井筒冬季防寒方案优化设计

井筒冬季防寒方案优化设计

摘要:本文围绕国内常见的几种井筒防寒方法进行比较,提出一种更为经济、安全、环保、节能的新方案,并进行优化设计。

关键词:方法比较  优化设计  节能  经济  环保

1 暖风方式

1.1 种类

1)工业锅炉、高效散热器扩散供暖法;2)热风炉、热风道直吹热风供暖法;3)电加热直吹热风供暖法。

1.2 优缺点及使用范围(如表1)

2 方案优化与设计

根据比对,选择电加热供暖方式更能体现人文、环保、节能、高效的设计理念,适用绿色经济发展的时代要求。

2.1 井筒冬季成冰原因及后果

根据地质经验数据显示,表土50m处尚未完全达到地表恒温层,北方冬季*低气温多在-15°以下,且多雨雪,故存在井架积雪、结冰挂凌;井口结冰积雪;井口下因地面雨、雪水渗漏及井筒壁后渗水结冰挂凌等现象,容易引发井筒坠物伤人、严重损坏井筒装备等重大事故发生,成为威胁矿井安全提升、供电、排水、通信等的重大隐患,需超前制定防范措施。

2.2 施工方案(以徐矿集团夹河煤矿西风井为例)

夹河矿西风井位于铜山县大彭镇内,为进风井,井筒直径5.5m,井深1060m,现与夹河矿贯通,井筒进风量达3000m3／h,Ⅳ改型井架,总高28m,天轮平台尺寸7.0m×7.0m。

2.2.1 井架封堵

为保证井口干净整洁,避免井口遭受大风、雨雪的侵扰,有效地防范冬季井口操车设备液压、润滑部分机能失效,改善井口作业人员的工作环境,提高井口作业人员的身体机能,预防滑倒摔伤事故的发生,保障电加热供暖效果,需对井架天轮平台及井架主体四周进行有效封堵。

封堵方法:天轮平台主梁的下翼缘间隔1m膛3.5m工16工字钢,其上铺设δ6花纹板,井架四周纵向采用［16槽钢作为底梁,横向间隔1m采用［16槽钢作为彩钢板生根梁,四周采用δ0.5彩钢板进行围堵。为延长使用时间,需对封堵用的工字钢、花纹板、槽钢等进行一底两面的有效防腐。

2.2.1 电加热设备及布置

2.2.1.1 电加热设备选型

根据热力学计算,将3000m3／h、-10°C的冷风通过热风加热至+3°C左右,需供热量360万kcal/h。

从安全、节能、环保角度出发,采用技术性能比较成熟的离心式PTC型电加热空气幕(外形尺寸长×宽×高=2.0×0.72×1.9m)作为热源,其单机容量100KW、风扇电机机7.5kW,有效送风距离10m,供热量60万kcal/h。

2.2.1.2 设备布置

根据供热量计算,共需安装6台(如图所示)。其中2台安装在进风通道上口,有利于风源快速加热,4台安装在井口棚内。

对井口棚进、出风通道口采取在保证矿车安全运行的前提下,缩小其尺寸,并加装双重棉布帘等措施,尽量减少热量散失。

为安全、方便的对6台进行综合调控,需在井口棚附近安装一个专用临时变电房,安装1台S11-800 6/0.4kV变压器;一台PB23-6改高爆开关作为高压断路开关;1台GGD型低压固定式开关柜(1600A)作为总板;3台GGD型低压固定式开关柜(400A)作为分板,每块分2路;高压电源来自工厂临时变电所内,并安排专人根据气温情况有效控制。为安全运行,需在暖风机出风口安装安全菱形网围栏,防止热风伤人。(如图1)

3 运行效果

经一段时间运行,达到预期效果。气温-12°时,当日20.00时-次日8.00时开5台,井口进风温度4°左右,井口、井筒无结冰,白天开4台即可;气温-7°以上时,白天3台,夜晚4台即可。

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