深部開采通風主風機變頻調(diào)速與網(wǎng)路匹配研究及節(jié)能技術(shù)的應用袁梅芳（湖南有色冶金勞動保護研究院，湖南長沙文章根據(jù)開采深度不同，研宄阻力大小變化，通過調(diào)整主風機的電機頻率、轉(zhuǎn)速與通風網(wǎng)路匹配，同時也隨著產(chǎn)量、井下作業(yè)時段調(diào)整，從而達到通風和節(jié)能的目的。

　　隨著礦產(chǎn)資源的開發(fā)，進入深部開采的礦山越來越多。國內(nèi)大部分有色金屬、黃金化工礦山都己進入深部開采。例如：湖南黃沙坪鉛鋅礦開采深度為522m，寶山鉛鋅銀礦開采深度為582m，水口山康家灣礦開采深度為541m湘西金礦開采深度為1KDm；甘肅金川公司龍首礦開采深度為1紅透山銅礦開采深度己達到1337m.由于開采深度的加，開采條件不斷惡化，如地壓大且有發(fā)生巖爆的危險，礦石損失貧化指標變差，生產(chǎn)成本加以及礦內(nèi)空氣溫度升高，通風困難。

　　1深部開采礦井通風系統(tǒng)現(xiàn)狀我國礦山機械化程度不高，技術(shù)經(jīng)濟指標也不先進，單個礦塊生產(chǎn)能力小，為了完成生產(chǎn)經(jīng)營任務，獲得經(jīng)濟效益，常常采用多中段、多工作面作業(yè)，特別是有色金屬、黃金、化工礦山，多中段、多工作面較為普遍。隨著礦井的不斷延伸，開采深度加，通風線路長，通風阻力大，新鮮空氣很難進入作業(yè)中段的工作面，經(jīng)過對多個礦山的測定，有效風量僅為15%~ 50%回風段漏風嚴重，漏風率達到30%~50%.主風機與礦井通風網(wǎng)路不相匹配，主風機的效率普遍較低，經(jīng)過對13個礦井的通風系統(tǒng)主風機的運行工況測定，其實際運行效率為17%~51%.所以研究解決深井開采的通風問題，提高這類礦井通風效果，使之達到安全、衛(wèi)生、節(jié)能的目的是我國采礦界面臨的一個現(xiàn)實課題。

　　2用變頻調(diào)速變化風機參數(shù)與通風網(wǎng)路充分匹配2.1礦井通風的目的礦井通風系統(tǒng)是礦山地下開采的八大系統(tǒng)之一，通風的主要目的是為了井下作業(yè)人員提供安全舒適的工作環(huán)境，為此必須不斷地向井下作業(yè)面供給新鮮空氣，降低井下工作面的溫度和排出粉塵及有毒有害氣體。

　　22礦井通風網(wǎng)路特征礦井通風網(wǎng)路系統(tǒng)是一個龐大而復雜的動態(tài)系統(tǒng)，隨著礦井生產(chǎn)布局和作業(yè)面的不斷變化，對這個動態(tài)系統(tǒng)的運行狀態(tài)產(chǎn)生影響并發(fā)生相應的變化。所以要使通風系統(tǒng)達到良好的通風效果，應根據(jù)礦井生產(chǎn)發(fā)展的需要及時對通風系統(tǒng)進行調(diào)整改造。

　　23確定風量、風壓的原則及風機的選擇目前國內(nèi)工程技術(shù)人員設計礦井通風系統(tǒng)時，確定風量都是根據(jù)礦井的年產(chǎn)量和生產(chǎn)特點，取礦井同時作業(yè)的各工作面需要的最大風量和需要獨立通風硐室的風量之總和，同時還考慮礦井漏風、生產(chǎn)不均衡以及風量調(diào)節(jié)不及時等因素，再乘以1.1~1.5的風量備用系數(shù)所得風量選取主風機，計算礦井通風總阻力時是選擇一條摩擦阻力最大的通風線路，加上局部阻力、風機裝置阻力、風流流到大氣的出口動壓損失及與風機風向相反的自然風壓之總和，選取主風機。

　　我國從1953年開始，礦山地下開采使用機械通風，直到現(xiàn)在設計通風系統(tǒng)選擇主風機時，一般都是1994用風機5'變頻頻調(diào)究設計工工工作3丨EleCCPuMshin考慮主風幾的1務年限為15入長時間在工頻條件下運行，導致過大的風機裕量，在15~20a時間內(nèi)，主扇的風量、風壓、轉(zhuǎn)速、功率基本不變，造成很大的能源浪費。

