摘 要：根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》“每5年至少進行1次風機性能測定”的規(guī)定，系統(tǒng)介紹礦井主要通風機的性能測定過程及方法，并以新窯煤礦的風機測定為例，根據(jù)風機安裝現(xiàn)有條件，在不停產(chǎn)的條件下，使用精密氣壓計等設備，采用了靜壓差法、動壓差法對1#主通風機進行性能鑒定。根據(jù)現(xiàn)場測試出的數(shù)據(jù)，繪制出新窯煤礦1#風機的輸出功率、風壓、效率與風量關系特性曲線。通過測定結果和數(shù)據(jù)分析，表明1#主通風機性能良好，并能滿足井下用風要求。

關鍵詞：主要通風機；性能測定；性能曲線；工況調節(jié)

0引言

《煤礦安全規(guī)程》2016版第一百五十八條規(guī)定“新安裝的主要通風機投產(chǎn)前，必須進行通風機性能的測定和試運轉工作，以后每5年至少進行一次性能測定”，新窯煤礦采用中央分列抽出式的通風方式，主斜井和副斜井進風，回風斜井回風，主要通風機安設在回風斜井出口廣場處。礦井主要通風機為BD-Ⅱ-6-No16型軸流式對旋通風機；風機銘牌風量80～35m3/s，靜壓600～2500Pa；風機運行采用變頻調速控制方式?，F(xiàn)礦井運行1#主要通風機，葉片角度為0，輸入頻率為48Hz。

本次主要通風機性能測定工作于2016年5月16日進行，測定了1#風機在葉片安裝角度為0（中間），輸入頻率為50Hz時的特性曲線。

1主要通風機性能參數(shù)測定

1.1測試內容

因在測定過程中發(fā)現(xiàn)1#、2#風機輪轂上均沒有葉片角度的調節(jié)刻度，而無法調節(jié)葉片角度，因此不能進行最大葉片角度的風機性能測定工作。因此，本次風機性能測定工作僅測定了1#風機當前（中間）葉片角度在工頻時的特性曲線。主要通風機性能參數(shù)測試內容如下：

⑴葉片角度：0（中間）；

⑵輸入頻率：50Hz；

⑶風機風量；

⑷風機相對靜壓；

⑸電動機輸入功率；

⑹地面及風機通過風流大氣物理參數(shù)：大氣壓力、濕度、溫度。

2.2測試過程

2.2.1測點布置

根據(jù)礦井主要通風機系統(tǒng)的實際安裝布置情況，風機性能參數(shù)測試的布置方式如圖1所示。工況增阻調節(jié)設在風機閘門A-A處，風機風量測試設在C-C斷面處，風機相對靜壓測定在B-B斷面處進行。

根據(jù)礦井主要通風機系統(tǒng)的安裝布置情況，由于風機閘門與相對靜壓測量處的距離較近（約0.5m），根據(jù)以往的測試經(jīng)驗，如采用風機閘門增阻，會使相對靜壓測量很不穩(wěn)定，波動大，讀數(shù)非常困難。因此，風機工況增阻位置設在引風道處（圖1中A-A斷面），采用加貼木板的方法進行增阻。

2.2.3工況調節(jié)

原擬定風機每條特性曲線的性能測定均設置7個工況點以上，但實際測試時，在引風道內采用加貼木板到第6工況點即無法再增阻，據(jù)分析風機已位于駝峰區(qū)處運行，因此本次風機性能測定僅設置了6個工況點。

2.2.4測定設備、儀器

主要通風機性能參數(shù)測定使用的設備、儀器見表1。

2.3測試參數(shù)

2.3.1風量測定

主要通風機風量采用畢托管方法進行測量，即先用畢托管測量測點斷面處的動壓，然后計算出測點斷面的平均風流速度，最后求算出風量。

根據(jù)礦井主要通風機裝置的安裝情況和測試要求，測風斷面選擇在風機出風口（C-C斷面）處。風機測風處為環(huán)形斷面，凈斷面積為2.98m2。風機測風斷面處各測點的風流動壓值使用風量風壓測量儀（精度±1Pa）測量，每支畢托管在每個工況點時均讀取平均、最大、最小三個數(shù)值。

