煤礦通風(fēng)機(jī)常見故障及對(duì)策措施分析

李東波

（霍州煤電集團(tuán)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(fēng)機(jī)主要作用是為礦井各作業(yè)地點(diǎn)提供充足的新鮮風(fēng)流，同時(shí)通過通風(fēng)壓力排除、稀釋礦井內(nèi)粉塵、有害氣體，不僅為礦井內(nèi)作業(yè)人員提供新鮮風(fēng)量，而且可有效抑制瓦斯積聚、煤炭自燃、粉塵飛揚(yáng)等事故發(fā)生，是保證煤礦安全高效生產(chǎn)的重要機(jī)械設(shè)備之一。通風(fēng)機(jī)在工作時(shí)主要利用通風(fēng)壓力將新鮮風(fēng)流壓入或抽進(jìn)礦井內(nèi)，風(fēng)流在礦井內(nèi)與巷道壁摩擦、設(shè)施阻擋等通風(fēng)阻力相互抵消后進(jìn)入用風(fēng)地點(diǎn)。若通風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障后其通風(fēng)壓力會(huì)發(fā)生變化，一旦通風(fēng)壓力低于通風(fēng)阻力或者設(shè)計(jì)值時(shí)很容易出現(xiàn)通風(fēng)紊亂現(xiàn)象，影響煤礦正常供風(fēng)，如圖1所示。

從圖1中可見當(dāng)通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，隨著時(shí)間的推移通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓呈穩(wěn)定下降趨勢(shì)，通風(fēng)阻力呈穩(wěn)定增加趨勢(shì)，到t1時(shí)間段時(shí)通風(fēng)壓力與通風(fēng)阻力相同，此時(shí)需對(duì)通風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)整或更換風(fēng)機(jī)；而當(dāng)通風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)通風(fēng)壓力呈聚降趨勢(shì)，通風(fēng)阻力呈聚增趨勢(shì)，到t2時(shí)間段時(shí)通風(fēng)壓力與通風(fēng)阻力相同，t2遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于t1，所以為保證通風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，確保礦井供風(fēng)穩(wěn)定，在日常通風(fēng)機(jī)管理維護(hù)期間，必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)故障，并采取有效治理措施。

圖1 煤礦通風(fēng)機(jī)故障時(shí)風(fēng)壓、風(fēng)阻特性曲線圖

2 煤礦通風(fēng)機(jī)常見故障分析

為進(jìn)一步提高礦用通風(fēng)機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)特性，保證煤礦通風(fēng)安全，店坪煤礦通過技術(shù)研究，對(duì)礦用通風(fēng)機(jī)常見故障進(jìn)行分析。

（1）通風(fēng)機(jī)電機(jī)散熱性能差。礦用通風(fēng)機(jī)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪處于直聯(lián)關(guān)系，為確保電機(jī)隔爆性能，通風(fēng)機(jī)電機(jī)安裝在密封罩內(nèi)，密封罩內(nèi)空間有限且煤礦通風(fēng)機(jī)處于長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，而礦井風(fēng)流中摻雜著粉塵及有害氣體濃度大，通風(fēng)機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)風(fēng)機(jī)電機(jī)負(fù)荷大且散熱效果差，電機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)因溫度過高燒毀砸圈現(xiàn)象，嚴(yán)重影響礦井穩(wěn)定通風(fēng)。

（2）連接螺栓松動(dòng)。由于煤礦通風(fēng)機(jī)安裝人員責(zé)任心不強(qiáng)、專業(yè)技術(shù)水平有限，通風(fēng)機(jī)零部件在對(duì)接安裝過程中出現(xiàn)連接螺母不牢固，致使通風(fēng)機(jī)電機(jī)燒毀現(xiàn)象，如對(duì)旋局部通風(fēng)機(jī)二級(jí)電機(jī)在開啟時(shí)由于電機(jī)軸向力是從里向外的（從電機(jī)向葉輪方向），電動(dòng)機(jī)的端法蘭與支承固定環(huán)處于壓緊狀態(tài)，二級(jí)電機(jī)在開啟過程中端法蘭與支承固定環(huán)之間連接螺栓經(jīng)常出現(xiàn)松動(dòng)，從而加大了風(fēng)機(jī)葉輪振動(dòng)，導(dǎo)致葉輪與風(fēng)機(jī)外罩出現(xiàn)碰撞摩擦，最終導(dǎo)致電機(jī)燒毀。