　　2.4目前礦山井下作業(yè)班次和人員的安排人們隨著物質(zhì)和文化生活水平的提高，工人更加注意自己的身體健康，同時從安全上考慮都不愿上晚班，因此現(xiàn)在大部分礦山井下主要采、掘、爆破作業(yè)都是安排上白班，晚上只是少部分放礦、設備維修等其它輔助作業(yè)。井下作業(yè)人員都是集中在白天，而晚上井下作業(yè)人員很少。所以井下白天需要的供風量大大超過晚上的需風量。

　　2.5變頻調(diào)速技術(shù)在礦井通風系統(tǒng)中的應用風機屬平方轉(zhuǎn)矩負載，轉(zhuǎn)速n的變化，將引起電機轉(zhuǎn)矩T和功率P的強烈變化。由流體力學理論可知，在只改變風機轉(zhuǎn)速的條件下，風機流量與其轉(zhuǎn)速一次方成正比：轉(zhuǎn)速/mN―NQ，為風機的流量/m3.廣；Q，為風機變速后的流量/m3、-.及時調(diào)整電機轉(zhuǎn)速，主風機在通風網(wǎng)路中風量風壓發(fā)生相應的變化。在通風系統(tǒng)建成的初期通風線路短阻力小需風量少；在通風系統(tǒng)形成的中期需風大通風阻力也相應大；當進入深部開采通風線路長阻力大需風量也大。根據(jù)三個不同的時期所需風量和通風阻力的大小，對主風機進行變頻調(diào)速，使主風機與通風網(wǎng)路真正匹配。既能滿足三個不同開采時期風量風壓的要求。同時可提高有效風量率和主風機效率，更重要的是每年可節(jié)約大量的能源2.6分時段對主風機進行變頻調(diào)速目前大部分礦山的井下采掘作業(yè)主要集中在白天進行，晚上只是進行放礦等少量的輔助作業(yè)，井下的生產(chǎn)工人少。針對這種作業(yè)時段，對通風系統(tǒng)的主風機進行變頻調(diào)速。白天根據(jù)作業(yè)量的大小調(diào)至所需的風量，晚上自動調(diào)到保安風量的轉(zhuǎn)速，使之既滿足風量風壓的要求又能達到節(jié)能的目的。例如水口山有色金屬有限責任公司康家灣礦二號斜井主風機原配電機245kW，轉(zhuǎn)速730r/min，因主風機的風量風壓都不滿足生產(chǎn)需要。若更換主風機損失近60萬元，同時影響井下停產(chǎn)。最終確定主風機的機殼和葉輪都不變，更換一臺355kW新電機，轉(zhuǎn)速985r/min.新配電機后風量風壓過大，造成能源浪費。于2005年1月份對該電機進行變頻調(diào)速。根據(jù)井下生產(chǎn)的實際需要，全天分二個時段按不同轉(zhuǎn)速運行。集中主要作業(yè)時間是7D0~19：00，主風機轉(zhuǎn)速由985I'/min調(diào)到860r/min，運行功率為225.5功率與轉(zhuǎn)速三次方成正比：由此可知，在礦井通風系統(tǒng)應用變頻調(diào)速技術(shù)，kW.晚上（19D0~7：00）主風機的轉(zhuǎn)速由860r/min降到500i/min運行功率46.康家灣礦井下通風系統(tǒng)二號斜井主風機改造變頻調(diào)速后年耗能比較列于表1表1風機改造變頻前后年耗能比較表編號項目輸出功率/kW每天運行時間/h一年運行時間/d年能耗/kWli電費/元未改造前年耗能改造變頻后年耗能此項年節(jié)能晚上未變頻年耗能晚上變頻后年耗能此項年節(jié)能共計年節(jié)能注：電費每度0.5元。

　　3結(jié)語礦井進入深部開采后，進風線路和回風線路都風，主風機功率也不斷加，同時主風機與通風網(wǎng)路很難匹配，礦井通風能耗高，約占礦山用電20%~35%.要取得良好的通風效果和節(jié)能的目的。建議較長。阻力大5有的進、（回風線路均使I用多級機站通）（和通風防塵的要求，又能達到顯著的節(jié)能效果，這一對主風機采用變頻調(diào)速技術(shù)使主風機與通風網(wǎng)路真技術(shù)在非煤礦山井下通風值得推廣和應用。

　　正充分匹配，達到更先進的科學化管理。另外可根據(jù)礦井的生產(chǎn)量和工作時段進行調(diào)速，能有效地改變以：2006―05―30前主風機全速運轉(zhuǎn)不合理的狀況，既能滿足安全生產(chǎn)