—210 m水平中央泵房热害治理技术研究
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摘要：文章针对-210 m水平中央泵房热害成因进行调查分析，通过方案技术经济性比较，确定采取扩修主要回风巷、降低局部通风阻力等措施，解决了泵房热害问题，为人员和设备提供了良好的工作环境，对同类型矿井具有一定借鉴意义。
中图分类号：TD442.5 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）08-0009-02
山东鑫国煤电有限责任公司井田位于肥城煤田西部，为地质条件极复杂型的衰老矿井。矿井共分2个水平进行开采，其中-70 m水平开采二叠系山西组3Ⅱ、4层煤，-210 m水平开采石炭系太原组9、10Ⅱ层煤，-210 m水平9、10Ⅱ层煤受底板五灰（徐家庄灰岩）、奥陶纪灰岩岩溶承压水严重威胁，矿井正常涌水量为1 200 m3/h。
1 泵房热害现状
-210 m水平中央泵房位于-210 m水平轨道暗斜井底车场附近，采用全风压通风。安装B122-60×6型多级离心式水泵5台，D450-60×6型多级离心式水泵3台，B122-60×6型水泵配套电机型号为YB2-5002-4，功率为710 kW；D450-60×6型水泵配套电机型号为YB2-4504-4，功率为900 kW，水泵正常开机功率为1 610 kW。经检测，正常开机期间泵房回风流空气温度为34 ℃，根据《煤矿安全规程》第102条规定“生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26 ℃，机电设备硐室的空气温度不得超过30 ℃，当空气温度超过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予高温保健待遇。采掘工作面的空气温度超过30 ℃、机电设备硐室的空气温度超过34 ℃时，必须停止作业”，需采取措施治理泵房热害，以减少高温对设备和泵房值守人员的危害。
2 热害成因分析
2.1 直接原因一
经测定-210 m中央泵房实际供风量为173 m3/min，根据《煤矿通风能力核定标准》（AQ1056-2008）机电硐室需要风量计算：发热量大的机电硐室，应按照硐室中运行的机电设备发热量进行计算：
式中：Qmr为机电硐室的需要风量，m3/min；∑w为机电硐室中运转的电动机（或变压器）总功率（按全年中最大值计算），kW，取1 610 kW；θ为机电硐室发热系数，数值如表1所示，取0.03；ρ为空气密度，一般取ρ=1.20 kg/m3；CP为空气的定压比热，一般可取CP=1.0006 KJ/（kg·K）；Δt为机电硐室的进、回风流的温差，K，取8。
经计算，-210 m水平中央泵房需风量为302 m3/min，与实际供风量相比较该泵房欠缺风量为129 m3/min。
2.2 直接原因二
初期治理措施不当是造成泵房热害的又一重要原因。初期治理措施主要围绕完善-210 m水平中央泵房全风压通风系统、增加泵房供风量展开，采取措施有：
①在-210 m水平人车下候车室通道、-210 m水平中央泵房安全通道各设置一组调节风门。
②在提升任务较轻的-210 m水平轨道暗斜井（泵房进风通道以下）设置一道挡风帘，增加泵房的全风压新鲜风流的分配量。
但通过采取以上措施，泵房温度不仅未下降，反而由32 ℃上升为34 ℃。
2.3 根本原因
基于以上现状，通过进一步分析发现，造成-210 m水平中央泵房供风量不足的根本原因是：
①-210 m水平北翼回风暗斜井局部失修较为严重，局部通风阻力大，造成通风压力在-210 m水平进风段分布较小，-210 m水平中央泵房通风系统能量不足，不能够克服泵房空气热风压从而导致该泵房供风量不足。
②因初期措施在-210 m水平人车下候车室通道、-210 m水平中央泵房安全通道中各设置一组调节风门，限制了泵房热空气扩散，在热空气的浮力和节流效应下，泵房热空气向进风通道上行，进一步阻止了全风压新鲜风流的流入。
③-210 m水平中央泵房与中央变电所间防火铁门通风断面较小，局部阻力大。
④-210 m泵房进风通道内杂物多，造成通风断面缩小；泵房回风侧通道内存放车辆及物料较多，同样影响通风断面，造成泵房进风量减少。
3 热害治理方案
通过分析，提出两套治理方案。
3.1 方案一
在-210 m水平中央泵房进风通道内安装一组FBD5/2×5.5型对旋轴流式局扇，增加通风压力提高泵房进风量。
3.2 方案二
分别针对造成泵房供风量不足的原因逐条采取以下措施进行治理：
①落实专业区队对-210 m北翼回风暗斜井失修段进行扩修，喷浆处理，使通风断面符合设计要求。
②拆除-210 m水平人车下候车室通道、-210 m水平中央泵房安全通道中调节风门，降低-210 m水平进风段阻力，增加通风压能。
③扩大-210 m水平中央泵房与变电所间防火门断面，重新安设较大的防火门。
④在-210 m水平轨道暗斜井（泵房进风通道以下处）安设导风板；清理-210 m泵房进、回风通道内车辆及杂物，扩大通风断面，畅通风流线路。
经过技术经济性比较，如表2所示，决定按方案二实施治理。此项工程自2012年6月8号开工，至2012年6月23号结束。
3.3 方案实施效果评价
①经检测，-210 m水平中泵房进风量增至353 m3/min。截止2013年6月份，经过一年的观测，-210 m水平中央泵房空气温度平均为26±1 ℃。
②消除了因热害导致的水泵停机现象，水泵可根据用电高峰时间段采取填谷避峰措施，年可节省电量消耗117.53万kW·h，节约电费79.92万元。
③改善了泵房的工作环境，减少了避免了热害对泵房值守人员身体的伤害。
④水泵运行环境大为改善，减缓了高温导致的设备老化现象。
4 结 语
山东鑫国煤电有限责任公司-210 m水平中央泵房长期以来深受热害困扰，给泵房设备运行和值守人员的身心健康带来极大危害，通过对泵房热害成因深入分析，采取对-210 m北翼回风暗斜井失修段进行扩修，拆除-210 m水平人车下候车室通道、-210 m水平中央泵房安全通道中调节风门，降低-210 m水平进风段阻力，增加通风压能等针对性措施，消除了泵房热害影响，为水泵安全高效运行和泵房值守人员的身体健康提供了有效保障。
参考文献：
[1] 国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社，2011.
[2] 国家安全生产监督管理总局.煤矿通风能力核定标准[M].北京：煤炭工业出版社，2008.