煤矿主要通风机使用状况与趋势

1、煤矿主要通风机使用状况与趋势煤矿主要通风机使用状况与趋势 0、引言 对于煤矿井工开采来说，矿井通风系统是煤 矿生产系统中的重要系统，它担负着向井下工作 地点输送新鲜空气，以供人员呼吸、稀释并排除 有毒有害气体及粉尘，给井下创造一个良好的作 业环境，确保矿井安全生产的重任。矿井通风系 统由通风动力、通风网路及通风调控设施组成。 由于矿井自然通风一般不能满足矿井通风的需要， 故煤矿安全规程第121条规定：矿井必须采 用机械通风。因此，矿井主要通风机是矿井通风 的主要动力，必须保持其长期稳定、安全可靠地 运转。 作为煤矿大型设备和主要耗电设备的 矿井主要通风机，其耗电量约占煤矿总耗 电量的20%左右

2、，因此，煤矿主要通风机 的使用和运行状况，对煤矿安全生产和经 济效益将产生明显的影响。 通过对河南省焦作、义马、鹤壁和郑 州矿区1992年、1997年、2004年三个时期 煤矿主要通风机资料及运行状况的比较分 析，谈一下煤矿主要通风机的使用状况与 趋势，以供参考。 1、主要通风机类型、型号及工作方式 1992年、1997年、2004年三个时期河南省 焦作、义马、鹤壁和郑州矿区煤矿主要通 风机类型、型号统计如表1所示（在下表 中，型号为2K56、2K58、2K60的风机台数 统计在“2K”列中，型号为DK、BK、BD 的风机台数统计在“BDK”列中；其中 2004年仅为焦作、鹤壁两矿区数据）。

3、所有风机的工作方式均为抽出式。 表1 煤矿主要通风机类型、型号统计 分类 时期 类型轴流式离心式 总计 型号2By、70B22KBDKGAF其它合计4-72G4-73其它合计 1992年 台数331400249141112675 占百分比(%)44.018.72.765.318.714.71.334.7100.0 1997年 台数3633463821420034116 占百分比(%)31.028.43.45.22.670.712.117.20.029.3100.0 2004年 台数620126044260852 占百分比(%)11.538.523.111.50.084.63.811.50.01

4、5.4100.0 各型号所占比例 1（2By、70B2）；2（2K）；3（BDK）； 4（GAF）；5（其他轴流式风机）；6（4-72） 7（G4-73）；8（其他离心式风机） 新型号风机 1997 、2004年与1992年相比，增加了BDK及GAF 两种新型号风机。 BDK 、BD系列主要通风机为防爆对旋轴流式风 机，是对传统风机的关键部件进行深层次技术改 造后研制的新型产品，其最高静压效率可达 85.2%，噪声可降至85dB（A）以下。 GAF主要通风机是上海鼓风机厂引进德国TLT公 司先进技术生产的适合矿山使用的高效风机，其 风机叶片角度调节方便，调节范围大，具有高负 压、大风量、运行效

5、率高等特点。 轴流式风机与离心式风机的比较 从风机类型来看，1992年、1997年、2004 年三个时期轴流式风机所占比例依次为： 65.3%、70.7%、84.6%，其比例不断提高。 轴流式风机与离心式风机相比，安装简便， 反风时可以反转反风，节约了反风道，风 机房占地面积小，加之近年来高效低噪轴 流式风机的出现，所以使轴流式风机所占 比例上升，也是今后矿用主要通风机发展 的趋势。 落后风机 三个时期2By和70B2落后风机所占比例依 次是：44.0%、31.0%、11.5%。 到2004年，这两种淘汰型号的风机从数量 和比例上减少很多，但仍占风机总数的 11.5%，其运行效率很低，影响主要

6、通风 机的经济运行。 2、主要通风机运行状况 以下就从通风机运行效率效率、风风 压、风量风量这三个方面对比分析三个 时期煤矿主要通风机运行状况。 2.1、主要通风机运行效率 1992年、1997年、2004年三个时期主要通风机运 行效率统计如下表所示 时期时期效率效率(%)80 1992年 台数2125272 占百分比占百分比(%)28.033.336.02.7 1997年 台数1934269 占百分比占百分比(%)21.638.629.510.2 2004年 台数412288 占百分比占百分比(%)7.723.153.815.4 运行效率提高 运行效率在60%以上的风机所占比例1992 年、

7、1997年、2004年分别是38.7%、39.7%、 69.2%，低于40%的分别是28.0%、21.6%、 7.7%。 由此可见，1992年以来，大、中型煤矿主 要通风机效率明显提高，这与在用主要通 风机的改造、新一代风机的使用、管理水 平的提高直接相关。 三个时期同型号风机运行效率统计 分类 类型轴流式离心式 型号 2By、 70B2 2KBDKGAF平均4-72 G4-73 平均 效率 (%) 1992年45.255.149.060.244.954.1 1997年55.863.960.060.757.652.444.547.8 2004年38.871.971.764.262.658.08

