-150皮帶機房風流反向的技術研究

郭洪杰

摘要：由于礦井自然風壓受空氣溫度的變化而發生改變，導致礦井通風網絡中某些分支的風流發生變化，影響礦井通風系統的穩定性。為此，-150皮帶機房風流反向，從而需要分析自然風壓對礦井通風系統的影響。

1 ?通風系統概況

礦井通風方式為混合式，通風方法為抽出式，目前有兩個回風井，即中央風井（斜井）、西風井（立井），中央回風井安裝兩臺BD-Ⅱ-8-№26型對旋式軸流風機，電機功率為355KW，排風量38073/min，負壓1040Pa，等積孔2.34m2;西風井安裝2臺BDK-10-№28型主要通風機，配備電機功率為2×500KW，排風量9202m3/min，負壓2420Pa，等積孔3.71m2;進風井筒有4個，分別為二號主斜井、二號副斜井、一號皮帶井和副立井，二號主斜井進風1090m3/min，二號副斜井進風352m3/min，一號皮帶井進風1624m3/min;礦井目前需要風量為11806m3/min，總進風量為12530m3/min， ?礦井總排風量13439m3/min，礦井有效風量率90.9%。

2 正常風流方向情況

地面空氣從二號主斜井、二號副斜井、一號皮帶井進入150水平，然后經過-740皮帶井、-150暗斜井并聯進風至-350水平，-740皮帶井風量為940m3/min。如圖所示。

2020年2月空氣溫度下降，-150皮帶機房以至于出現風流反向。

3 測點數據

根據現場巷道風流分支、匯合布置6個測點，當班對-150水平至-350水平巷道參數進行逐個測定，經測定-150皮帶井機房溫度比-150暗斜井溫度高出約2-3℃。具體測點參數見下表：

在這個通風系統閉合回路中，由于-150水平與-350水平的高差、溫度或密度不同，則該通風系統閉合回路會產生自然風壓，-740皮帶井巷道和-150暗斜井巷道分別構成閉合回路，-150暗斜井巷道比-740皮帶井巷道空氣柱重，對-740皮帶井巷道有壓力作用，因此-150皮帶機房出現了風流反向。

4 ?具體原因

根據實測數據原因具體如下：

⑴巷道的通風均為全風壓，2個進風斜井總進風量較小，-150皮帶井通道、-150箕斗井均是通過調節風窗控制風量。

⑵自然風壓的影響因素

①溫差是影響自然風壓的主要因素，影響氣溫差的主要因素是地面入風氣溫與圍巖的熱交換。

②空氣成分和濕度影響空氣的密度，因而對自然風壓也有一定影響，但影響較小。

③埋深。當溫差一定時，自然風壓與礦井或回路最高與最低點的高差成正比。

④主要通風機工作對自然風壓的大小和方向也有一定影響。因為礦井主要通風機工作決定了主風流的方向，加之風流與圍巖的熱交換，使冬季回風井氣溫高于進風井，在進風井周圍形成了冷卻帶以后，即使風機停止運轉或通風系統改變，這兩個井筒之間在一定時期內仍有一定的氣溫差，從而仍有一定的自然風壓起作用。[1]

⑶地溫。山東萬祥礦業有限公司常溫點40m左右，溫度為15.7℃，當地歷年（1958～1980年） 平均氣溫15.2℃。常溫點因地形和季節變化可稍有上下移動，構成常溫帶。根據地溫測量資料，非煤系地層地溫梯度1.1～1.5℃/百米，平均1.4℃/百米。礦井-550m以上其溫度低于31℃，屬無熱害區。[2]根據以往勘探簡易地溫測量結果，地溫梯度為1.1～ 2.5℃ /百米。

⑷空氣溫度的影響分析。-150暗副斜井的S斷面（15m2）大于-740皮帶井的S斷面（11.5m2），前者通風阻力比后者較小，前者風量及風速比后者較大，-740皮帶井內有皮帶、設備運行，皮帶運行及設備風流溫度有上升趨勢，隨著冬季空氣溫度的逐步降低，-740皮帶井在機房及皮帶運行散發熱量的作用下，溫度上升值比-150暗副斜井大，會出現自然風壓增大，最終-150皮帶機房風流反向。

5 ?治理方案

為徹底消除-150皮帶機房風流反向的通風隱患，特采取以下方案：

⑴控制-150皮帶井通道風門、-150車場風門的調節風窗的風量，維護風門，減少漏風。

⑵將-150箕斗井通道風門調節風窗調節板放大，降低-150皮帶機房至-150皮帶井的通風阻力，增加進風風量。

通過方案的有效實施，-150機房風流方向回復正常，保證了礦井通風系統的合理運行和安全生產。

6 ?總述

⑴冬季-150機房出現風流反向，主要是由于通風系統中熱源分布不均衡，產生可溫差，進而形成了自然風壓。

⑵重點加強礦井角聯巷道的通風安全管理，每10天進行一次礦井全面測風。[3]

⑶自然風壓對礦井通風系統問題的影響，必須根據實際情況進行查找原因、具體分析、制定方案、組織實施，使主要通風機高效、經濟運行。

參考文獻

[1]通風安全學

[2]礦井地質報告

[3]《煤礦安全生產標準化》 ?焦方杰 王興建主編

作者單位：山東萬祥礦業有限公司