多级机站通风技术改造与节能.pdf

有色冶金节能 多级机站通风技术改造与节能 杨长生吉建华王克宏 ∀金川有色金属公司 摘要 通过一系列通风技术改造 , 使多级站通 风系 统网络更 加科学 、合 理 , 更 好地 为 矿山生产服务 , 最终实现节能降耗 。 关健词技 术改 造通风系统 网络匹配 节能降耗 经济效益 ∃ 而 8 ΗΤΔ以Κϑ Β 8 Σ ϑϑ Δ 78 Θ Δ 7 Κ≅ Η 8 塔ΠΗ 7 Ο飞 7 8 ΘΚ Β Υ Δ Η Χ Β 8 Ν Η Μ 6ϑΒ 8 ΚϑΜ 7ϑΚΠ Α2硒0, 0ς ϑ Χ 8 Χ 7ΚΔ Χ Β 8 Η ϑΔ ϑ Β 8 , Ο 8ϑΚ7ϑ Β 8 ΗΠΗϑ Μ , 8ϑ Μ 7ϑ , 8 Δ Ν ;ΠΗ 7 Ο Κ8 ; 78Θ Κ Β Υ Δ Χ Β 8 ΗΜ 6ϑΒ 8 , Χ Β 8 Β Μ Σ 8ΙϑΗ 概况 二矿区是金 川有色金属公司 的 主力矿 山 , 年产矿 石 ΩΩ9万 ϑ , 占公司生产矿石总量 的ςΞ Ψ 。 矿区矿石品位较高 , 但埋藏深 、 地 质条 件复杂 。 矿区主 矿体是 Ζ 、 Ω Ζ 矿体 。 ΩΖ矿体是矿区一期生产的主 矿体 , 目前该矿 体的大部分采场已消失 。 Ζ矿体位于[ 9 行 勘探线以西 , 是矿山二期生产的主矿体 , 采用 竖井 、 斜井和主斜坡道联合开拓 , 在一期生产 原有井建工程 的基础上 , 又建成了一条长达 ς ∴ 9 9Μ的运输 、通 风 主斜坡道和相应的条 井下 运矿皮带道 , 一条主提升 、 回风井及Ω行 西风井 、[ 个主 运输中段 、Ω 个生产分段 。 目 前 , 矿区生产主要集中在 Ω个生产分段 , 日均 生产矿石]999 ϑ 。 采矿方法主要采用 下向水 平分层胶结充填法 。 二矿区二期生产的通风系统主 要采用多 级机站并串联抽压混合的微正压通风方式 。 即在矿体Ω∴9水平和 Ω99水平的两翼分别 各布置一个双机站从地表抽进新鲜风 , 风经 双机 作用压 入生产 需 风分段 。 此外又在 Ω∴ 9 水平 、∴ 9 水平分别各布置个单机回 风机站 , 负责抽出采区内的污风 。 另外 , 为了 解决 9 99水平以下 的通风问题 , 又在[ ∴ 水 平布置安装了一个双机机站 。 总计 , 井下设 计安装通风主扇 ]台 , 型号为1 ∗4∴ 一]一, 单机额 定功率 ς 9ΛΥ , 总装 机 容量为 多级机站通风技 米改造与节能杨 长生 吉建 华王克宏 Ω]]9 ΛΥ 。 矿井设计总进风量为 99Μ [⊥Η。 主要进 风井是 [ 9 行东西副井∀] Μ [⊥、、 Ω 行西风 井∀]9Μ [⊥Η 和 主斜坡道∀[Μ [⊥Η 。 主要回 风井有西提升回风主井∀ 9耐⊥ Η和 ς行西 部充填井∀Ω 9Μ [⊥Η 。 就系统而言 , 实质上就 是两翼进风 、 中央回风的通风方法 。 即经井 下进风主扇作用 , 新鲜风分别从 Ω 行西风井 、 [ 9行东西副井进入相应的 Ω∴9 水平进风主 中段和 Ω9 9 水平进风 主中段 , 再经专用进风 井被压入相应的生 产分段的分段道 , 即 [ ] 分段和 Ω [] 分段 。 