2.3.2相對靜壓測定

主要通風機各工況點的相對靜壓值采用“U”型壓差計進行測定，測壓點布置在風機入風口（B-B斷面）處。風機每個工況點的相對靜壓在風流穩(wěn)定后測量，每次讀取3個讀數(shù)，每個讀數(shù)間隔時間約為3min，然后取三個讀數(shù)的算術平均值作為該工況點的相對靜壓值。

2.3.3電機輸入功率和轉速測定

主要通風機電機輸入功率采用HSDZC型電能綜合測試儀進行測定。該儀器可直接讀取電機輸入電流、電壓、功率因素、輸入功率等參數(shù)。

電機輸入功率應在工況調節(jié)完成且風流穩(wěn)定后進行測量，每個工況讀取3個讀數(shù)，間隔時間不小于3min，取三個讀數(shù)的平均值作為該工況點的輸入功率。

2.3.4風流大氣參數(shù)測定

采用干濕溫度計分別測定每個工況點時的地面大氣和風機風流的干溫度和濕溫度。風機風流干、濕溫度測量設在主要通風機擴散器口內，測定時，每個工況點間隔測量三個數(shù)，取平均值。

3測試數(shù)據(jù)整理

備注：（1）測風處斷面積S風=2.98m2；（2）測壓處斷面積S壓=2.54m2；（3）測定時平均空氣密度=1.030kg/m3。

根據(jù)表2、表3中計算所得數(shù)據(jù)，繪制出1#主通風機輸出效率-風量、功率-風量、風壓-風量特性曲線，如圖2、3、4所示。

4測定結果分析

根據(jù)新窯煤礦主要通風機性能鑒定情況、計算結果及性能曲線得出：

⑴從實測數(shù)據(jù)及所繪制的特性曲線可看出，主要通風機性能參數(shù)鑒定方法符合要求，工況調節(jié)方案設計合理，風量及風壓測定斷面布置合理，測點分布均勻，曲線平滑，每個工況點測試數(shù)據(jù)都在擬合的特性曲線上或稍微偏離，測試結果較準確，實測曲線可供現(xiàn)場管理使用；

⑵在目前運轉情況下，主通風機與井下管網(wǎng)基本匹配，運轉效率較高，達到70%以上。

5結論

⑴通過這次性能測定，測得了通風機系統(tǒng)的實際性能參數(shù)和實際特性曲線，為保證其安全高效運行和風量調節(jié)提供了可靠的理論依據(jù)，不僅有助于熟悉礦井通風管理現(xiàn)狀，科學管理礦井通風；而且還可為今后為今后礦井通風系統(tǒng)的優(yōu)化調整、改造和各項安全技術措施的制定、實施提供可靠的技術依據(jù)。

⑵鑒于該風機出廠和安裝時間過長，無法獲得風機出廠的性能曲線，缺乏與此次測定結果對比的資料，但現(xiàn)場實測表明，風機在當前工況點運行良好，可以滿足目前生產(chǎn)需要。

⑶對主要通風機性能進行準確測量，能夠確保通風機安全、高效工作，可以在一定程度上為提升煤礦的工作效益、安全生產(chǎn)指標等提供堅實的基礎?？梢?，每5年進行一次主要通風機性能測試，掌握主要通風機運行性能是非常有必要的。

參考文獻

[1]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局，國家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦安全規(guī)程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2016.

[2]張國樞.通風安全學[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2007.

[3]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局，AQ1011-2005煤礦在用主要通風機系統(tǒng)安全檢測檢驗規(guī)范[S]北京：煤炭工業(yè)出版社，2005.

[4]程根銀，吳懷俊，金龍哲.晉普山煤礦3#風井主要通風機安全技術參數(shù)測定與分析[J].中國安全科學學報，2002，12（4）：48-54.

[5]葉建中.EXCEL的二次開發(fā)在礦井通風阻力測定計算中的應用[J].當代礦工，2007（4）：46-47.

[6]陶建.煤礦主要通風機性能的測定的方案與步驟[J].科技風，2002，10（14）：79.

[7]高國全.礦井主要通風機性能測定的幾個問題[J].煤炭科學技術，1989（9）：17-20

作者簡介

王立榮（1981.08-），性別：男，民族：漢，籍貫：甘肅省武威市，當前職務：副部長，當前職稱：中級，學歷：本科，研究方向：煤礦在用設備檢驗檢測。

（作者單位：甘肅科安礦山安全技術服務有限公司）