礦用井口暖風(fēng)機(jī)組是煤礦井口冬季防凍保溫的關(guān)鍵設(shè)備，主要用于維持井口區(qū)域溫度在 0℃以上，防止井筒結(jié)冰、設(shè)備凍裂及人員凍傷，保障礦井安全生產(chǎn)。以下從設(shè)備功能、結(jié)構(gòu)原理、選型要點(diǎn)、安裝維護(hù)等方面進(jìn)行詳細(xì)介紹：
- 防凍保溫：通過加熱空氣形成熱風(fēng)循環(huán)，將井口溫度維持在 5-10℃，防止井筒、提升設(shè)備、管道等結(jié)冰。
- 安全防爆：滿足煤礦井下防爆標(biāo)準(zhǔn)（如 Ex d IMB 等級），電機(jī)、加熱元件等均為防爆型，避免電火花引發(fā)瓦斯爆炸。
- 智能控溫：配備溫度傳感器和 PLC 控制系統(tǒng)，根據(jù)井口溫度自動啟停或調(diào)節(jié)加熱功率，節(jié)能高效。
- 抗粉塵潮濕：外殼采用不銹鋼或防腐涂層，內(nèi)部元件做防潮處理，適應(yīng)礦井高粉塵、潮濕環(huán)境。
- 大風(fēng)量低噪音：風(fēng)機(jī)風(fēng)量通常為 5000-20000m3/h，搭配消音裝置，滿足井下噪音控制標(biāo)準(zhǔn)（≤85dB）。
| 部件 |
功能說明 |
|---|
| 防爆風(fēng)機(jī) |
采用軸流或離心式風(fēng)機(jī)，防爆電機(jī)驅(qū)動，提供充足風(fēng)量，風(fēng)壓一般為 500-1500Pa。 |
| 加熱系統(tǒng) |
- 電加熱型：防爆電熱管（功率 50-300kW），加熱速度快，適合無蒸汽源場景；
- 蒸汽 / 熱水型：換熱器 + 蒸汽管道，利用礦井余熱，運(yùn)行成本低。 |
| 控制系統(tǒng) |
防爆控制柜包含溫控儀、變頻器、繼電器，支持遠(yuǎn)程監(jiān)控和本地手動調(diào)節(jié)。 |
| 送風(fēng)管道 |
鍍鋅鋼板或不銹鋼風(fēng)管，搭配風(fēng)閥調(diào)節(jié)風(fēng)向，確保井口區(qū)域熱風(fēng)均勻覆蓋。 |
| 安全裝置 |
超溫保護(hù)開關(guān)、風(fēng)壓傳感器、防爆溫度探頭，防止設(shè)備過載或異常升溫。 |
- 風(fēng)機(jī)吸入井口冷空氣，經(jīng)加熱系統(tǒng)（電加熱或換熱器）升溫；
- 熱風(fēng)通過管道輸送至井口平臺、井筒入口及附近設(shè)備表面；
- 溫控系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測環(huán)境溫度，當(dāng)溫度低于設(shè)定值（如 5℃）時自動啟動加熱，高于上限（如 15℃）時暫停加熱，實(shí)現(xiàn)恒溫控制。
- 井口尺寸與風(fēng)量：
按井口直徑 / 寬度計(jì)算，風(fēng)量 = 井口截面積 × 風(fēng)速（建議風(fēng)速 2-3m/s）。例如：直徑 6m 的井口，截面積≈28.3㎡，風(fēng)量 = 28.3×2×3600≈203,760m3/h，需配置 2-3 臺 10 萬 m3/h 風(fēng)機(jī)組。
- 加熱功率計(jì)算：
功率（kW）= 風(fēng)量（m3/h）× 空氣密度（1.2kg/m3）× 溫升（℃）× 1.2（安全系數(shù)）/ 3600。
例：風(fēng)量 10 萬 m3/h，溫升 20℃，功率 = 100000×1.2×20×1.2/3600≈80kW（電加熱型）。
- 防爆等級：必須符合 GB3836 系列標(biāo)準(zhǔn)，取得煤礦安全標(biāo)志（MA 證），防爆標(biāo)志如 “Ex d IMB”。
| 類型 |
優(yōu)點(diǎn) |
缺點(diǎn) |
適用場景 |
|---|
| 電加熱型 |
安裝便捷，控溫精準(zhǔn)，無需額外熱源 |
運(yùn)行電費(fèi)高，需專用防爆電纜 |
小型井口、無蒸汽源礦井 |
| 蒸汽型 |
利用礦井廢蒸汽，節(jié)能成本低 |
需鋪設(shè)蒸汽管道，初期投資高 |
大型礦井、有蒸汽余熱場景 |
| 熱水型 |
利用地?zé)峄蝈仩t熱水，安全穩(wěn)定 |
加熱速度較慢，需水循環(huán)系統(tǒng) |
冬季嚴(yán)寒地區(qū)、長期供熱場景 |
- 位置布局：暖風(fēng)機(jī)組應(yīng)安裝在井口上風(fēng)側(cè)，遠(yuǎn)離提升設(shè)備和運(yùn)輸通道，避免影響作業(yè)；風(fēng)機(jī)出口與井口距離控制在 3-5m，確保熱風(fēng)覆蓋均勻。
- 基礎(chǔ)固定：機(jī)組底座需澆筑混凝土基礎(chǔ)（厚度≥200mm），地腳螺栓緊固，防止振動移位。
- 管道保溫：送風(fēng)管道外包 50-80mm 厚巖棉保溫層，外層包裹鋁皮，減少熱量損失。
- 電纜需穿鍍鋅防爆鋼管，接口處使用防爆格蘭頭密封，接地電阻≤4Ω。