（3）通風(fēng)機(jī)葉輪損壞。煤礦通風(fēng)機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)過程中葉輪出現(xiàn)松動(dòng)時(shí)會(huì)與風(fēng)筒內(nèi)壁出現(xiàn)碰撞摩擦或者受礦井內(nèi)風(fēng)流中化學(xué)物質(zhì)腐蝕作用，風(fēng)機(jī)葉輪經(jīng)常出現(xiàn)損傷現(xiàn)象，而通風(fēng)機(jī)葉輪位于風(fēng)筒內(nèi)部，在日常風(fēng)機(jī)檢修維護(hù)中對(duì)葉輪無法全面檢查，從而造成通風(fēng)機(jī)供風(fēng)風(fēng)壓、風(fēng)量不足，威脅著煤礦安全生產(chǎn)。

（4）通風(fēng)機(jī)倒機(jī)切換自動(dòng)化水平低。當(dāng)前煤礦通風(fēng)機(jī)倒機(jī)切換自動(dòng)化水平相對(duì)較低，傳統(tǒng)的礦用通風(fēng)機(jī)在倒機(jī)切換時(shí)必須先關(guān)閉主通風(fēng)機(jī)，3～5s后副風(fēng)機(jī)才能自動(dòng)開啟，對(duì)于高瓦斯礦井主副風(fēng)機(jī)切換停機(jī)期間很容易出現(xiàn)采掘面風(fēng)壓、風(fēng)量不足，造成局部瓦斯積聚，或者在倒機(jī)過程中副風(fēng)機(jī)一旦出現(xiàn)故障，會(huì)影響整個(gè)礦井安全穩(wěn)定通風(fēng)，甚至?xí)l(fā)生重大煤礦事故。

（5）通風(fēng)機(jī)“三專”電路故障。《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定礦用通風(fēng)機(jī)必須具有“三專”供電系統(tǒng)，單在煤礦井下供電時(shí)為了減少設(shè)備投入，經(jīng)常出現(xiàn)通風(fēng)機(jī)專用變壓器或開關(guān)搭接其它負(fù)荷體，一旦這些負(fù)荷體屬大功率設(shè)備如采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)、輸送機(jī)等，很容出現(xiàn)變壓器電容燒毀，同時(shí)由于檢修力度不夠煤礦通風(fēng)機(jī)供電線路經(jīng)常出現(xiàn)老化、破損等現(xiàn)象，從而嚴(yán)重影響風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 采取對(duì)策措施

（1）對(duì)通風(fēng)機(jī)電機(jī)采取隔離防護(hù)措施。店坪煤礦通過技術(shù)研究設(shè)計(jì)一套電機(jī)隔離防護(hù)裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的密封罩，該裝置主要由瓦斯過濾器、粉塵濾膜以及護(hù)罩等部分組成，護(hù)罩兩端具有通氣孔，風(fēng)流進(jìn)入風(fēng)筒后在經(jīng)過電機(jī)防護(hù)裝置時(shí)，少量風(fēng)流進(jìn)入瓦斯過濾器，瓦斯過濾后風(fēng)流再經(jīng)過粉塵濾膜，粉塵過濾后最后進(jìn)入護(hù)罩內(nèi)并由通氣孔排出，從而達(dá)到了進(jìn)風(fēng)風(fēng)流冷卻電機(jī)的目的。目前該裝置在同煤塔山煤礦已推廣應(yīng)用。

