矿井主扇闸门防结冰技术

1、矿井主扇闸门防结冰技术 【摘要】北方矿井冬季主扇闸门结冰是普遍现象，随着时间的增加结冰量也增加，附在闸门和闸门构筑物上的冰便成为一体，通常情况下闸门无法打开，影响主扇的正常运转，或应急处理不能使用，威胁矿井安全。就解决这一问题提出了主扇闸门防止结冰的解决办法。“暖风门”的基本原理就是利用矿井回风加热主扇闸门，使之处于不结冰的环境当中，从而达到防结冰的目的。 【关键词】主扇闸门结冰；暖风门 1问题的提出 北方矿井冬季主扇闸门结冰是普遍现象，由于热传递作用以及矿井井下湿度造成冷热界面结冰，也就是主扇闸门结冰。随着时间的增加结冰量也增加，附在闸门和闸门构筑物上的冰便成为一体，通常情况下闸门无法打开，

2、影响主扇的正常运转，或应急处理不能使用，威胁矿井安全。 多年来常规处理方法都是人工除冰，费时费力，又不及时，还有冰块损伤主扇叶片的可能，特别是在应急倒扇运转的情况下，对时间的要求非常重要。一般情况下，倒扇用时3分钟，当需要除冰的情况下一般需要20分钟。其后果造成井下瓦斯超限，局扇循环，这种情况和现象对矿井的安全生产非常不利。在以往的工作中经常发生类似现象，所以就解决这一问题提出了主扇闸门防止结冰的解决办法。在实践中的应用尝试和取得的效果，以及在实验中存在的问题和解决办法，最后采用“暖风门”方案比较实用。 2解决的方法 所谓“暖风门”方案就是相对高寒地区的结冰环境而言的。“暖风门”的基本原理就是

3、利用矿井回风加热主扇闸门，使之处于不结冰的环境当中，从而达到防结冰的目的。 新兴煤矿地处北纬46，年最高气温+35，最低温度 -32，年平均气温+2。冬季结冰期每年11月至下一年4月份，一般为5个月，其中1月份温度最低。 矿井环境：新兴煤矿矿井通风方法为抽出式。2007年2011年井下最高温度（回风）1922，冬季最低温度（回风）814，井下湿度80%，风硐风速15m/s，风量250m3/s，主扇型号bdk36/2560kw，最大风量330m3/s，最大风压5kp，闸门规格：80mm4000mm4000mm，面积：16m2，材质为钢质材料。 工作原理：在冬季利用主扇回风，将矿井回风的一小部分通

4、过管道引入闸门内腔中，再通过闸门下边的排气、排水孔回到风硐内，随着主扇的运转，连续供风，也就是供暖风，用以平衡闸门的低温传导，从而达到不结冰（闸门风硐一侧）的目的。 风量确定，管道选择，以及使用控制： （1）风量确定：依据矿井内外温差、闸门面积、漏风率、主扇风量、负压、相对温度、通过热传导公式计算，并根据我矿的实际情况，最后确定以40的温差、16m2的面积、选用风量30m3/min，含漏风气幕10m3/min。 （2）通过确定的风量，以及主扇扩散管的实际风压，确定管道用219（钢质、pc管均可）。 （3）使用控制：由于闸门是上下运行的，有关闭和开启两个状态。开启状态是根据风量需求调整高度，但关

5、闭状态是固定的，关闭状态下需要加热，所以关闭状态下供风管与闸门连接的位置也是固定的，为了确保接口不漏风使用弹性接口，既风门落下时自动对接，或者使用软带实现软连接，不用时关闭管道阀门即可。 （4）漏风控制：正常情况下，主扇门都存在漏风现象，随风量负压的大小而增减。暖风门边缘气幕既能防冻，又是利用，不增加闸门漏风，相反能减少漏风。 3优缺点 优点： （1）不需要外部动力和能量，只借助主备扇本身的功能和矿井回风实现闸门防结冰的问题，随主扇的运行而运行，从大环境讲也就是利用地热来实现的。 （2）结构简单，制作容易：对主扇不需要任何改动和增加辅助装置，不影响主扇的功能，只对闸门作负面做风道处理，不影响闸

6、门强度，也不影响闸门外型尺寸，只要能形成气流通道即可，也就是把闸门单面形成双面，另外也不需要材料上的特殊要求。 （3）安全、可靠：对于主扇回风的特殊环境，暖风门是利用地热，不存在电气设备，以及高温热源的因素，所以在防爆要求上不存在失爆问题。另外，不需要增加和使用材料的要求，最大限度的减少了材料消耗，同时也不因“暖风门”的应用而产生副产品，全过程都是物理过程。 （4）经济性明显：按照我矿36#主扇当前的工况计算，主扇年电耗720万度，风量15000m3/min推算：360万元/（2460）=6.9元/min，6.9元/15000=4.6元/万m3，按冬季需4个月计算，相当于每天费用20元/日冬季（全天）2400元/年，相对于人工除冰和影响通风而言，经济性和安全性明显。 缺点： （1）使用了一些必要材料来实现防结冰的目的。 （2）消耗了矿井的部分回风。 在以往的实验中，主要存在两方面问题： （1）主扇的震动问题影响严重。由于主扇运行时对与之接触物的震动传导，并使之破损是存在的，后经改变使引风管与主扇非接触或软连接消除了主扇震动的影响，确保引风管的使用不受影响。 （2）由于相对温度和较大温差的作用，矿井回风相对降温（指对闸门加热后的降温）时会出现较大的冷凝水，如不处理将所有的暖风门效应消除，所以排气、排水孔实现双重作用。 4结论 通过以上说明和