按设计从分段道两翼压 入的新鲜风流 , 经分别吊挂在各生 产盘区分 层联络道 中的两台局扇及相 应风筒压入 采 场 , 冲洗工作面后 , 所产生的污风又经吊挂在 分层联络道中的另两台局扇及相应风筒抽出 采扬 , 送入相对应的回风井 , 再经 ∴ 9 水平 和Ω∴9水平布置的各回风主扇作用 , 分别压 入西提升回风 主井和西部充填回风井 , 排出 地表 。 采场通风 局部扇风机选用 ∗4∴ ς 一 Ν ] ∴型 , 单机 额定功率 Ω ΩΛΥ 。 目前 Ω[] 分 段 、 [ ] 分段共有 [个生产盘区 , 按设计总 计需吊挂局部 扇风机 ∴ Ω台∀装机总容量 ΛΥ 及相应风筒[999Μ 。 Ω 。 通风 系统存在的间题 盘区通风方式不适合我矿生产实际需 要 如上述 , 在 Ω [] 分段和 [ ] 分段 的各 生 产盘区分层联络道 中要吊挂 台局扇和 条相应的风筒 , 盘区分层联络道设计规格为 ]Μ _ [Μ的三心拱断 面 。 由于 金川地区 工程地质条件复杂 , 地 压活动频繁及采准施 工质量等因素的影响 , 经 Ω一 年为期 两年的不间断试验 , 在分层 联络道中吊挂两 条风筒都比较困难 , 而 且 经常受到大型无轨 设备的破坏 , 日常维护 和管理工作量大 , 采场 通 风效果难以得 到 良好的改善 。 因此 , 分 层 道 中吊挂 台局扇及 条风筒的 “ 管道 ” 式 通 风方式不适合我矿生 产的实际 要求 。 Ω Ω 通风主扇事故发生频繁 , 影响通风系统 1∗ 4∴ 一]一 型风机是一种新型的动叶可 调的通风机 , 由上海鼓风机厂制造 。 这种风 机自 Ω 年在我矿 实际应用以来 , 就暴露出 风机机械调节机构故障频繁 , 导至 9多起电 机轴承损坏 的严重后果 。 并且 在实 际应用 中 , 我们通过大量测试的工况参数说明 , 此类 风机处 于大负荷 、 低效率 、 低风量的运转 工 况 , 还不能适合通 风系统需求 , 影响了整个矿 井通风系统的合理匹配 。 Ω [ 通风网络存在的问题 Ω [ 回风系统存在的问题 如前述 , 按设计为了解决盘区局扇抽出 的污 风 问题 , 分别 在 Ω∴9 水平和 巧9 水平 矿体上盘各布置 了个回风单机站 。 由于盘 区 “ 管道 ” 式通风方式不能适应我矿生 产实 际 需求 , 所以布置于矿体上盘的回风机站 不再 发挥应有的作用 。 并且这种设计使各回风系 统网络通风阻力增大 , 风 机效率降低 。 Ω [ Ω ∴ 9 水平 Ζ 、Ω Ζ 中心 溜矿井及其它 服务性酮室通风 问题 ∴ 9 水平是我矿生 产的主运输中 , 经 矿 调度室统计 , 日均最高车流量为∴Ξ ς 次 。 这 样高的行车频率 , 使得 Ζ 、Ω Ζ 中心 溜矿 井 及 服务性碉室内因放矿所产 生的有害 、 有毒气 体及粉尘浓度和无轨柴油设备排出的尾气浓 度严重超标 , 按设计仅有 巧Μ [ ⊥ Η 的风量流 经 此区段 , 很明显 巧Μ [⊥Η 的风量满足 不了通 风 需求 。 Ω 通风构筑物 二矿区是一个无轨运输的大型矿山 。 矿 井通风受运输 系统的影响很大 。 因此为了减 少 系统 间的矛 盾 , 需要一些通风构筑物来保 证风流按生产需要和已设计的系统流动 。 我 矿 目前以风 门居 多 , 其作用是即不影 响 运输 和行人 , 又阻 止 了 风流 通过 。 二期风 门共有 9 多道 , 大多安装于车辆运行频 繁的 巷 道 中 。 