煤礦暖通工程設計研究

高明俠

摘 要 隨著我國經濟不斷發展，對煤礦暖通工程的節能環保性提出了更高要求，煤礦暖通領域新型設計方案也不斷增多，但如何同時保障煤礦暖通的功能性和節能環保性成為行業重點關注的問題。基于此，本文重點探究煤礦暖通工程的設計方案。

關鍵詞 煤礦;暖通工程;設計方案

引言

煤礦生產環境惡劣，并且風險因素非常多，煤礦暖通系統和供熱系統設計尤為重要，只有保障煤礦暖通工程設計質量，在能夠促進煤礦產業平穩發展，保障煤礦生產工作順利、安全展開，保證煤礦生產的整合效益。隨著科學技術不斷發展，國家也提出了節能環保的設計理念，對煤礦暖通工程設計提出了節能環保要求，這就要從多個方面對煤礦暖通工程設計進行考慮，確保能夠跟上時代發展步伐。

1 采暖系統設計

1.1 采暖方式

大部分煤礦的鍋爐燃料都是自采原煤，采暖供熱介質為熱水，鍋爐房內設置換熱設備負責熱水加熱供暖，在礦井中設置獨立的采暖供熱系統，在室外供暖管中引入各個供暖管道延伸到需要供暖的建筑物當中。

1.2 采暖設備

煤礦暖通工程多數都是采用散熱器采暖，結合建筑功能需求，散熱器主要是采用鋼管散熱器或地暖形式，工業廠房由于灰塵較大，因此主要采用容易清掃的散熱器。室內采暖主要是應用機械循環熱水供暖系統。采暖設備安裝形式主要是根據房間布置狀況、房間類型確定，大體上可以劃分為“上供下回”式單管順流方案和“單雙管混合”式采暖方案，如果室內結構較為特殊還可以應用水平串聯式采暖方案。室內采暖溫度標準為：車間廠房在14～16℃、辦公室與宿舍樓18～25℃、浴室與更衣室22～26℃、礦燈房18℃、井口房16℃、井口等候室18～20℃。

1.3 煙氣凈化

考慮到礦井水資源緊張、冬季室外溫度較低，除塵裝置中的水容易結冰，所以在設計中煙氣除塵不采用濕式除塵方案，采用干式除塵方案，選擇多臺組合式煙氣脫硫裝置。煙氣生成之后先通過引風機進入到除塵器中，之后進入到脫硫除塵裝置凈化后排入煙囪[1]。

2 通風系統安全運行保障措施

煤礦生產環境危險因素較多，這就需要根據煤礦資源實際分布情況確保生產安全性，采取有效防護措施降低風險發生概率，這樣才能夠保證生產安全性。對于煤礦通風安全來說，主要有兩大影響因素：

2.1 人為因素

人為作為煤礦暖通系統的控制主體，工作人員的職業素養、工作能力、道德水平、責任心都會影響通風系統的安全性。所以，想要保證通風系統安全運行，必須要減少人為因素的負面影響。

2.2 環境因素

環境因素會直接影響通風過程，也是造成煤礦安全事故的重要因素，環境因素會導致火災事故、中毒事故，而環境因素控制過程必須要從動態控制、定量控制兩個方面著手，做好環境因素帶來的負面影響[2]。

3 井下通風系統優化

隨著我國科學技術不斷發展，當今已經全面實現了機械化煤礦生產，通過不斷的借鑒國際先進的技術，完善煤礦開采技術標準，煤礦企業全面貫徹執行，做好新井建設、舊井改造工作，從而避免瓦斯大量涌出、開采深度增加所帶來的問題。貫徹節能減風、綜合運轉的方針，將傳統煤礦暖通系統進行優化，做好煤礦暖通系統建設改造工作。

3.1 積極采用新型設備

為了能夠保證井下通風系統運行功能以及集約化發展需求，在暖通工程設計中采用最新的軸流式風機和離心式風機。為了進一步加強節能效益，還可以引入對旋式風機，該風機具備效率高、能耗少等優勢，已經逐漸成為主流設備。

采用離心式風機自動調節裝置（變頻調速），可以根據礦井實際情況自動調整風速，同時配備可控硅調速器、液力耦合器等。

全面做好通風機、相關附屬設備管理，減少整個通風系統的阻力損失、風力損失，提高風機系統的運行效率。特別是對于老舊風機改造工程，要提前確定風機性能和通風網絡風阻特性匹配差，很多老舊風機一直處在低效區運行，這就需要同時考慮風機運行經濟性、功能性，對老舊風機展開技術改造，如葉輪改造、機芯更換、葉片改造等，進一步提高風機運轉效率。

3.2 采區風機系統優化

采區、工作面通風裝置決定了煤礦生產的安全，如提高通風能力、保證瓦斯排出效果。隨著煤礦開采深度增加、集約化生產模式出現，煤礦工作面所產生的瓦斯量也迅速增加，這就對工作面通風能力有了更高要求。在采取通風系統設計當中，采用的單獨進風、回風上山方案，也就是借助采煤工作面、掘進工作面獨立通風，確保采區通風的穩定性，一旦出現意外事故也為工作人員脫離危險提供了先決條件。在采煤工作面通風系統設計中，常規所采用的U型通風系統性能不足，可以采用“U+L”的通風設計方案，該設計方法可以改善采空區流場分布，避免工作面局部出現瓦斯聚集，有助于瓦斯排放[3]。

4 暖通節能設計

在暖通工程設計方面，可以從以下幾點出發：

蒸汽換熱設備在運行中會凝結很多水分，將這部分水分收集統一傳遞到凝結水箱中，減少凝結水流失量，避免資源浪費。室外熱力管道、相關設備保溫采用熱導率低、保溫性強的材料，減少能量流失。

采用低煤耗、高熱效率的鍋爐和熱交換器，借助調頻技術讓水泵時刻保持最佳的運行狀態，管道選取要結合具體設計流量確定管道規格，避免管道流速過大或過小。

為了確保鍋爐房設備可以保持最佳的運行狀態，借助PLC技術實現鍋爐房設備自動控制，在設備上設置傳感器，時刻監控設備的運行狀態。結合實際負荷變化控制煤量，保證煤和空氣為最佳配比，充分燃燒，避免不充分燃燒造成的熱損失。采用位式調節的鍋爐給水系統，自動控制給水軟化除氧，保證整個系統運行的經濟環保性。

5 結束語

綜上所述，為了能夠全面提高煤礦生產的安全性、功能性以及環境舒適性，必須要注重煤礦暖通工程的設計工作，采用更先進的暖通設備和技術工藝，為保證煤礦安全生產、效率生產提供先決條件，確保煤礦生產工作可以順利展開。

參考文獻

[1] 王文全，左宏偉，李培云.西北嚴寒地區煤礦暖通工程設計簡介[J].山東煤炭科技，2017，（z1）：315-316.

[2] 白延斌，焦春玲，霍海紅.新形勢下煤礦暖通設計的探討[J].制冷與空調（四川），2017，（3）：666-668.

[3] 謝飛武.對煤礦暖通及供熱系統的設計探究[J].中華民居（下旬刊），2012，（10）：966-968.