8、8.080.5 同型号风机效率在不同时期比较 BD、 BDK、 GAF等新一代风机的运行效率明显 高于2By和70B2风机的运行效率。但也有一些新 型风机运行效率较低，原因是风机选型不合理， 风网和风机的匹配性不好。 与新型风机相比，陈旧风机的运行效率低。2By 和70B2风机的运行效率一般在3050%。若一台 配用额定功率为630kW的风机，其效率提高10%， 则每年大致可节约耗电量44万kWh，可节约电费 22万元。 2.2、主要通风机工作风压 1992年、1997年、2004年主要通风机工作风压统计如下 表所示 时期时期Hf(Pa)3000 92年 台数292817163 占百分比占百分

9、比(%)2.712.037.322.721.34.0 97年 台数415824338 占百分比占百分比(%)4.316.38.726.135.98.7 04年 台数02222620 占百分比占百分比(%)3.83.83.850.038.5 工作风压变化分析 三个时期工作风压在2000Pa以上的主要通风机占 总数比例分别是25.3%、44.6%、88.5%，其中 2004年工作风压在3000Pa以上的风机占38.5%。 鹤壁十矿小付井风机风压为3924Pa，鹤壁九矿新 风井负压为4150Pa，鹤壁八矿桐家庄风井负压高 达4700Pa。 风机负压与矿井向深部、井田边界开采通风路线 长，矿井用风量增

10、大有关，也与通风巷道失修率 有关。比如，鹤壁某矿通风巷道失修率达17.9%。 2.3、主要通风机排风量 1997年和2004年主要通风机实际排风量统计如下 表所示 时期Qf(m3/min) 6000 1997年 台数4101826228 占百分比占百分比 (%) 4.511.420.529.525.09.1 2004年 台数40862212 占百分比占百分比 (%) 7.715.411.542.323.1 风量变化分析 其中，实际排风量在3000m3/min以上的风机1997 年占63.6%，2004年占76.9%，显示了增大的趋势。 需风量、排风量的大小与诸多因素有关，如生产 规模、瓦斯涌出

11、量、地温等。 2002年以来，煤矿普遍扩大了生产能力，如鹤壁 四矿1992年实际生产能力为90万t/a，2004年为 163万t/a；义马矿区耿村煤矿2002年生产能力为 240万t/a，2004年为380万t/a。生产能力的增加使 得需风量随之增加。 另外，矿井随着向深部开采，导致瓦斯涌出量增 加、地温升高，使吨煤需风量增加，也是主要通 风机排风量增加的原因。 3、主要通风机配用电机功率与通风节能 3.1配用电机功率 项目项目额定功率额定功率(kw) 1000 1992 年 台数813101915100 占百分比占百分比(%)10.717.313.325.320.013.3 负荷率(%)71

12、.862.955.254.846.737.1 1997 年 台数814143026222 占百分比占百分比(%)6.912.112.125.922.419.01.7 负荷率(%)76.974.868.062.854.549.130.1 2004 年 台数022610302 占百分比占百分比(%)3.83.811.519.257.73.8 负荷率(%)78.473.268.262.361.031.0 功率变化分析 可以看出，1992年和1997年额定功率在300 399kw和400599kw这两个区间的比例最大，两 个区间之和都在45%以上，到2004年，仅额定功 率在6001000kw区间的电

13、机就占57.7%，电机功 率增大明显。风机配用电机功率的增大是其风压、 风量增加的必然。因此，煤矿主要通风机的发展 趋势是高负压、大风量、大功率。 从电机的负荷率来看，三个时期均有一共同现象， 电机功率越大，其负荷率越小，但2004年96.2% 的主要通风机配用电机的负荷率都在60%以上， “大马拉小车”的现象很少。 3.2、通风节能 从主要通风机的方面来说，通风节能与通 风机本身、配用电机的合理性及矿井通风 网络与通风机的匹配性有关。 更换陈旧风机设备是节能的主要途径，目 前国产高效风机中，BD系列风机的静压效 率可高达85%，GAF风机可达85%，而永 夏矿区的城郊煤矿使用的丹麦进口风机 （型号为：ANN-2500/1250）运行效率高 达87-90%。 风机工况调节 目前，轴流式通风机一般通过改变叶片安装角度 来调节，而离心式通过调节前导器角度调节。 BDK风机改变叶片安装角度时，必须进行手动调 节，GAF可通过液压动叶调节机构调节，调节较 为方便。方便的调节方式可以及时使风机与通风 网络相匹配，使风机尽可能的运行在高效区。 离心式风机调整前导器角度的调节方法，使效率 下降，浪费大量电能，而使用变频调速调节风量， 可保持风机高效运行，达到节能目的。 4、结语 近十多年来