由于管理 和维护跟 不上 , 使得 风 门 损坏 有 色冶金节能 , 严重 , 影响通风系统的通风效果 , 并且使通风 风机的负荷增大 , 能耗增加 。 [ 通风技 术改造措施与经济效 、, ⎯ 位 矿 山通风能耗历来都是矿 山 总能耗的大 户 , 我矿一期生产通风用电量统计数约占全 矿总用电量的 Ψ 。 而 国内矿山通风用电 量所占比例也均在[ 9 Ψ 一 9 Ψ之间 。 因此 , 在 当前技术经济条件下 , 通过技术改造 , 实现 通 风节能 , 是提高企业经济效益 、 降低采矿成 本的主 要途径之 一 。 针对上述 通 风问题 , 我们在公司 、 矿各级 领导的大力支持下 , 采取了如下技术改造措 施 , 以实现通风系统科学 、 合理与节能并举的 目的 。 [ 盘区通风技术改造 由于设计的盘区通 风方式难以实现 , 我 们借鉴一期生 产的成熟的通 风经验 , 结合二 期通风系统的特点 , 提出了利用主系统贯穿 风 流通 风与脉内预留假回风 流道的通风方 法 。 即由主扇 压入分段道中的新鲜风 流经分 层联络道进入采场 , 冲洗工作面后 , 污 风由预 留的假回风 天井 、 回风道回到 主回风道 中 。 为此 , ∴一 ς 年我矿组织大量人力 、 物 力 , 在 Ω[] 分段 、 [] 分段共计 [ 个盘区 完成了近Ω Ξ 9 9Μ的预 留回风道 的任务 , Ξ 年正式形成了这种通风方式 。 一年多来的实 际生 产应 用证明 , 这种通风方式很适合我矿 实际 生产需要 。 因此 , 全矿区共省去了∴ Ω台 局扇和相应 [999Μ风筒的消耗与维护 。 取 得直接经济效益计算如下 Ε 工业电价按 9 [ 元⊥ΛΥ计算 。 年节约电量 Ε ∗ , α ∴Ω 台 β ΩΩΛΥ ⊥ 台 β Ω⊥Θ β [[ΒΘ⊥ 7 α 9ς ∀万ΛΥ 节约 风筒费用 Ε Γ 二[9 99 Μβ Κ99元⊥Μ α [9∀万元 节约总价值 Ε χ α ∗ _ 9 [ δ Γ 二9ς _ 9 [ δ [9 α9 ∀万元 [ Ω 通风主扇改造 针对通风主扇故障率高的特点 , 我 们在 公司及矿各级主管领导的支持下 , 决定利用 现有通风机成熟技术 , 对井下已安装到位 的 ∴台1∗4 ∴ 一]一 型主扇进行锁定叶片安装 角度 , 稳定运转工况的技术措施 , 这样风机运 转工况由前期的高负荷 、 低效率的不稳定状 态转变成适当负荷 、 适中效率的稳定状态 。 经我们统计计算采取此项措施后 , 井下有 台全年运转和 台为期 ] 9 天运转的主扇电 流平均下降了 9 ∗ 。 节电效益计算如下 Ε 年节电量 Ε ∗ Ω α Ξ[Ω_9 [] _ 9 ΞΩ_Ω_9∀[[9 β δ]9 βα Ξ∀万ΛΥ 节约价值 Ε ε Ω α Ξ β 9 [α∴ [∀万元 [ [ 通风网络改造 针对上述通风网络存在的主要问题 , 我 们及时与北京有色冶金设计研究 总院协商 , 修改了 通 风系统设计 。 即将 Ω∴ 9 水平和 ∴ 9 水平矿体上盘布置 的现运转的[个单 机站移到 矿体下盘 , 并掘进相应的脉 内回风 道 , 使盘区通风与主 回风系统有机结合 , 更趋 合理 。 改造后的通风 系统风 流路线变短 , 正 面阻 力降低 , 网络更加通畅 。 经测试 , 这[台 风机改造后运转电流比改造前运转 电流下降 了 ]∗ 。 