- 控制柜應(yīng)安裝在井口附近非防爆區(qū)域（若安裝在防爆區(qū)，需選用 Ex d 型防爆柜），與熱源保持 1m 以上距離。
- 空載試運(yùn)行：啟動風(fēng)機(jī)，檢查轉(zhuǎn)向是否正確，振動值≤2.5mm/s（軸流風(fēng)機(jī)）或≤4.5mm/s（離心風(fēng)機(jī)）。
- 加熱測試：開啟加熱元件，觀察溫度上升速率（電加熱型每分鐘升溫≥1℃），超溫保護(hù)功能應(yīng)在設(shè)定值 + 5℃時自動切斷電源。
- 溫控聯(lián)動：模擬低溫環(huán)境（如手動調(diào)低溫度設(shè)定值），機(jī)組應(yīng)在 10 秒內(nèi)啟動加熱；高溫時（如超過 15℃），加熱元件應(yīng)自動停止。
- 每日檢查：
- 觀察風(fēng)機(jī)運(yùn)行噪音，異常異響可能是葉輪積塵或軸承磨損，需清理葉輪（用壓縮空氣吹掃）或添加潤滑脂（每季度 1 次）。
- 檢查溫控儀顯示是否正常，溫度傳感器探頭需每月用酒精擦拭，避免粉塵覆蓋影響精度。
- 月度保養(yǎng)：
- 清洗風(fēng)機(jī)入口過濾器（金屬網(wǎng)或無紡布濾芯），堵塞時風(fēng)量下降超 10% 需更換濾芯。
- 測量電加熱管絕緣電阻（≥1MΩ），若低于 0.5MΩ 需更換加熱管；蒸汽型需檢查換熱器管道是否漏水，疏水閥是否堵塞。
- 年度大修：
- 更換風(fēng)機(jī)軸承（壽命通常 2-3 年），測試防爆電機(jī)絕緣等級（F 級以上）。
- 校準(zhǔn)溫控系統(tǒng)，用標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)對比傳感器誤差（允許 ±1℃），老化傳感器需整體更換。
| 故障現(xiàn)象 |
可能原因 |
解決措施 |
|---|
| 不加熱 |
1. 加熱元件燒毀；
2. 溫控器故障；
3. 斷路器跳閘 |
1. 用萬用表檢測加熱管電阻，更換損壞元件；
2. 更換溫控器或修復(fù)電路板；
3. 檢查線路短路，重新合閘。 |
| 風(fēng)量不足 |
1. 風(fēng)機(jī)皮帶打滑；
2. 葉輪積塵嚴(yán)重；
3. 管道漏風(fēng) |
1. 調(diào)整皮帶張緊度或更換皮帶；
2. 拆卸葉輪清理粉塵；
3. 密封管道法蘭接口（更換密封墊）。 |
| 溫度失控 |
1. 溫度傳感器故障；
2. 變頻器參數(shù)異常 |
1. 用標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)對比，更換傳感器；
2. 重新設(shè)定溫度上下限參數(shù)（如 5-15℃）。 |
| 異常振動 |
1. 葉輪動平衡失效；
2. 底座螺栓松動 |
1. 對葉輪做動平衡校正（偏差≤5g）；
2. 緊固地腳螺栓，加裝防振墊。 |
- 嚴(yán)禁在機(jī)組運(yùn)行時拆卸防爆部件，檢修前必須切斷電源并懸掛 “禁止合閘” 警示牌。
- 電加熱型機(jī)組需配置獨(dú)立漏電保護(hù)器（動作電流≤30mA），蒸汽型需定期校驗(yàn)壓力表（每半年 1 次）和安全閥（每年 1 次）。
- 冬季停機(jī)超過 24 小時，需排凈蒸汽 / 熱水型換熱器內(nèi)的積水，防止凍裂管道。
- 加裝風(fēng)壓傳感器，根據(jù)井口風(fēng)速自動調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速（變頻控制），可降低能耗 15%-20%。
- 電加熱型機(jī)組可接入礦井余熱回收系統(tǒng)，利用空壓機(jī)、變壓器等設(shè)備的散熱輔助加熱，減少電耗。
- 在井口外側(cè)加裝保溫卷簾，夜間或非作業(yè)時關(guān)閉，減少熱量散失，可使暖風(fēng)機(jī)組運(yùn)行時間縮短 30%。
某煤礦主井口直徑 5m，冬季最低氣溫 - 15℃，需維持井口溫度≥5℃：
- 井口截面積 =π×(5/2)2≈19.6㎡，建議風(fēng)速 2.5m/s，風(fēng)量 = 19.6×2.5×3600≈176,400m3/h，配置 2 臺 9 萬 m3/h 暖風(fēng)機(jī)組。
- 溫升 = 5-(-15)=20℃，單臺加熱功率 = 90000×1.2×20×1.2/3600≈72kW，選擇 2 臺 80kW 電加熱型機(jī)組（預(yù)留 10% 功率冗余）。
- 防爆等級要求 Ex d IMB，配套 DN200 送風(fēng)管道（長度 10m），管道保溫層厚度 60mm。
通過科學(xué)選型、規(guī)范安裝與定期維護(hù)，礦用井口暖風(fēng)機(jī)組可有效保障礦井冬季安全生產(chǎn)，同時降低能耗與運(yùn)維成本。實(shí)際應(yīng)用中需結(jié)合礦井具體工況（如瓦斯?jié)舛取嵩礂l件）調(diào)整設(shè)備配置，并嚴(yán)格遵守煤礦安全規(guī)程。
