一緣煤業井筒暖風系統優化改造效果分析

黃云峰

（山西潞安集團和順一緣煤業有限責任公司，山西 和順 032700）

1 礦井地理地貌概況

山西潞安集團和順一緣煤業有限責任公司位于山西省和順縣義興鎮鳳臺村，井田地處太行山中段西側。區內地勢總體表現為中部高而南北兩側低，最高處位于井田東部山梁，標高為1540.5m，最低處位于井田南部邊界處溝谷中，標高為1282.00m。年平均氣溫為6.3℃，一月份氣溫最低，極端最低氣溫為-24.8℃。霜凍期平均為11月底至次年3月中旬，約115d，最大冰凍深度為110cm，屬于典型的高寒地區。

2 進風行人斜井概況

礦井設有專用的進風行人斜井，該斜井位于主工業廣場內，擔負進風及運送行人任務，井筒地面標高1292.6m，井筒斜長440m，井筒垂深180m。實測進風行人斜井進風量為3500m3/min。

3 礦井防凍保溫措施及存在的問題

《煤礦安全規程》規定：進風井口以下的空氣溫度（干球溫度，下同）必須在2℃以上。我國地處嚴寒地區的礦山，冬季應采取防止井筒結冰的措施[1-5]。通常采用如下空氣預熱方法：

（1）熱風爐預熱。在遠離工業場地的小型風井，無集中熱源時采用。熱風爐的位置應使進入井筒的空氣不受污染，且符合防火要求。

（2）空氣加熱器預熱。

（3）空氣地溫預熱。利用礦山廢舊巷道或采空區的巖溫，將送入井下的冷空氣進行預熱，是一種經濟可靠的空氣預熱方法，用于非煤非鈾礦井。

（4）其他空氣預熱方法。如利用空壓機等設備產出的熱量預熱。

一緣煤業在進風行人斜井安設有蒸汽加熱系統，冬季在溫度不低于-10℃時，能夠滿足進風行人斜井的加熱需求，遇到-20℃以下的極端天氣，礦井現有的加熱系統往往很難滿足要求。

4 暖風系統改造方案

由于礦井進風行人斜井風道斷面偏小，改造工程量量大，因此礦井決定采用在井口鋪設加熱管道的方式來增加供熱面積，從而提高進風行人斜井入風的溫度，改造方案具體如下：

利用廢棄的一寸和兩寸鋼管自制加熱器，具體如圖1所示，然后將加熱器固定在井口的墻壁上，最后將進水管路與回水管路接入位于井口旁邊的礦井供熱主管路上，利用礦井的供熱系統進行供熱。

圖1 加熱器布置示意圖

5 改造后防凍保溫效果考察

礦井于2017年12月5日將自制的加熱器安裝完畢接入礦井工業場地的主供熱系統，開始為進風行人斜井輔助加熱。為考察改造后系統防凍保溫效果，對進風行人斜井井口溫度、井底溫度、風量等進行了連續觀測（2018年1月1日～2018年1月31日）。統計結果如表1，具體如圖2所示。

圖2 溫度變化曲線圖

圖3 風量變化情況表

由表1、圖3可以看出，安裝加熱器后風量有微量的變化，但前后風量變化小于1%。這說明增加了加熱器以后，雖然減小一部分井口斷面，但由于影響的面積較少，安裝前后對整個礦井的通風系統幾乎沒有影響。

此外，由于進風行人斜井的井口溫度的提高，工人下井的舒適度得到了一定的提高。

表1 溫度變化情況匯總表

6 結語

一緣煤業通過對井筒保溫系統優化，補充了新的加熱裝置，完善了井筒保溫系統。該方法就地取材，不需要新建熱風管道等設施，簡單易行，成本低，加工速度快，能夠很好地解決礦井極端低溫天氣井筒易結冰的難題，保證了礦井的安全生產。該方法為同類礦井解決井筒保溫問題提供參考。