寒冷地區(qū)煤礦井口冬季供暖應(yīng)用

寒冷地區(qū)煤礦井口冬季供暖應(yīng)用摘要：在我國(guó)西北新疆寒冷地區(qū)煤礦冬季生產(chǎn)過(guò)程中，礦井井口供暖效果影響礦井通風(fēng)、提升運(yùn)輸安全。文章結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際采用暖風(fēng)與防爆空氣加熱器聯(lián)合作用，通風(fēng)風(fēng)量計(jì)算、供暖熱量計(jì)算，選取符合設(shè)計(jì)要求的供暖設(shè)備，經(jīng)過(guò)連續(xù)觀測(cè)、記錄，供熱保暖效果明顯，既防止凍結(jié)井口結(jié)冰、反風(fēng)，又能解決礦井提升安全問(wèn)題。關(guān)鍵詞：煤礦井口供暖；通風(fēng)、運(yùn)輸提升；空氣加熱；一、 井筒供暖方式目前，煤礦井筒保溫防凍供暖設(shè)備最為常用的是暖風(fēng)機(jī)和防爆空氣加熱器。熱風(fēng)爐給井簡(jiǎn)供熱是通過(guò)送風(fēng)機(jī)把從外界吸人的冷風(fēng)經(jīng)過(guò)熱風(fēng)爐內(nèi)部換熱成熱風(fēng)再經(jīng)過(guò)專用熱風(fēng)道送至進(jìn)風(fēng)井筒內(nèi)；空氣加熱器是通過(guò)加熱器內(nèi)盤管壁，井冷空氣直接加熱后送入井筒。沙吉海煤礦目前主要采用暖風(fēng)與防爆空氣加熱器聯(lián)合作用，為井筒供暖保溫。二、 井筒各項(xiàng)參數(shù)計(jì)算現(xiàn)沙吉海煤礦采用2斜井1立井綜合開拓方式，主要由主副井筒進(jìn)風(fēng)，主井進(jìn)風(fēng)量為2000m3/min，副井進(jìn)風(fēng)量為4200m3/min，根據(jù)歷年記錄冬季平均最低氣溫為-25°C，為滿足《煤礦安全規(guī)程》要求，井筒氣溫不低于2°C，結(jié)合礦井所在區(qū)域及礦自身實(shí)際情況，主副井筒溫差超過(guò)5C，主井風(fēng)流將會(huì)逆轉(zhuǎn)，造成反風(fēng)，給礦井生產(chǎn)帶來(lái)安全隱患，因此副井井筒溫度不應(yīng)低于4C。根據(jù)能量守恒定律，計(jì)算井筒保溫防凍的供熱負(fù)荷有婦』式中：Q一井筒保溫?zé)嶝?fù)荷，KW「一進(jìn)風(fēng)空氣密度，V—總進(jìn)風(fēng)量，m3/mint1一井筒溫度，。Ct一冬季室外最低氣溫，C經(jīng)計(jì)算：副井Q=2868kw、主井Q=1245kw目前沙吉海煤礦主井安裝3臺(tái)KJZ-60熱水型礦用礦井加熱機(jī)組，分別設(shè)置在主井井口空氣加熱室內(nèi)。副井安裝7臺(tái)KJZ-60熱水型礦用礦井加熱機(jī)組，分別設(shè)置在副井井口空氣加熱室內(nèi)。KJZ-60型空氣加熱器技術(shù)參數(shù)如下：熱風(fēng)量：1000m3/min；制熱量：1576kW；出風(fēng)溫度：30C；進(jìn)風(fēng)溫度：-25C；電機(jī)功率：2X7.5kW；全壓：513Pa。經(jīng)校驗(yàn)計(jì)算：主斜井設(shè)計(jì)熱負(fù)荷1245kW，暖風(fēng)機(jī)熱負(fù)荷Q=3X1576=4728kW>1245kW，滿足主斜井井筒防凍所需的耗熱量要求，副斜井設(shè)計(jì)熱負(fù)荷2868kW，空氣加熱器熱負(fù)荷Q=7X1576=11032kW>2868kW，滿足主斜井井筒防凍所需的耗熱量要求。但是從實(shí)測(cè)效果來(lái)看，主副井暖風(fēng)機(jī)運(yùn)行年代長(zhǎng)，熱交換效果差，目前主副井筒總進(jìn)風(fēng)量約在6200m3/min,主井風(fēng)量維持在2000m3/min，副井井筒風(fēng)量維持在4200m3/min。暖風(fēng)機(jī)滿頻率（50HZ）運(yùn)行提供風(fēng)量為1000m3/min，現(xiàn)運(yùn)行頻率為25HZ，單臺(tái)提供風(fēng)量約為400m3/min，制熱量約為526kw，7臺(tái)暖風(fēng)機(jī)提供風(fēng)量為2400-2800m3/min之間，制熱量約為3682kw。對(duì)地表氣溫，主、副井筒溫度、風(fēng)量、暖風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況參數(shù)監(jiān)測(cè)，見圖表1［基歸豐包點(diǎn)j顯成空1七曲七副井■風(fēng)通知七曲線圖B.DCKJ700-0m［基歸豐包點(diǎn)j顯成空1七曲七副井■風(fēng)通知七曲線圖B.DCKJ700-0mayVriir>■6OCMflmasATp>>r'jI.DDDma/ralrt2.QOOiThB/HWlli>2.000ea/mir%l.OOGm^/Vnin!-1.OOHm-/Wilr>-J.OD￡]m"/rtiir?兵-:薈號(hào)§一號(hào)一MZ1M是岳虧【星昌一號(hào)身一一CFlmLJ5E富一sEdlLi從圖表中反應(yīng)出，隨著地表溫度起伏變化，副井暖風(fēng)道平均溫度維持在15°C-35°C，井筒溫度維持在0°C左右，主井筒溫度介于10-15°C之間，井筒溫差大于10C，主井風(fēng)流逆轉(zhuǎn)，造成反風(fēng)。依靠暖風(fēng)機(jī)一種供暖方式無(wú)法滿足井筒防凍要求。三、優(yōu)化供暖方式，增設(shè)空氣加熱器當(dāng)利用井筒進(jìn)風(fēng)負(fù)壓輸送時(shí)，井口房應(yīng)采取密閉措施，經(jīng)常開啟的大門宜設(shè)熱風(fēng)幕，井口缺少熱氣幕。由于根據(jù)以上計(jì)算，需要熱量、及加熱風(fēng)量，經(jīng)過(guò)論證調(diào)研，對(duì)暖風(fēng)機(jī)進(jìn)行選型，選擇防爆電加熱器。型號(hào)長(zhǎng):2800mm，寬：1800mm，高：2250mm設(shè)備名稱1000kW加熱器數(shù)量（套）3額定電壓380V/660V使用介質(zhì)空氣

