矿井主扇闸门防结冰技术.docx

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）19℃—22℃冬季最低温度（回风）8℃—14℃井下湿度80%风硐风速15m/s风量250m3/s主扇型号BDK—36/2×560KW最大风量330m3/s最大风压5kp闸门规格：80mm×4000mm×4000mm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/（24×60）=6.9元/min6.9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