井筒冬季防寒方案優(yōu)化設(shè)計(jì)

摘要:本文圍繞國(guó)內(nèi)常見的幾種井筒防寒方法進(jìn)行比較,提出一種更為經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保、節(jié)能的新方案,并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞:方法比較  優(yōu)化設(shè)計(jì)  節(jié)能  經(jīng)濟(jì)  環(huán)保

1 暖風(fēng)方式

1.1 種類

1)工業(yè)鍋爐、高效散熱器擴(kuò)散供暖法;2)熱風(fēng)爐、熱風(fēng)道直吹熱風(fēng)供暖法;3)電加熱直吹熱風(fēng)供暖法。

1.2 優(yōu)缺點(diǎn)及使用范圍(如表1)

2 方案優(yōu)化與設(shè)計(jì)

根據(jù)比對(duì),選擇電加熱供暖方式更能體現(xiàn)人文、環(huán)保、節(jié)能、高效的設(shè)計(jì)理念,適用綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展的時(shí)代要求。

2.1 井筒冬季成冰原因及后果

根據(jù)地質(zhì)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,表土50m處尚未完全達(dá)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(jié)冰掛凌;井口結(jié)冰積雪;井口下因地面雨、雪水滲漏及井筒壁后滲水結(jié)冰掛凌等現(xiàn)象,容易引發(fā)井筒墜物傷人、嚴(yán)重?fù)p壞井筒裝備等重大事故發(fā)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(tuán)夾河煤礦西風(fēng)井為例)

夾河礦西風(fēng)井位于銅山縣大彭鎮(zhèn)內(nèi),為進(jìn)風(fēng)井,井筒直徑5.5m,井深1060m,現(xiàn)與夾河礦貫通,井筒進(jìn)風(fēng)量達(dá)3000m3／h,Ⅳ改型井架,總高28m,天輪平臺(tái)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(fēng)、雨雪的侵?jǐn)_,有效地防范冬季井口操車設(shè)備液壓、潤(rùn)滑部分機(jī)能失效,改善井口作業(yè)人員的工作環(huán)境,提高井口作業(yè)人員的身體機(jī)能,預(yù)防滑倒摔傷事故的發(fā)生,保障電加熱供暖效果,需對(duì)井架天輪平臺(tái)及井架主體四周進(jìn)行有效封堵。

封堵方法:天輪平臺(tái)主梁的下翼緣間隔1m膛3.5m工16工字鋼,其上鋪設(shè)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(jìn)行圍堵。為延長(zhǎng)使用時(shí)間,需對(duì)封堵用的工字鋼、花紋板、槽鋼等進(jìn)行一底兩面的有效防腐。

2.2.1 電加熱設(shè)備及布置

2.2.1.1 電加熱設(shè)備選型

根據(jù)熱力學(xué)計(jì)算,將3000m3／h、-10°C的冷風(fēng)通過熱風(fēng)加熱至+3°C左右,需供熱量360萬(wàn)kcal/h。

從安全、節(jié)能、環(huán)保角度出發(fā),采用技術(shù)性能比較成熟的離心式PTC型電加熱空氣幕(外形尺寸長(zhǎng)×寬×高=2.0×0.72×1.9m)作為熱源,其單機(jī)容量100KW、風(fēng)扇電機(jī)機(jī)7.5kW,有效送風(fēng)距離10m,供熱量60萬(wàn)kcal/h。

2.2.1.2 設(shè)備布置

根據(jù)供熱量計(jì)算,共需安裝6臺(tái)(如圖所示)。其中2臺(tái)安裝在進(jìn)風(fēng)通道上口,有利于風(fēng)源快速加熱,4臺(tái)安裝在井口棚內(nèi)。

對(duì)井口棚進(jìn)、出風(fēng)通道口采取在保證礦車安全運(yùn)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(duì)6臺(tái)進(jìn)行綜合調(diào)控,需在井口棚附近安裝一個(gè)專用臨時(shí)變電房,安裝1臺(tái)S11-800 6/0.4kV變壓器;一臺(tái)PB23-6改高爆開關(guān)作為高壓斷路開關(guān);1臺(tái)GGD型低壓固定式開關(guān)柜(1600A)作為總板;3臺(tái)GGD型低壓固定式開關(guān)柜(400A)作為分板,每塊分2路;高壓電源來(lái)自工廠臨時(shí)變電所內(nèi),并安排專人根據(jù)氣溫情況有效控制。為安全運(yùn)行,需在暖風(fēng)機(jī)出風(fēng)口安裝安全菱形網(wǎng)圍欄,防止熱風(fēng)傷人。(如圖1)

3 運(yùn)行效果

經(jīng)一段時(shí)間運(yùn)行,達(dá)到預(yù)期效果。氣溫-12°時(shí),當(dāng)日20.00時(shí)-次日8.00時(shí)開5臺(tái),井口進(jìn)風(fēng)溫度4°左右,井口、井筒無(wú)結(jié)冰,白天開4臺(tái)即可;氣溫-7°以上時(shí),白天3臺(tái),夜晚4臺(tái)即可。

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