1、莱钢科技 2012年l2月 预热空气解决井筒结冰问题的应用研究 王海涛，张建 (鲁南矿业有限公司) 摘要：我国北方地区冬季气温较低，当进风井巷中井壁渗水或有滴水时，会产生冰冻现象，给 运输、提升机械设备的正常运行带来困难，威胁安全生产。此外大量冷空气进入井下，恶化气 候条件，影响工人身体健康。因此必须对冷空气预热，使进风温度不低于2 oC，以保证安全生 产。介绍了鲁南矿业有限公司增设热风炉预热空气解决矿井井筒结冰的措施。 关键词：矿井井筒淋水结冰热风炉预热 0前言 鲁南矿业有限公司地下开采通风系统为中央对 角式通风，有南翼副井与北翼风井两个进风井，回风 井位于两个进风井中间位置，冬季自然风压增
2、大，两 个进风井风速也随之增大，最高可达10 ms，冬季 两个进风井都结冰，北风井随着结冰时间的延长，井 筒口径不断缩小，影响井筒进风量；副井有罐笼提 升，冬季井筒每隔2天就进行人工除冰，严重的时候 天天除冰，除下的冰块下落时撞击马头门挡板，造成 挡板破坏，威胁井下人员进出时的安全，除冰过程会 影响罐笼提升，耽误生产运行，并且井筒内设有高压 电缆，结冰对电缆也会造成不同程度的影响，解决结 冰问题迫在眉睫。 1 井筒结冰原因分析 矿井井筒结冰必须同时具备两个条件：水源和 温度低于0以下的冷空气。鲁南矿业公司地处沂 河附近，地层内含水量丰富，矿井井筒穿过地下含水 层，再加上井筒处裂隙较发育，裂隙水
3、不断的渗出， 导致井筒内淋水较严重。鲁南矿业有限公司位于山 东沂水与山东沂源搭界处，属典型的北方气候，冬季 地面温度最低可达零下lO，一般情况下冬季井筒 内的温度都在0以下，这两个因素同时存在导致 井筒结冰。 2解决方案的选择 作者简介：王海涛(1985一)，男，2009年毕业于山东理工大学矿物资 源工程专业。助理工程师，从事工程图纸设计与生产计划编排工作。 针对井筒结冰的两个要素有两个可行方案：解 决井筒内的淋水问题和提高进入井筒风流的温度。 井筒内的淋水可以借助注浆进行治水，2007年 中旬就对井筒进行注浆，但因为井筒内的裂隙太多， 想把淋水彻底解决是不可能的，所以只能从提高进 入井筒内的
4、风流方面着手，对进入井筒的风流进行 预热，井筒预热有锅炉预热和地温预热两种，地温预 热需要预热巷道，现场不具备施工条件，所以只能依 靠安装锅炉进行锅炉预热。故引进了热风炉，对进 风井风流进行加热。 3热风炉预热空气 31工作原理 热风炉安装在井口附近，由专门的热风输送管 道通直井筒内，在热风炉机室，冷空气由鼓风机送入 换热交换器，经过炉体加热后转变为热空气温度，热 风炉出口热风80120 oC，然后热空气通过热风管 道输送至井筒内，与井口的冷空气混合，混合后的空 气温度不低于2，解决了井筒内结冰的问题。 鼓 风 帆 圈1热风炉工作布置 32热风炉的选择 加热器所需的热量是选择加热装置的重要参
5、23 王海涛。等：预热空气解决井简结冰问题的应用研究 第6期(总第162期) 数。目前生产为60万t年，冬季井下总进风量在 100 m。s左右，两个井筒进风量各为50 m s，外部 冷空气温度在一8左右。混合后的温度控制在3 4。根据数据利用以下公式进行计算。 321热风量的计算 Gh：G日(totc)(thtc)，kgs 式中Gh需要加热的热风量，ks=； G 井巷总进风量，ks=，GB=Q p，其中Q 是井巷总进风量的体积流量，m。s；P是空气的密 度，ksm th热空气温度，oC； tc外部冷空气温度，oC； to冷热空气混合后的气温，oC； 根据冬季的进风量计算得出需要加热的热风量 为
6、657 kgs 322加热器所需供给热量的计算 q口=G日cp( 一tc)，kW 式中q 加热器所需提供的热量，kW； cp空气的定压比热，kJkg，oC； 取热空气的温度为100，空气的定压比热为 0242 kJkg，oC，计算加热器所需要供给的热量为 1 685772 kW，也就是4 6827 MJh。 323热风炉型号的选择 根据计算出得所需供给的热量为46827MJh 进行选择加热器，表1是吉林省白山泵业机械有限 责任公司生产的两种加热器的型号及参数。 表1 符合条件的加热器型号 两种型号都符合目前生产的需求，但是随着生 产的延续，等达产到100万ty时所需的风量会相 应的提高，冬季需
7、要加热的风量也会提高，考虑到以 后的生产需求，选择一个加热量大的加热器，最终选 择LRG75型两台，安装于两个风井的井口，由专人 看管。 热风炉只在冬季使用3040天，年耗煤量38 t。该设备为高效节能产品，该设备炉体采用沉降室 结构，烟气再循环燃烧，最后烟气经过多管旋风除尘 器，20 m高烟筒排放，达到大气污染物综合排放标 准(GB162971996)中二级排放标准。 33热风炉附属结构型号参数 整个热风炉系统为高效节能系统，主要包括引 风系统、送风系统、加热装置、热交换器、除尘系统 等。包含的主要附属结构的型号参数见表2。 表2主要辅助设备的技术参数 设备名称 型号 (m流3,h量- )
8、全P压a 电机型号电机k功W率 24 4防止井筒结冰的其他辅助措施 41 降低井筒内进风风速 风速降低后热风炉产生的热空气与井筒进入的 冷空气混合效果会更好，更有利于混合后风温的提 高。 411增设风门 在主要的进风巷道内设置两道自动风门，风门 上留设风窗，结冰季节关闭风门利用风窗调节井下 风流的大小，在满足井下生产需风量的情况下，降低 井筒的进风量，提高进风流的温度。 412主扇安装变频调速 利用变频调速对风机的转速进行调节主扇风 压，降低井筒进风的风速，提高风流混合效果。 42治水 井筒内结冰的另一关键因素就是井筒内淋水， 只要把井筒内的淋水进行注浆治理，减少淋水量也 会大大减轻井筒内的结
