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摘要：针对矿山通风系统的主扇扩散器结构不合理导致效率低，不能有效排除井下污风，威胁到生产作业一线职工安全，同时为了节能降耗、美化矿区环境、改善职工作业条件，提出了三个改造方案，并进行论证对比和方案选择，在不影响安全生产的情况下，合理安排施工顺序，40h完成改造工程，保障井下作业安全。
关键词：地表主扇；Ⅳ级机站；通风系统；污风；扩散器；扩散塔
召口矿通风系统是以回风侧为主的分区Ⅳ级机站通风系统，Ⅳ级机站为总排风机站，设在地表，称为地表主扇，Ⅲ级机站设在所需分风区域，Ⅱ级机站设置在所需工作点，I级机站为进风机站，设置在进风侧。新鲜风流由主井进入，通过四级通风机站合理布置及在巷道内设置挡风墙、作业点设置局扇等措施，将新鲜风流合理有序分配到井下各作业地点，保障职工安全作业，当新鲜风流冲洗工作面之后变为污风，污风经各回风人行及回风巷道汇集到西副井，通过地表主扇将污风排出。
地表主扇作为Ⅳ级通风机站，安设两台K40-6-NO.18（90kw）通风机，安装在地表西副井井口附近（图1），命名为1#和2#主扇，1#主扇及配电室在地表房屋内，2#主扇在地面以下的坑内与回风硐室齐平。随着井下采准地点的延伸及各作业点的增加，造成井下通风不良地点增多，多次调整井下局部通风机位置及测定通风量分析判断，发现主扇通风能力不足是造成井下污风排不出的主要原因。经过现场测定主扇设备参数，计算其通风能力，发现2#主扇能够高效运行，1#主扇运行效率低。通过查阅基础资料、技改资料及现场查看设备状况，1#主扇通风机为标准设备，扩散器及扩散塔为定制设备，由于受地形条件限制，定制的扩散器及扩散塔的结构不合理，加之扩散器及扩散塔锈蚀破损、流线不合理导致出口涡流不能有效地回收动压、局部阻力损失大、风机装置的运行效率低下，导致1#主扇效率低下，不能满足现场安全生产需要，威胁到生产作业一线职工的安全。鉴于此，我们决定对1#主扇进行改造，使其满足井下通风要求，并符合《金属非金属矿山安全规程》中相关规定要求。
一、主扇改造目的及基本要求
（1）满足井下通风要求，能够及时将污风排出。
（2）符合《金属非金属矿山安全规程》第6.4.3款的要求：主扇风机房，应设有测量风压、风量、电流、电压和轴承温度等的仪表。每班都应对扇风机运转情况进行检查，并填写运转记录。有自动监控及测试的主扇，每两周应进行一次自控系统的检查。
（3）主扇使用原通风机，根据地形定制扩散器2节、圆变方扩散器1节、方形扩散塔1节，在主扇入风口增加控制蝶阀1台（作为调节风门），同时将这些设备全部安装到地面以下（图2 改造后主扇及配电室分布图、图3 改造主扇沉入地下图），使通风机与回风硐室处于同一水平，在进风口侧设置人员出入回风硐室观察口，在扩散器坑设置排水积水坑，以便于风机参数测定及检查、检修，确保主扇安全、经济高效的运转。
（4）主扇电控柜既能够满足规程第6.4.3.4条的基本要求，又能够便于控制和节能，符合安全质量标准化要求。
二、改造方案对比
根据主扇改造目的及基本要求，为了能够更好的使主扇安全高效运转，符合规程要求，既满足通风安全的需要，又能够节能降耗，在论证了地表主扇从地面机房移入地下的可行性后，提出以下三套设备设施配置购置方案进行选择。
（1）方案一，低配置方案：
（2）方案二，中配置方案：
（3）方案三，高配置方案：
同时以上三个方案要满足以下要求：
（1）仪表柜包含顯示电机前、后轴承及定子测温装置仪表，风量、风压显示仪表等安全规程要求的配置。
（2）扩散器及扩散塔满足现场场地要求，不能过大过长，同时符合风流走向曲线，不能产生涡流现象。
