井筒冬季防寒方案優化設計

摘要:本文圍繞國內常見的幾種井筒防寒方法進行比較,提出一種更為經濟、安全、環保、節能的新方案,并進行優化設計。

關鍵詞:方法比較  優化設計  節能  經濟  環保

1 暖風方式

1.1 種類

1)工業鍋爐、高效散熱器擴散供暖法;2)熱風爐、熱風道直吹熱風供暖法;3)電加熱直吹熱風供暖法。

1.2 優缺點及使用范圍(如表1)

2 方案優化與設計

根據比對,選擇電加熱供暖方式更能體現人文、環保、節能、高效的設計理念,適用綠色經濟發展的時代要求。

2.1 井筒冬季成冰原因及后果

根據地質經驗數據顯示,表土50m處尚未完全達到地表恒溫層,北方冬季*低氣溫多在-15°以下,且多雨雪,故存在井架積雪、結冰掛凌;井口結冰積雪;井口下因地面雨、雪水滲漏及井筒壁后滲水結冰掛凌等現象,容易引發井筒墜物傷人、嚴重損壞井筒裝備等重大事故發生,成為威脅礦井安全提升、供電、排水、通信等的重大隱患,需超前制定防范措施。

2.2 施工方案(以徐礦集團夾河煤礦西風井為例)

夾河礦西風井位于銅山縣大彭鎮內,為進風井,井筒直徑5.5m,井深1060m,現與夾河礦貫通,井筒進風量達3000m3／h,Ⅳ改型井架,總高28m,天輪平臺尺寸7.0m×7.0m。

2.2.1 井架封堵

為保證井口干凈整潔,避免井口遭受大風、雨雪的侵擾,有效地防范冬季井口操車設備液壓、潤滑部分機能失效,改善井口作業人員的工作環境,提高井口作業人員的身體機能,預防滑倒摔傷事故的發生,保障電加熱供暖效果,需對井架天輪平臺及井架主體四周進行有效封堵。

封堵方法:天輪平臺主梁的下翼緣間隔1m膛3.5m工16工字鋼,其上鋪設δ6花紋板,井架四周縱向采用［16槽鋼作為底梁,橫向間隔1m采用［16槽鋼作為彩鋼板生根梁,四周采用δ0.5彩鋼板進行圍堵。為延長使用時間,需對封堵用的工字鋼、花紋板、槽鋼等進行一底兩面的有效防腐。

2.2.1 電加熱設備及布置

2.2.1.1 電加熱設備選型

根據熱力學計算,將3000m3／h、-10°C的冷風通過熱風加熱至+3°C左右,需供熱量360萬kcal/h。

從安全、節能、環保角度出發,采用技術性能比較成熟的離心式PTC型電加熱空氣幕(外形尺寸長×寬×高=2.0×0.72×1.9m)作為熱源,其單機容量100KW、風扇電機機7.5kW,有效送風距離10m,供熱量60萬kcal/h。

2.2.1.2 設備布置

根據供熱量計算,共需安裝6臺(如圖所示)。其中2臺安裝在進風通道上口,有利于風源快速加熱,4臺安裝在井口棚內。

對井口棚進、出風通道口采取在保證礦車安全運行的前提下,縮小其尺寸,并加裝雙重棉布簾等措施,盡量減少熱量散失。

為安全、方便的對6臺進行綜合調控,需在井口棚附近安裝一個專用臨時變電房,安裝1臺S11-800 6/0.4kV變壓器;一臺PB23-6改高爆開關作為高壓斷路開關;1臺GGD型低壓固定式開關柜(1600A)作為總板;3臺GGD型低壓固定式開關柜(400A)作為分板,每塊分2路;高壓電源來自工廠臨時變電所內,并安排專人根據氣溫情況有效控制。為安全運行,需在暖風機出風口安裝安全菱形網圍欄,防止熱風傷人。(如圖1)

3 運行效果

經一段時間運行,達到預期效果。氣溫-12°時,當日20.00時-次日8.00時開5臺,井口進風溫度4°左右,井口、井筒無結冰,白天開4臺即可;氣溫-7°以上時,白天3臺,夜晚4臺即可。

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