矿井通风的节能技术途径综述.pdf

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1、第12卷第3期矿业工程2014年6月MiningEngineering57矿井通风的节能技术途径综述吴洁葵彭涛(湖南有色冶金劳动保护研究院，湖南长沙410014)摘要：通过对我国矿井通风高能耗现状及原因分析，分别从矿用风机、通风网路、通风模式的角度阐述了矿井通风节能发展的主要技术途径，并对未来发展热点和研究重点做出展望。关键词：矿井通风；节能技术中图分类号：TD72文献标识码：A文章编号：1671—8550(2014)03—0057—03区域，A点左边区域为不稳定区域，是风机工况点不允许矿井通风高能耗的现状进入区，右边是

2、稳定工作区。在稳定工作区内，如果风机通风是当前矿山生产中应用最为广泛的排尘排毒技术工况点超出右边B点边界，风机效率将显著下降。手段。通风系统是支撑矿山企业安全生产，保护企业劳动H者职业健康的基本保障系统，同时也是矿山生产中电能消耗最大的工作系统之一，据统计，矿山通风能耗一般占矿山电量消耗的2OAo～45。但深入分析不难发现，目前大多数矿山通风效率仍处在较低水平，有些矿山通风效率甚至不足3O，电能浪费十分严重。随着矿山开采强度的增大和开采向地下深部的发展，不可避免会导致通风能耗的图1风机高效工作区显著增加。在全球环境恶化和

3、节能减排成为大势所趋的背2．2通风网路存在问题景下，在高能耗的矿山采掘业大力发展矿井通风的节能技术已成为必然。目前普遍存在的通风网路问题主要有网路布局不合理或风门、风墙等通风构筑物布设不当导致的通路不畅或分2通风系统高能耗的主要原因风不合理，使部分工作面达不到所需风量，因而不得不加2．1通风机低效率运行大主回路供风量；通风线路过长、井巷结构参数或断面形通风机系统由风机和驱动电动机构成，是通风系统电状及尺寸设计不合理都会导致风阻过高；采空区、天井因能消耗主体，其作用是将电能转换成风能(包括空气静压密闭措施不当产生漏风或管路

4、系统串风也会导致风压损失；能和动能)，形成风流。影响通风机整体效率的主要因素：季节变化导致自然风流转向也是一种影响通风系统效率的1)风机的转换效率，即将电能转换成风能的效率，由电动常见现象。机效率、传递效率和风机效率共同决定。2)风机工作状2．3主风机长期高功率运行态，因为风机处在不同工况点时装置效率也会不同。影响主风机集中通风是我国地下矿山应用非常普遍的通风风机工况点的因素主要是风机自身的气动特性和通风管网模式。在矿山通风系统设计阶段，主风机的选型一般情况系统的风阻特性。下遵循的原则是以矿山满负荷生产用风量为标准，并预

5、留导致通风机低效率运行的原：1)由于风机结构在设一定余量，因此设计风量常处在矿井生产所需风量可能达计上存在缺陷，或者是装置本身转换效率低，电动机与风到的最高水平。然而，井下实际需风量是随工作场所、生机、风机与用风量不匹配也会导致整体效率降低。2)风机产工艺和作业时间的变动而变化的。一般情况，白班作业工作在不良工况点，导致低效运行。因为风机的特性曲线强度高于夜班，白日需风量也高于夜班；作业采场需风量限定了风机的高效工作区，以图1所示的典型轴流式风机远大于非作业采场，而作业采场与非作业采场往往是轮换特性曲线为例，A、B两点之

6、间是风机具有较高效率的工作的。爆破作业是产生污染物最严重的工艺环节，此时需风量也最大，但爆破作业间隔时间也较长。除上述因素外，空气的污染程度也会随着通风排毒排尘过程发生改变，地收稿日期：2o14—12—29作者简介：吴洁葵(1964一)，男(汉族)，湖南长沙人，湖南有色表环境对井下产生的自然风压也会随着四季的气候变化发冶金劳动保护研究院科技管理部高级]-程师。生相应改变。这些因素都决定了矿井实际需风量并不是一58矿业工程第12卷第3期个恒定的常量，也常常低于矿井设计总风量。如果主风机减少漏风，还能够在安全生产方面起到控制

7、矿井火灾的重长期处在高功率运行的状况下，无疑会导致大量能源的虚要作用。也有部分矿山通过合理控制风门，达到了充分利耗。用自然通风条件，减少机械通风能耗的目的。早期的风门靠人工调节，由于人工调节风门操作较繁琐，响应不及时，3通风系统节能的主要技术途径特别是在矿井灾变发生时难以作出及时调整，因此，实现通风系统节能降耗一直以来就是矿山通风技术发展的风门远程自动控制是矿井通风技术发展的一个重要方向。一个重要方向。纵观国内外矿井通风节能技术发展历程，风门远程自动控制技术在国外起步较早，上世纪7O年代，可以归纳出的主要技术路径：1)从

8、风机着手，通过提高风芬兰、英国等国就出现了全自动金属风门调节技术，能在机全压内效率和改善风机气动性能等技术手段以增大风机较大程度上保证作业面处于较好的通风条件。我国对自动高效性能区域，在同等功耗条件下减少损耗，增大有效供风门的研究始于上世纪九十年代，先后经历了继电器、单风量以达到节能目标；2)通过优化通风网路结构，降