（3）扩散器及扩散塔要有防腐蚀性，采用镀锌钢板制作，适应污风环境。
（4）扩散器及扩散塔要有隔音棉装置，降低风噪，降低出风口周围工作室职工的身体损害。
根据以上要求，对三个方案进行论证比较：
方案一能够满足《规程》基本要求，调节风量只能使用蝶阀调节，设备投资27.6万元。
方案二是在方案一基础上，将自耦启动柜换为采用变频启动柜，运转中可根据出风量要求调节，节约电能，设备投资30.5万元；
方案三是在方案二基础上，将手动蝶阀改为电动蝶阀，同时增加了远程控制系统，设备投资39万元。
以上三个方案基建施工及设备安装量基本相同，主要有以下工作：（1）将旧配电室设备迁移到新配电室，除1#主扇电气外，其他电气设施能达到正常工作；（2）将现1#主扇拆除，吊运到不妨碍施工位置；（3）拆除地表机房及旧配电室，在此处下挖主扇基础坑（约长16m，宽5.5m，深2.6m）；（4）主扇基础地面、预埋件施工；（5）安装主扇、扩散器、扩散塔、蝶阀等设备；（6）蝶阀固定圆管与风洞连接处混凝土密封，主扇基础坑四周立墙施工；（7）主扇通电试车。
根据以上情况，结合井下通风实际，三个方案都能满足井下污风排放要求，同时基建施工及设备安装费用基本相同，主要差别在于设备投资，经过综合对比，本着节省投资、节能降耗及系统可靠的原则，鉴于远程控制系统及电动蝶阀的实用性稍差及主扇运转可靠性，选用方案二。
三、结语
地表主扇改造最终采用方案二进行施工。根据井下作业需要，主扇停转时间不能过长，通过合理安排施工顺序，包括配电室迁移、主扇房屋拆除、配电室房屋拆除、主扇基础坑挖建、主扇设备安装调试等工作用时40h全部完成，一次试车成功，准时投入运行，保障了井下作业安全。通过此次地表主扇改造工程，在方案选择时，在满足通风技术及安全要求的情况下，需要根据矿山实际合理选择经济性高的方案，既要保证主扇运转的的安全可靠性，又要提高主扇运转的经济高效性，同时考虑主扇周围环境的美观性及其对职工健康的影响。
王新刚，山东金岭铁矿，工程师，山东省淄博市山东金岭铁矿召口矿
关键词：地表主扇；Ⅳ级机站；通风系统；污风；扩散器；扩散塔
召口矿通风系统是以回风侧为主的分区Ⅳ级机站通风系统，Ⅳ级机站为总排风机站，设在地表，称为地表主扇，Ⅲ级机站设在所需分风区域，Ⅱ级机站设置在所需工作点，I级机站为进风机站，设置在进风侧。新鲜风流由主井进入，通过四级通风机站合理布置及在巷道内设置挡风墙、作业点设置局扇等措施，将新鲜风流合理有序分配到井下各作业地点，保障职工安全作业，当新鲜风流冲洗工作面之后变为污风，污风经各回风人行及回风巷道汇集到西副井，通过地表主扇将污风排出。
地表主扇作为Ⅳ级通风机站，安设两台K40-6-NO.18（90kw）通风机，安装在地表西副井井口附近（图1），命名为1#和2#主扇，1#主扇及配电室在地表房屋内，2#主扇在地面以下的坑内与回风硐室齐平。随着井下采准地点的延伸及各作业点的增加，造成井下通风不良地点增多，多次调整井下局部通风机位置及测定通风量分析判断，发现主扇通风能力不足是造成井下污风排不出的主要原因。经过现场测定主扇设备参数，计算其通风能力，发现2#主扇能够高效运行，1#主扇运行效率低。通过查阅基础资料、技改资料及现场查看设备状况，1#主扇通风机为标准设备，扩散器及扩散塔为定制设备，由于受地形条件限制，定制的扩散器及扩散塔的结构不合理，加之扩散器及扩散塔锈蚀破损、流线不合理导致出口涡流不能有效地回收动压、局部阻力损失大、风机装置的运行效率低下，导致1#主扇效率低下，不能满足现场安全生产需要，威胁到生产作业一线职工的安全。鉴于此，我们决定对1#主扇进行改造，使其满足井下通风要求，并符合《金属非金属矿山安全规程》中相关规定要求。
