小康矿    耿忠阁  李本学刘连君

摘  要  在主通风机房风门处安装风门防冻系统，热介质通过主加热单元电热器加热、循环泵加压及暖气水辅助加热器后，进入风门热循环系统对风道进行加热，通过电控系统和视频监控系统进行自动化控制和监管，使主通风机房风道内温度达到0℃以上，消除了主通风风门因结冻产生的安全隐患。

关键字  主通风机  风门  防冻  热循环    

煤矿主通风机担负着向井下输送新鲜空气、排出粉尘和污浊空气的重任，而风门的开启与关闭控制着井下冯亮的大小与方向。矿井抽出式主通风机在冬季抽出井下湿热空气在风门处进行冷热交换产生凝结水，地表水入风道内，产生结冻现象，严重时导致风门无法正常开关。《煤矿安全规程》规定主要通风机房必须按照2套同等能力的通风机，一套使用一套备用，备用通风机要在10min内启动。为预防冬季风道风门解冻，不能正常切换开启，应采取有效的防冻措施。风门的防冻传统方式主要依靠人工检查维护，存在工作量大、作业不安全、防冻不可靠等因素，亟待改进。

1 项目背景

小康煤矿地处康平县，每年1月份为最冷月，日均温度为-7～-18℃，最低气温-28℃，冬季时，由于抽出的井下湿热空气在风门处进行冷热交换，风门前后产生大量凝结水，地表水因风道低于地表面，会顺着风道墙壁裂隙渗入风道内，最后凝结水和地表水汇集在风道内，产生结冻现象，严重时导致风门无法正常开关，存在较大的安全隐患。

     主通风机风门的防冻传统方式主要依靠人工检查维护，存在工作量大、作业不安全、防冻不可靠等因素，风门防冻措施中的拉动风门、撒盐等措施对风门存在误操作、腐蚀风门、积冰增厚造成漏风量等安全和损坏设备的隐患。

根据设备检修记录记载小康主通风机风门在2005年1月风门绞车钢丝绳因风门结冻被拉断，2018年1月主扇风门因结冻拉风门，风门底部拉起500mm高，造成漏风量增大，因此设计并应用一套主通风风门防冻系统是十分有必要的。

2 主通风机风门防冻系统方案设计

主通风机风门防冻系统包括主加热单元、辅助加热单元、风门热循环单元、电气控制单元和视频监视单元。

2.1主加热单元

主加热单位由介质箱、加热器、循环泵、压力监控及调节系统、温度监控系统等组成。

利用废旧稀油站进行改造，油箱作为介质箱，油加热器作为介质加热器，油泵作为循环加压泵，使用指针压力表和电接点压力表对系统压力进行监控，使用稀油站压力调节阀调节循环泵压力，安装电接点温度表，根据温度控制电加热器运行与停止。详见图1。

2.2辅助加热单元

辅助加热单元由热源和换热器组成，在主加热单元出水管上增加辅助加热单元，利用暖气水作为辅助加热单元的热源，空压机水冷却器改为换热器。

从值班室暖气引出进回水进入换热器散热管，冷却液通过换热器箱体与散热管接触带走热量进行辅助加热。同时在主加热单元发生故障无法加热时，可以利用辅助加热器对循环介质进行加热，保证风门热循环系统连续运行。

2.3风门热循环单元

风门热循环单元由热介质、分水器、集水器、管路系统组成。运行方式为在用风机侧关闭循环，备用风机侧开启循环。

热介质：为保证在用风机侧关闭循环后，防止介质产生结冻，使用冰点为-40℃、沸点为106℃的HEC-‖型防冻液作为热介质。

热介质通过加热、循环泵加压及辅助换热器后，进入分液器，将出水分成6路，每3路分别进入在用和备用主通风机风道内，使用混凝土将地热管路埋设在风门前1m范围内，循环完成后通过集液器汇集到总管后回液至介质箱内再次加热、循环。

图1 主通风机风门防冻系统图

1、电动机2、循环加压泵3、压力调节阀4、过滤器5、截止阀

6、疏水器7、分液器8、集液器9、电阻丝加热器

2.4电气控制单元

从主通风机房配电室低压电源柜4-7^#断路器引出380V电源，为整个系统提供动力电源及控制电源。在配电箱内安设空开、接触器、转换开关等设备，用于系统的配电及控制。详见图2。

图2 主通风机风门防冻系统电控系统图

2.5视频监视单元

在主通风机房和风道房内安装视频监视器，通过光纤引至调度室内，通过调度显示器对防冻系统和风门进行监视，保证风门防冻系统正常、连续运转。

3 主通风机风门防冻系统的应用

风门防冻系统应用后，系统加热正常，无发生加热器损坏等问题，双套循环、加热系统保证设备连续运转，风道内温度提高明显，在关闭主通风机风道房门时，风道内温度为13～22℃，开启主通风风道房门时，风道温度为9～15℃。

通过风门防冻系统提升风道内风门处的温度，彻底解决北方冬季主通风机风门处结冰打不开问题，保证备用主通风机风门完好备用，减少了备用主通风机启动时间，消除了备用主通风机启动中的安全隐患，保证矿井通风安全；消除了风门依靠人工检查维护的防冻传统方式，降低劳动强度、作业风险和防冻不可靠的因素，消除了风门和钢丝绳拉坏、拉断的风险，降低了误操作为的风险，提高了设备的安全性。

4 结  论

风门防冻系统应用后，系统加热正常，无发生加热器损坏等问题，双套循环、加热系统及视频监视系统保证设备连续运转，系统应用状况非常好，通过风门防冻系统提升风道内风门处的温度，彻底解决风门处结冰问题，无需人力处理风门结冻，彻底解决北方冬季主通风机风门处结冰打不开问题，保证主通风机备用风门完好备用，为保证矿井正常通风提供坚强的保障，为矿井以风定产提供坚强有力的保障。

第一作者简介：耿忠阁（1985-），男，工程师。2008年毕业于辽宁工程技术大学机械工程及其自动化专业，现任小康煤矿运转队技术员。联系电话：13591090943。