9、冰，利用停产检修时间对井 筒进行再次注浆，减少井壁淋水现象。 5 结语 井筒结冰对生产与安全造成很大的威胁，为保 证生产正常运行，必须对井筒结冰进行处理，针对结 冰产生的原因进行整改处理，通过安装了热风炉，热 莱钢科技 2012年12月 风炉预热空气很好的提高了风源温度，杜绝结冰现 象，给生产与安全带来了保障，为井下作业环境提供 了便利。 参考文献 1979 2王英敏主编矿井通风与防尘北京：冶金工业出版社， l993 特邀编辑：郑长立 1王英敏主编矿井通风与防尘北京：冶金工业出版社， Application Research on Preventing Shaft from Icing by
10、Preheating Air Wang Haitao，Zhang Jian (Lunan Mining Industry Com，Ltd) Abstract：The temperature in the nohern area of china is lower in winter，and when there is water seep age or waterdripping on the shaft lining of the intake shaft，the icing phenomenon will be generated， which maybe bring difficulti
11、es for the transportation and the normal operation of hoisting equipments，and threat the safety productionIn addition，a lot of cold air enters underground，it will worsen the climate condition and influence the workers physical healthSo，the cold air must be preheated，and the temper： ature of intake a
12、ir must be kept above 2C to ensure the safety production，the paper introduces the meas ures taken by Lunan Mining Industry Corn，Ltdto prevent the shaft from icing by adding the hot-blast stove to preheat the air Key words：mine shaft；water spraying；icing；hotblast stove；preheating (上接第22页) AppHcaflon
13、of Upward Cut-and-f饥Mining Method in Lunan Mining Industry ComLtd Zhang Jian，Wang Haitao，Wang Yanguo (Lunan Mining IndustCom，Ltd) Abstract：The characteristics of orebody in Shanghe Section of Wangyu area is moderately stable，of lower economic value and under large water body，SO aiming at this specia
14、l condition，the feasibility to adopt the upward cut-and-6U mining method is analyzedBy using the ground control method with”pillar as primary and tailings backfill as secondary”，the deformation and movement of overlying rock mass Call be controlled effectively，and then the influence of surface water
15、 body to the underground mining is con- trolled goodly Key words：upward cutandfill mining method；hydraulic filling；pillar；upcaving mining 莱钢特钢让资源流向效益“高地” 山钢集团莱钢特钢事业部面对严峻的市场形势，按照效益优先原则，发挥电炉、转炉和轧材工序的协同 效应，充分挖掘资源潜能，让资源流向效益“高地”。截至目前，该部累计生产钢、材分别为253万t、1285万 t，其中高专产品比例达到7513，提升了产品的附加值。 今年以来，特钢事业部新产品每月都有45个新产品问世。目前已新开发了52个高专高效新产品，新 产品销量30多万t，吨钢售价比平均售价提高了298元，打造了新的效益增长点。 重点加强了高档齿轮钢、石油化工设备用钢、汽车轴类用钢、铁路矿山机械用钢等高效益产品的开发生 产和市场推广，推动了品种结构调整和产品升级，高专产品销量8439万t，实现增效20939万元，稳步提升 了莱钢特钢产品盈利能力。 (本刊摘编) 25