节电效益计算如下 Ε 年节约用电量 Ε ∗ [α Ξ[Ω _ 9 [] _ ] _ 9 ΞΩ _ Ω _ [[9 β [ α ∴ ∀万ΛΥ 年节约价值 Ε ε [ α ∴ _ 9 [ α Ξ∀万元 [ 完善通风构筑物 , 加强 日常管理 在矿领导的大力支持下 , 我们针对井下 风门易被撞坏 、 修复期长的特点 , 对井下风门 多级机站通风技术 改造与节能杨 长生吉建华 王克宏 [ 施行 “ 分门到人 ” 制的管理办法 , 强化日常管 理 , 使得井下 9多道风门看护与维修及时 , 从而解决了 主斜坡道 Ω ] 水平以上 的回风 问题及∴9水平局部通风问题 。 风 门的及 时看护与维修 , 通风系统网络调整日趋合理 , 网络风阻大大降低 , 通风主扇在叶片锁定 、 运 转工况稳定的基 础 上 运转 , 现电流 又平均下 降了∗ 。 取得直接经济效益计算如下 Ε 年节约电量 Ε 戊 α Ξ[ Ω _ 9 [] 只 _ 9 Ξ Ω 丫Ω_ [[9 _ ∴αΩΩ ∴ Ω∀万ΛΥ 年节约价值 Ε χ α ΩΩ ∴Ω _ 9 [ας ]∀万元 [ ∴ 调整通风系统 , 实现季节性节能 通 风系统受生产情况和季节自然通风影 响较大 。 每年ς一 月是矿井通风的比较困 难时期 , 而 9月 至 次年[月是 通风较易 时 期 。 因此 , 随着季节变更和采场的增多 与减 少 , 对风量 和风压的需求也有所变化 。 在这 个条件下 , 我们以实测通风技术参数为依据 , 结合通风实际情况 , 对风机工况及通风系统 进行了合理的调整 。 ∀Ω Ζ 矿体大部分采场消失后 , Ξ 年 [月我们及时组 织 人 力将东部 通风主扇 ∀ΩΛ∴]− Ω ]型 , ς [9ΛΥ 的叶片安装角度由 原来的∴ 9调 到[9 9 。 为此 , 东主扇运转的电 流直接下降了 9 ∗ 。 节约电能计算如下 Ε 年节约电量 Ε 凡 α Ξ[Ω _ ς _ −_− ς _ Ω _ [ [− α ∀万ΛΥ 年节约价值 Ε χ α _ 9 [α∴ [∀万元 ∀Ω因气候变化 , 矿井通风每年 9月底 到次年[月底为容易时期 , 各进 风 机站只开 一台风机就可满足生产通 风需 要 。 这样矿井 个通风双机站各停运一台风 机 。 按风机平 均运转电 流 ς 9∗ 计 算 , 实现季节性节能计 算如 下 Ε 节约电量 Ε ∗ ς α Ξ[Ω _ 9 [] 义 ς 9 _ 9 ΞΩ _ Ω 火 ∴−_α9 Ω∀万ΛΥ 节约价值 Ε ε ς α 9 Ω _ 9 , [ α [[ ]∴∀万元 [ ς 年节约总电ϑ及效益 年节约总电量 Ε ∗ α ∗ Κ δ 气 十 凡 δ 与 δ 凡 δ 凡 α 9 ς 一δ Ξ δ ∴ δ ΩΩ ∴Ω 一十 δ9 Ω α Ω , ∀ΛΥ 节约总价值 Ε ε α ε Κ 十 χ 十 场 δ χ 十 χ δ χ α9 δ ∴ [ δ δ ς ] δ ∴ [ δ [[ ]∴ α] 9]∀万元 结束语 几年来 , 通过一系 列 的通风技术改造 , 我 矿已取得了可观的经济效益和社会效益 。 作为矿山能耗大户 , 通风节能潜力巨大 , 今后将随着系统调 整 经验的积累 , 使通风系 统尽可能的符合矿 山生产的客观规律 , 更好 地管理和调节通风系统 , 以实现节能降耗 。