（2）加強(qiáng)通風(fēng)機(jī)螺栓檢修力度。煤礦通風(fēng)機(jī)在安裝過程中必須有專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，必須確保通風(fēng)機(jī)各部件連接螺栓安裝質(zhì)量符合要求，通風(fēng)機(jī)在運(yùn)行期間發(fā)現(xiàn)震動(dòng)、異響時(shí)應(yīng)及時(shí)對(duì)連接螺栓穩(wěn)固情況進(jìn)行檢查，同時(shí)對(duì)通風(fēng)機(jī)可安裝節(jié)能式風(fēng)機(jī)消音組件，降低風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的噪音，可有利于對(duì)松動(dòng)螺栓的檢查。

（3）超聲波無損檢測(cè)技術(shù)在葉輪檢測(cè)中應(yīng)用。超聲波無損檢測(cè)主要是利用超聲波發(fā)射器對(duì)被檢測(cè)葉輪表面發(fā)出聲波，聲波由葉輪一截面進(jìn)入另一截面時(shí)在遇葉輪內(nèi)部損傷時(shí)將聲波反射回來，并形成脈沖圖像，然后根據(jù)脈沖圖像可直觀地反應(yīng)出葉輪損傷部位、損傷面積等，與傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)葉輪檢測(cè)方法相比，該方法不僅操作簡(jiǎn)單，成本費(fèi)用低，而且檢查結(jié)果準(zhǔn)確性高。

（4）提高風(fēng)機(jī)倒機(jī)切換自動(dòng)化水平。通過技術(shù)研究可對(duì)煤礦通風(fēng)機(jī)安裝自動(dòng)聯(lián)鎖切換裝置，該裝置主要是在主副風(fēng)機(jī)風(fēng)道之間安裝切換器，切換裝置與主副風(fēng)機(jī)開關(guān)起聯(lián)鎖作用，當(dāng)主風(fēng)機(jī)斷電時(shí)通過自動(dòng)聯(lián)鎖切換裝置內(nèi)的備用電源仍對(duì)主風(fēng)機(jī)供電不停風(fēng)，而此時(shí)副風(fēng)機(jī)通過主風(fēng)機(jī)開關(guān)聯(lián)鎖作用進(jìn)行開啟，副風(fēng)機(jī)開啟后通過與自動(dòng)聯(lián)鎖切換裝置聯(lián)鎖作用切斷該裝置供電電源，副風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，副風(fēng)機(jī)切換主風(fēng)機(jī)時(shí)工作原理相同。安裝該裝置后成功實(shí)現(xiàn)了主副風(fēng)機(jī)自動(dòng)切換不停風(fēng)的效果。

（5）加強(qiáng)風(fēng)機(jī)“三專”供電管理。煤礦通風(fēng)設(shè)施管理部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)通風(fēng)機(jī)“三專”供電管理，通風(fēng)機(jī)供電前應(yīng)對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算，確保專用變壓器容量符合要求，專用開關(guān)動(dòng)作靈敏可靠，專用線路無破損等，同時(shí)嚴(yán)禁“三專”供電系統(tǒng)外接其它機(jī)電設(shè)備，定期對(duì)“三專”進(jìn)行檢查、調(diào)校，從而確保煤礦通風(fēng)機(jī)供電安全。

4 結(jié)語

煤礦通風(fēng)機(jī)安全高效運(yùn)轉(zhuǎn)是保證煤礦穩(wěn)定生產(chǎn)的前提，煤礦企業(yè)在日常生產(chǎn)過程中必須加強(qiáng)對(duì)通風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢修維護(hù)，對(duì)通風(fēng)機(jī)常見故障進(jìn)行分析研究，并根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況提出合理對(duì)策措施，只有這樣才能杜絕因風(fēng)機(jī)故障造成煤礦重大安全事故發(fā)生，進(jìn)一步提高煤礦通風(fēng)安全性，保證煤礦安全穩(wěn)定生產(chǎn)。