(V)防爆等級(jí)ExdIIBT4防護(hù)等級(jí)IP54電熱元件規(guī)格①16電熱元件材質(zhì)06Cr18Ni10電熱管熱負(fù)荷3.0W/cm2單支功率4.44KW絕緣電阻(MQ)200介電強(qiáng)度2500V/1min1.2萬(wàn)伏的介質(zhì)擊穿試驗(yàn)裝置相數(shù)3相平衡防爆接線倉(cāng)材質(zhì)Q235單臺(tái)加熱器尺寸長(zhǎng):2800mm寬:1800mm高：2250mm四、效果評(píng)價(jià)在副井口房安裝6臺(tái)空氣加熱器后，平臺(tái)溫度升高5°C,井筒溫度升高4°C,主副井溫差維持在2C左右，主機(jī)風(fēng)量1782m3/min:井筒溫度12°，副井風(fēng)量4427m3/min，溫度10°，兩井筒均未出現(xiàn)凍冰現(xiàn)象，主井未出現(xiàn)反風(fēng)現(xiàn)象，副井安全、順利通過(guò)2個(gè)采煤工作面型液壓支架入井、升井。

主副井溫度變化表時(shí)間名稱111月81I月1地表溫度111214171414141210副井平臺(tái)溫度7-8143410副井井筒溫度8031561187

主井井筒溫度5861713181571342'.懺42'.懺El：I.-,,*1“r*F-叩I：Tj："it—H：/.7.I!'.當(dāng)I：I：nM!：■：目|：Ei■匚門：”行?|””n”I曲線圖主副井風(fēng)量

變化111111111時(shí)月月月月月27月28月月月間名23242526日日293031稱日日日日15:3012:00日日日8:008:008:008:008:008:008:00主112611111井風(fēng)量88033102735761106331986300副332433434井風(fēng)量150854553737866947176604570實(shí)554555555際進(jìn)風(fēng)030185580372627053507590870

量風(fēng)量變化曲線圖主、副井風(fēng)量變化曲線圖6000主、副井風(fēng)量變化曲線圖500040003000200010001月心曰1月期曰1月舊曰1月畦曰1月W了曰1月源曰1月理曰1月馳曰1月31曰 主井風(fēng)里 副井風(fēng)里——實(shí)際進(jìn)風(fēng)里從上屬圖表中反映出副井安裝空氣加熱器后，副井溫度明顯上升，副井平臺(tái)溫度提升幅度較大，主副井溫差縮小，主井反風(fēng)現(xiàn)象消失。參考文獻(xiàn)：臧思茂.寒冷地