鄂尔多斯市营盘壕煤炭有限公司 鄂尔多斯市乌审旗嘎鲁图镇 017399
摘要:投用地面主通风机可以根据掘进头数量增加情况，实时变频调节矿建施工过程中巷道风量及风压并可实现多头掘进，提前投用主通风机不仅节约资金，减少了安装风门和局部通风机的工序，而且使用冻结方法施工风井风道，确保了通风机风道快速高效的施工，为矿井主通风机提前投入使用及加快矿井建设提供了保障。
关键词变频调节主通风机提前投用
一、矿井简介
营盘壕矿井位于内蒙古自治区鄂尔多斯市西南部乌审旗境内，矿井采用立井开拓，中央并列式通风方式，抽出式通风方法，设有主井、副井和风井三个立井井筒，井口及工业场地位于井田中央，地面标高+1246米。矿井划分两个水平，主要大巷分煤层布置，南北两翼各布置胶运、辅运、回风三条大巷。各采区利用大巷布置工作面条带式开采，采用走向长壁后退式一次采全高采煤方法，全部冒落法管理顶板。首采工作面为22采区2201综采工作面，面长300米，推进长度2500米，煤厚平均6.4米，可采储量590万吨。
二、主通风机的工作环境
营盘壕井田井田地处我国西北部内陆，为典型的中温带半干旱大陆性气候,据鄂尔多斯市气象局资料：最高气温+36.6℃，最低气温－31℃，多年平均气温+8.6℃；多年平均风速2.2~5.2m/s，极端最大风速19.0m/s；最大冻土深度1.76m；最大沙尘暴日40天/年；本区地震裂度小于Ⅵ度，地震动峰值加速度为0.05g，属弱震区。
设备使用环境：通风机及辅助设备全部在户外环境运行。
工作制度：矿井通风机连续运转，年工作时间8760h。供电电源：高压电源：10kVAC，50Hz
低压电源：380/220VAC，50Hz
三、通风机需要的风量及负压
矿井瓦斯等级为低瓦斯，进出风井井口标高：主井+1247.5m；副井+1247.5m；风井+1246m。
移交后开采一个工作面，矿井通风机设计所需风量220.5m3/s。初期移交生产时（通风容易时期）负压1000Pa；随着工作面变化，负压逐步递增（每年递增约140Pa），通风困难时期负压3270Pa。
如果后期同时开采二个综采面，矿井通风机设计所需风量262.5m3/s，负压3270Pa。
风机选型时应同时兼顾投产后通风容易及困难时期风量负压，及后期同时开采二个面时风量负压情况。
四、主通风机主要技术参数
表1 主要技术参数表
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五、主通风机提前投用的对比
一、投资对比
1、投用地面主通风机方案费用
主通风机前期使用只需满足风量83.3m3/s，负压为500Pa，初步考虑调节方法：风机电机单级使用，将变频器的频率调整到20Hz～30Hz左右，使风量降到所需要求。根据变频器厂家提供的风机运行工况，风机变频运行节电率可达到50%～40%。
单级变频电机在频率为（20Hz～30Hz）运行时，所发生功率计算：800×（0.5～0.6）=（400～480）kW。
按照节电50%估算，电费为1元/度，每年实际发生电费为400×24×365×1=3504000元=350.4万元。
投入运行时需9人，每年所需费用：人工费9×6000元/月×12月+35000（附加费用）=46.7万元。
投用主通风机每年费用共计：397.1万元
2、采用临时风机方案费用
如矿不使用永久地面主通风机，则需在主井井底尾绳更换硐室处安装直径3米，功率为2×132kW风机一台。并备用一台同规格风机，需购置并安装风门。
风机直径3米，功率为2×132kW价格约350万元/台，租赁费用每年约100万元/台。
电费为1元/度，每年实际发生电费为264×24×365×1=2409000元=240.9万元。
每年总费用（按租赁）为100+240.9=340.9万元/台。
考虑到使用备用风机费用为340.9+100=440.9万元。
购置并安装风门约3万元。
采用临时风机每年费用共计443.9万元。
3、费用方案比较
采用临时风机比投用地面主通风机多花费46.8万元。
4、投用主通风机对箕斗罐笼影响计算
风井改绞后利用井筒施工V型井架，南北方各布置1台提升绞车，作为双罐笼、双箕斗提升，提升绞车型号均为2JKZ-3.6/12.96，从而实现风井井筒混合提升。
风井参数：（1）井筒净直径：φ7.5m（2）1路井筒注氮管φ159×4.5，1路井筒泥浆管φ159×11，2路排水管φ219×9，2路高压动力电缆MYJV32-3×120-8.7/10kv（直径约60mm）（3）罐笼截面：2100mm×1200mm（4）箕斗截面2800mm×1250mm（5）梯子间截面：1835mm×1412mm。
前期使用风井风量为83.3m3/s。井筒截面积为44.15m2
井筒管线及梯子间截面积为：∏（2×1592+2×2192+2×602+1835×1412）/4=2154592.64mm2≈2.15m2
不提升人员物料时风速为83.3/（44.15-2.15）≈1.983m/s
当2个罐笼与2个箕斗在同一平面时截面积为2×（2800×1250+1835×1412）=13.494m2
当2个罐笼与2个箕斗在同一平面时风速为83.3/（44.15-2.15-13.494）≈2.92m/s
《煤矿安全规程》规定升降人员和物料的井筒风速不得超过8m/s，2.92m/s<8m/s符合《煤矿安全规程》规定，因此对箕斗、罐笼基本无影响。
5、结论
依据两种方案对比后，营盘壕矿井采用提前投用主通风机方案。
六、主通风机投用的社会效益
营盘壕矿井提前投用主通风机不仅节约资金，减少了安装风门和局部通风机的工序，保障了矿井正常通风，而且使用冻结方法施工风井风道，确保了通风机风道快速高效的施工，为矿井主通风机提前投入使用及加快矿井建设提供了保障。
作者简介：
赵志征（1980－），男，高级工程师，现在鄂尔多斯市营盘壕煤炭有限公司机运工区副区长；地址：内蒙古自治区鄂尔多斯市嘎鲁图镇鄂尔多斯市营盘煤炭有限公司；邮编：017399；电话：15704999698；邮箱：zhaozhizheng008@163.com
论文作者:赵志征
论文发表刊物:《科技新时代》2018年7期
论文发表时间:2018/9/25
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