦至今的供風系統(tǒng)都是為地面站全礦集中供風的，在地上設置了集中壓縮空氣站，讓其可以經(jīng)過官網(wǎng)對整個金礦的各個工作點供氣，該供風系統(tǒng)存在這么多年，有其科學性、合理性、專業(yè)化。

（2）設備的運營現(xiàn)狀：該金礦分析井下的不同生產(chǎn)時段對于風力的需求狀態(tài)，空壓機在依據(jù)這些需求數(shù)據(jù)來調(diào)整自己的運行時間，配合其需風狀態(tài)。當?shù)V井的出產(chǎn)量到達高峰期時，我們就要確保每天都有8-10臺空壓機在一同運行，大約要給全礦供給600-800m3/min的風量，只有這樣才能確保礦井的正常作業(yè)需求。并且還要進行三班倒的運行機制，確保供風點可以提供足量的風力，并且要依據(jù)平時的用電量狀態(tài)，盡可能的調(diào)整在高峰期空壓機運行的時間與數(shù)量，做到節(jié)約高效的效果。

（3）整個礦山的需風作業(yè)點的位置分散現(xiàn)狀：地面空壓機房形成的風量僅僅一點點是送達到地表卸礦站、充填站和選礦廠等地上需要風力的地方，大多還是用到井下鑿巖機、裝巖機、潛孔鉆機、混凝土噴漿機、風壓裝藥器、風鎬、出渣等鉆井設備。最近幾年該礦井下的用風點大多集中散落在中段的巷道掘進面和各生產(chǎn)采場的鑿巖面。

（4）該金礦供風系統(tǒng)所具備的的供風能力及所花費的成本：按照礦井現(xiàn)在的供風管網(wǎng)的布局，我們可以通過把壓風系統(tǒng)輸送到金礦井下每個中段作業(yè)面的風量、風壓做出一些比較科學的計算，最終測算結論顯示該礦風量風壓都不可以充分滿足井下所需風力供給量。通過測算可以得出，每0.007MPa的壓力降，就需要耗損0.7%的功率。金礦井下如果按1MPa壓力損失測量的話，就要比平時多損耗100%的功率。10臺空壓機10a平均產(chǎn)氣量是二千三千萬m3，單位成本則是0.6元/m3。

（5）金礦供風系統(tǒng)存在的問題：空壓機的排氣量發(fā)生供需矛盾，供氣能力逐年降低，主供氣線路安排的也是較長，沿程阻力耗損極大，；深入開采井下作業(yè)面也要全面展開進行，用氣量與用氣點將必定日漸增長，井下氣動設備也在老化，急需更新?lián)Q代，井下作業(yè)的工效逐年降低，但耗氣量卻在連年增長，井下管道設備線路老化，閥門根本無法緊關，更加嚴重的是其失去了閥門應具備的功效，在作業(yè)的過程中漏風漏氣的現(xiàn)象時有發(fā)生，地表空壓機機房的作業(yè)與井下用氣管理方面有時根本無法連接，存在一定程度的脫節(jié)現(xiàn)象。

3 供風系統(tǒng)進行改革的可行性方案分析

國內(nèi)外礦山供風方式大多選擇地面站全礦集中供風、地面站分區(qū)域供風、井下站分區(qū)域供風、地面與坑下站分區(qū)域供風幾種，而其中的供氣的管理方式則主要是集中管理與分散管理兩種方案。集中供氣與分散供氣各有優(yōu)劣，分析如下：

（1）礦區(qū)內(nèi)管線配比：分散管理可以降低管理的成本，分散管理的管線尤為短小、壓降也是比較低的、氣源損失的也很少，這樣在出現(xiàn)問題維護時的成本就會降低，投入的成本是很客觀的。但集中管理卻恰恰相反，相對的，它需要投入的成本也是挺高的；

（2）該金礦工作范圍內(nèi)的空氣配比情況：整個礦山對于空氣需求變動極大時，關閉空壓機來對礦山內(nèi)空氣進行調(diào)整，這樣可以有利于資源的優(yōu)化配置。當金礦內(nèi)空氣的耗損比較多并且氣源需求占有一定量時，這種方法同樣可以采用。

空壓機控制力度的角度：礦山本身能夠用人力操作氣源的供給，當然還可以還可以多機以電氣連鎖控制自動調(diào)節(jié)氣源的需求，進行統(tǒng)一供風。

4 結語

第一，可動性的空壓機是要緊挨著中心，這樣的礦山鉆井設備在搬動方面就是十分便利的，相對應的氣壓也是相當穩(wěn)定的，并且其還處于井下作業(yè)的下風向，這樣就可以躲避開移動空壓機所散出的熱氣流轉(zhuǎn)到井下作業(yè)人員的工作區(qū)域去。

第二，移動空壓機的位置大部分都在空置的角落中，這樣就大大節(jié)省了基建投資，使得投入成本降低。

第三，礦井每個季度可以節(jié)省出維護成本大約八萬元，一年僅電費也可省八到九萬元，這使得礦井的運營成本大大減少。

第四，移動供風就是便捷高效，他可以及時的改動供氣線路，避免因為線路問題造成的損失，并且有效的提升了用氣壓力水平。

第五，適宜的改動了供風的時間段，大大提升了供風系統(tǒng)的運行效率，讓供風系統(tǒng)發(fā)揮更大的功效。

第六，要因地制宜的改變供風方式，結合實際情況，調(diào)整管理模式，這樣對于節(jié)能降耗是極其有利的。

參考文獻

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