煤礦通風機常見故障及對策措施分析

李東波

（霍州煤電集團呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦，山西 呂梁 033100）

1 概述

煤礦通風機主要作用是為礦井各作業地點提供充足的新鮮風流，同時通過通風壓力排除、稀釋礦井內粉塵、有害氣體，不僅為礦井內作業人員提供新鮮風量，而且可有效抑制瓦斯積聚、煤炭自燃、粉塵飛揚等事故發生，是保證煤礦安全高效生產的重要機械設備之一。通風機在工作時主要利用通風壓力將新鮮風流壓入或抽進礦井內，風流在礦井內與巷道壁摩擦、設施阻擋等通風阻力相互抵消后進入用風地點。若通風機出現故障后其通風壓力會發生變化，一旦通風壓力低于通風阻力或者設計值時很容易出現通風紊亂現象，影響煤礦正常供風，如圖1所示。

從圖1中可見當通風機正常運轉時，隨著時間的推移通風機產生的風壓呈穩定下降趨勢，通風阻力呈穩定增加趨勢，到t1時間段時通風壓力與通風阻力相同，此時需對通風機進行調整或更換風機；而當通風機出現故障時通風壓力呈聚降趨勢，通風阻力呈聚增趨勢，到t2時間段時通風壓力與通風阻力相同，t2遠遠小于t1，所以為保證通風機穩定運行，確保礦井供風穩定，在日常通風機管理維護期間，必須及時發現通風機故障，并采取有效治理措施。

圖1 煤礦通風機故障時風壓、風阻特性曲線圖

2 煤礦通風機常見故障分析

為進一步提高礦用通風機安全穩定運轉特性，保證煤礦通風安全，店坪煤礦通過技術研究，對礦用通風機常見故障進行分析。

（1）通風機電機散熱性能差。礦用通風機電機與驅動輪處于直聯關系，為確保電機隔爆性能，通風機電機安裝在密封罩內，密封罩內空間有限且煤礦通風機處于長期運轉狀態，而礦井風流中摻雜著粉塵及有害氣體濃度大，通風機在長時間運轉時風機電機負荷大且散熱效果差，電機經常出現因溫度過高燒毀砸圈現象，嚴重影響礦井穩定通風。

（2）連接螺栓松動。由于煤礦通風機安裝人員責任心不強、專業技術水平有限，通風機零部件在對接安裝過程中出現連接螺母不牢固，致使通風機電機燒毀現象，如對旋局部通風機二級電機在開啟時由于電機軸向力是從里向外的（從電機向葉輪方向），電動機的端法蘭與支承固定環處于壓緊狀態，二級電機在開啟過程中端法蘭與支承固定環之間連接螺栓經常出現松動，從而加大了風機葉輪振動，導致葉輪與風機外罩出現碰撞摩擦，最終導致電機燒毀。

（3）通風機葉輪損壞。煤礦通風機在長時間運轉過程中葉輪出現松動時會與風筒內壁出現碰撞摩擦或者受礦井內風流中化學物質腐蝕作用，風機葉輪經常出現損傷現象，而通風機葉輪位于風筒內部，在日常風機檢修維護中對葉輪無法全面檢查，從而造成通風機供風風壓、風量不足，威脅著煤礦安全生產。

（4）通風機倒機切換自動化水平低。當前煤礦通風機倒機切換自動化水平相對較低，傳統的礦用通風機在倒機切換時必須先關閉主通風機，3～5s后副風機才能自動開啟，對于高瓦斯礦井主副風機切換停機期間很容易出現采掘面風壓、風量不足，造成局部瓦斯積聚，或者在倒機過程中副風機一旦出現故障，會影響整個礦井安全穩定通風，甚至會發生重大煤礦事故。

（5）通風機“三專”電路故障。《煤礦安全規程》規定礦用通風機必須具有“三專”供電系統，單在煤礦井下供電時為了減少設備投入，經常出現通風機專用變壓器或開關搭接其它負荷體，一旦這些負荷體屬大功率設備如采煤機、掘進機、輸送機等，很容出現變壓器電容燒毀，同時由于檢修力度不夠煤礦通風機供電線路經常出現老化、破損等現象，從而嚴重影響風機正常運轉。

3 采取對策措施

（1）對通風機電機采取隔離防護措施。店坪煤礦通過技術研究設計一套電機隔離防護裝置代替傳統的密封罩，該裝置主要由瓦斯過濾器、粉塵濾膜以及護罩等部分組成，護罩兩端具有通氣孔，風流進入風筒后在經過電機防護裝置時，少量風流進入瓦斯過濾器，瓦斯過濾后風流再經過粉塵濾膜，粉塵過濾后最后進入護罩內并由通氣孔排出，從而達到了進風風流冷卻電機的目的。目前該裝置在同煤塔山煤礦已推廣應用。

（2）加強通風機螺栓檢修力度。煤礦通風機在安裝過程中必須有專業技術人員現場指導，必須確保通風機各部件連接螺栓安裝質量符合要求，通風機在運行期間發現震動、異響時應及時對連接螺栓穩固情況進行檢查，同時對通風機可安裝節能式風機消音組件，降低風機運轉時產生的噪音，可有利于對松動螺栓的檢查。

（3）超聲波無損檢測技術在葉輪檢測中應用。超聲波無損檢測主要是利用超聲波發射器對被檢測葉輪表面發出聲波，聲波由葉輪一截面進入另一截面時在遇葉輪內部損傷時將聲波反射回來，并形成脈沖圖像，然后根據脈沖圖像可直觀地反應出葉輪損傷部位、損傷面積等，與傳統風機葉輪檢測方法相比，該方法不僅操作簡單，成本費用低，而且檢查結果準確性高。

（4）提高風機倒機切換自動化水平。通過技術研究可對煤礦通風機安裝自動聯鎖切換裝置，該裝置主要是在主副風機風道之間安裝切換器，切換裝置與主副風機開關起聯鎖作用，當主風機斷電時通過自動聯鎖切換裝置內的備用電源仍對主風機供電不停風，而此時副風機通過主風機開關聯鎖作用進行開啟，副風機開啟后通過與自動聯鎖切換裝置聯鎖作用切斷該裝置供電電源，副風機正常運轉，副風機切換主風機時工作原理相同。安裝該裝置后成功實現了主副風機自動切換不停風的效果。

（5）加強風機“三專”供電管理。煤礦通風設施管理部門應加強對通風機“三專”供電管理，通風機供電前應對供電系統進行設計、計算，確保專用變壓器容量符合要求，專用開關動作靈敏可靠，專用線路無破損等，同時嚴禁“三專”供電系統外接其它機電設備，定期對“三專”進行檢查、調校，從而確保煤礦通風機供電安全。

4 結語

煤礦通風機安全高效運轉是保證煤礦穩定生產的前提，煤礦企業在日常生產過程中必須加強對通風機進行檢修維護，對通風機常見故障進行分析研究，并根據實際生產情況提出合理對策措施，只有這樣才能杜絕因風機故障造成煤礦重大安全事故發生，進一步提高煤礦通風安全性，保證煤礦安全穩定生產。