臧燕杰1 孙建国2
国网能源和丰煤电有限公司沙吉海煤矿 新疆和丰834406
摘 要: 在我国西北新疆寒冷地区煤矿冬季生产过程中，矿井井口供暖效果影响矿井通风、提升运输安全。文章结合现场实际采用暖风与防爆空气加热器联合作用，通风风量计算、供暖热量计算，选取符合设计要求的供暖设备，经过连续观测、记录，供热保暖效果明显，既防止冻结井口结冰、反风，又能解决矿井提升安全问题。
关键词: 煤矿井口供暖；通风、运输提升； 空气加热；
一、井筒供暖方式
目前，煤矿井筒保温防冻供暖设备最为常用的是暖风机和防爆空气加热器。
热风炉给井简供热是通过送风机把从外界吸人的冷风经过热风炉 内部换热成热风再经过专用热风道送至进风井筒内；空气加热器是通过加热器内盘管壁，井冷空气直接加热后送入井筒。
沙吉海煤矿目前主要采用暖风与防爆空气加热器联合作用，为井筒供暖保温。
二、井筒各项参数计算
现沙吉海煤矿采用2斜井1立井综合开拓方式，主要由主副井筒进风，主井进风量为2000m3/min，副井进风量为4200m3/min，根据历年记录冬季平均最低气温为-25℃，为满足《煤矿安全规程》要求，井筒气温不低于2℃，结合矿井所在区域及矿自身实际情况，主副井筒温差超过5℃，主井风流将会逆转，造成反风，给矿井生产带来安全隐患，因此副井井筒温度不应低于4℃。
根据能量守恒定律，计算井筒保温防冻的供热负荷
式中 ：Q—井筒保温热负荷，KW
—进风空气密度，
V—总进风量，m3/min
t1—井筒温度，℃
t2—冬季室外最低气温，℃
经计算：副井Q=2868kw、主井Q=1245kw
目前沙吉海煤矿主井安装3台KJZ-60热水型矿用矿井加热机组，分别设置在主井井口空气加热室内。副井安装7台KJZ-60热水型矿用矿井加热机组，分别设置在副井井口空气加热室内。
KJZ-60型空气加热器技术参数如下：
热风量：1000m3/min；制热量：1576kW；出风温度：30℃；进风温度：-25℃；电机功率：2×7.5kW；全压：513Pa。
经校验计算：主斜井设计热负荷1245kW，暖风机热负荷Q=3×1576=4728kW＞1245kW，满足主斜井井筒防冻所需的耗热量要求，副斜井设计热负荷2868kW，空气加热器热负荷Q=7×1576=11032kW＞2868kW，满足主斜井井筒防冻所需的耗热量要求。
但是从实测效果来看，主副井暖风机运行年代长，热交换效果差，目前主副井筒总进风量约在6200m3/min,主井风量维持在2000m3/min，副井井筒风量维持在4200m3/min。暖风机满频率（50HZ）运行提供风量为1000m3/min，现运行频率为25HZ，单台提供风量约为400m3/min，制热量约为526kw，7台暖风机提供风量为2400-2800m3/min之间，制热量约为3682kw。对地表气温，主、副井筒温度、风量、暖风机运行工况参数监测，见图表1
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从图表中反应出，随着地表温度起伏变化，副井暖风道平均温度维持在15℃-35℃，井筒温度维持在0℃左右，主井筒温度介于10-15℃之间，井筒温差大于10℃，主井风流逆转，造成反风。依靠暖风机一种供暖方式无法满足井筒防冻要求。
三、优化供暖方式，增设空气加热器
当利用井筒进风负压输送时，井口房应采取密闭措施，经常开启的大门宜设热风幕,井口缺少热气幕。由于根据以上计算，需要热量、及加热风量，经过论证调研，对暖风机进行选型，选择防爆电加热器。型号长:2800mm，宽:1800mm，高:2250mm
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四、效果评价
在副井口房安装6台空气加热器后，平台温度升高5℃，井筒温度升高4℃，主副井温差维持在2℃左右，主机风量1782m3/min：井筒温度12°，副井风量4427m3/min，温度10°，两井筒均未出现冻冰现象，主井未出现反风现象，副井安全、顺利通过2个采煤工作面型液压支架入井、升井。
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主、副井风量变化曲线图
从上属图表中反映出副井安装空气加热器后，副井温度明显上升，副井平台温度提升幅度较大，主副井温差缩小，主井反风现象消失。
参考文献：
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