一、主扇改造目的及基本要求
（1）满足井下通风要求，能够及时将污风排出。
（2）符合《金属非金属矿山安全规程》第6.4.3款的要求：主扇风机房，应设有测量风压、风量、电流、电压和轴承温度等的仪表。每班都应对扇风机运转情况进行检查，并填写运转记录。有自动监控及测试的主扇，每两周应进行一次自控系统的检查。
（3）主扇使用原通风机，根据地形定制扩散器2节、圆变方扩散器1节、方形扩散塔1节，在主扇入风口增加控制蝶阀1台（作为调节风门），同时将这些设备全部安装到地面以下（图2 改造后主扇及配电室分布图、图3 改造主扇沉入地下图），使通风机与回风硐室处于同一水平，在进风口侧设置人员出入回风硐室观察口，在扩散器坑设置排水积水坑，以便于风机参数测定及检查、检修，确保主扇安全、经济高效的运转。
（4）主扇电控柜既能够满足规程第6.4.3.4条的基本要求，又能够便于控制和节能，符合安全质量标准化要求。
二、改造方案对比
根据主扇改造目的及基本要求，为了能够更好的使主扇安全高效运转，符合规程要求，既满足通风安全的需要，又能够节能降耗，在论证了地表主扇从地面机房移入地下的可行性后，提出以下三套设备设施配置购置方案进行选择。
（1）方案一，低配置方案：
（2）方案二，中配置方案：
（3）方案三，高配置方案：
同时以上三个方案要满足以下要求：
（1）仪表柜包含顯示电机前、后轴承及定子测温装置仪表，风量、风压显示仪表等安全规程要求的配置。
（2）扩散器及扩散塔满足现场场地要求，不能过大过长，同时符合风流走向曲线，不能产生涡流现象。
（3）扩散器及扩散塔要有防腐蚀性，采用镀锌钢板制作，适应污风环境。
（4）扩散器及扩散塔要有隔音棉装置，降低风噪，降低出风口周围工作室职工的身体损害。
根据以上要求，对三个方案进行论证比较：
方案一能够满足《规程》基本要求，调节风量只能使用蝶阀调节，设备投资27.6万元。
方案二是在方案一基础上，将自耦启动柜换为采用变频启动柜，运转中可根据出风量要求调节，节约电能，设备投资30.5万元；
方案三是在方案二基础上，将手动蝶阀改为电动蝶阀，同时增加了远程控制系统，设备投资39万元。
以上三个方案基建施工及设备安装量基本相同，主要有以下工作：（1）将旧配电室设备迁移到新配电室，除1#主扇电气外，其他电气设施能达到正常工作；（2）将现1#主扇拆除，吊运到不妨碍施工位置；（3）拆除地表机房及旧配电室，在此处下挖主扇基础坑（约长16m，宽5.5m，深2.6m）；（4）主扇基础地面、预埋件施工；（5）安装主扇、扩散器、扩散塔、蝶阀等设备；（6）蝶阀固定圆管与风洞连接处混凝土密封，主扇基础坑四周立墙施工；（7）主扇通电试车。
根据以上情况，结合井下通风实际，三个方案都能满足井下污风排放要求，同时基建施工及设备安装费用基本相同，主要差别在于设备投资，经过综合对比，本着节省投资、节能降耗及系统可靠的原则，鉴于远程控制系统及电动蝶阀的实用性稍差及主扇运转可靠性，选用方案二。
三、结语
地表主扇改造最终采用方案二进行施工。根据井下作业需要，主扇停转时间不能过长，通过合理安排施工顺序，包括配电室迁移、主扇房屋拆除、配电室房屋拆除、主扇基础坑挖建、主扇设备安装调试等工作用时40h全部完成，一次试车成功，准时投入运行，保障了井下作业安全。通过此次地表主扇改造工程，在方案选择时，在满足通风技术及安全要求的情况下，需要根据矿山实际合理选择经济性高的方案，既要保证主扇运转的的安全可靠性，又要提高主扇运转的经济高效性，同时考虑主扇周围环境的美观性及其对职工健康的影响。
王新刚，山东金岭铁矿，工程师，山东省淄博市山东金岭铁矿召口矿