王 鵬

（陽泉煤業(yè)集團(tuán)五礦， 山西 陽泉 045200）

引言

空氣壓縮機(jī)在礦井生產(chǎn)設(shè)備中，作為固定設(shè)備，它的主要作用是提供壓力風(fēng)源，使井下相關(guān)用風(fēng)設(shè)備和地面選煤廠風(fēng)動(dòng)工具可以正常使用、穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)當(dāng)井下發(fā)生爆炸以及傷亡事故時(shí)，可以給井下巷道進(jìn)行供風(fēng)，以保證救援工作的順利進(jìn)行。但在現(xiàn)場應(yīng)用中空壓機(jī)的具體效果如何還必須結(jié)合礦井的實(shí)際情況來看，因此以MLGF型礦用螺桿式移動(dòng)空壓機(jī)為例，將其應(yīng)用于某礦中，并進(jìn)行技術(shù)改造和優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1 礦井概況

該礦屬于大型礦井，年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力達(dá)到了240萬t，隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展以及開采工藝的提高改進(jìn)，其年生產(chǎn)能力逐漸提高至380萬t，而隨著生產(chǎn)能力的大幅度提高，礦井的采掘接替形勢越來越緊張，尤其對(duì)于該礦來說，其地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，礦井兩翼的開拓延伸深度都已超過了6000 m，在這種情況下，雖然地面已經(jīng)安裝有3臺(tái)L-40/8型空壓機(jī)，在井下還設(shè)置有2個(gè)空壓機(jī)房，并各配備有3臺(tái)BZL3.5-20/7型空壓機(jī)，但由于井下供風(fēng)線路太長，管路損失較大，因此壓風(fēng)系統(tǒng)越來越影響井下正常生產(chǎn)工作的進(jìn)行。

2 礦用螺桿式移動(dòng)空壓機(jī)工作原理

螺桿式空壓機(jī)的壓縮空氣部分包括一對(duì)陰陽螺桿型轉(zhuǎn)子，在進(jìn)行空氣壓縮的過程中，首先陽轉(zhuǎn)子進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，由于陽轉(zhuǎn)子與電動(dòng)機(jī)連接，繼而帶動(dòng)陰轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)陰陽轉(zhuǎn)子同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子上的齒慢慢嚙合，從而轉(zhuǎn)子凹槽與氣缸內(nèi)壁所形成的工作容積慢慢減少，此時(shí)氣體的壓力逐漸升高，空氣壓縮完成，潤滑油也同時(shí)噴入該工作容積內(nèi)。隨著陽轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)排氣口時(shí)，工作容積的空間最小，此時(shí)壓縮空氣以及潤滑油被同時(shí)排出，并進(jìn)入油分離器，將潤滑油和氣體分離，空氣經(jīng)過冷卻器后進(jìn)入壓縮管網(wǎng)中，而潤滑油則重新進(jìn)入油循環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)二次利用。

3 礦用螺桿式移動(dòng)空壓機(jī)系統(tǒng)特點(diǎn)及功能

MLGF型礦用螺桿式移動(dòng)空壓機(jī)在制造時(shí)擁有卓越的主機(jī)設(shè)計(jì)，其主機(jī)牢固可靠，可承受的載荷比較大，且滾錐軸承是以線接觸的方式來承受壓力的，因此極大地提高了主機(jī)的使用壽命，同時(shí)還在主機(jī)上設(shè)置有軸承油槽，在空壓機(jī)停止運(yùn)作時(shí)可以用來儲(chǔ)存冷卻劑，這樣當(dāng)空壓機(jī)重新啟動(dòng)時(shí)，可以及時(shí)對(duì)軸承進(jìn)行潤滑，避免軸承的磨損程度增加，從一定程度上來說也延長了軸承的使用時(shí)間，減少了工人的維修量；其次該空壓機(jī)所使用的空氣濾清器以及冷卻劑都不同于以往的空壓機(jī)，其中所使用的空氣濾清器處理能力極強(qiáng)，可以適應(yīng)井下惡劣的粉塵環(huán)境，過濾精度高，冷卻劑則采用專用的SSR超級(jí)冷卻劑，具有優(yōu)良的潤滑性能，密封性高，生物分解效果極好，使用時(shí)間長；此外該空壓機(jī)在進(jìn)行維修保養(yǎng)工作時(shí)，拆卸方便，易于工作人員對(duì)其進(jìn)行相關(guān)操作，同時(shí)采用了一體化的機(jī)組設(shè)計(jì)，將整機(jī)與附屬設(shè)備等連接在一起，不僅便于安裝，還便于控制，使其成為一體的完整空壓機(jī)箱式機(jī)組。

4 礦用螺桿式移動(dòng)空壓機(jī)的存在問題及優(yōu)化改進(jìn)

4.1 存在的問題

1）空氣濾清器發(fā)生堵塞故障，未及時(shí)更換濾芯，從而導(dǎo)致濾清器處理能力達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，且隨著運(yùn)轉(zhuǎn)的不斷進(jìn)行，空壓機(jī)的排氣量就會(huì)減少，從而導(dǎo)致壓力下降，影響供風(fēng)的正常進(jìn)行，同時(shí)該故障還會(huì)導(dǎo)致電能、材料等消耗比較嚴(yán)重。

2）原有的設(shè)備在不工作的情況下，積聚在后冷卻器中的熱油會(huì)重新回到油分離器中，影響油分離器的使用壽命，使油分離器的更換和維修頻繁。同時(shí)原有的氣路連接管線非常長，其保護(hù)裝置由于距離的限制經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)信號(hào)失真以及動(dòng)作不及時(shí)的情況，導(dǎo)致保護(hù)裝置不能發(fā)揮其應(yīng)用的作用。

3）由于從濾油器到主機(jī)的回油管用的是鋼絲軟管，且濾油器的出油口和主機(jī)的回油口不在同一高度上，并受到鋼絲軟管長度、主機(jī)位置以及連接管線的影響，從而導(dǎo)致主機(jī)停止工作時(shí)鋼絲軟管會(huì)與主機(jī)底部發(fā)生接觸，因此一旦主機(jī)開始重新運(yùn)轉(zhuǎn)，則由于主機(jī)振動(dòng)和油液流動(dòng)，鋼絲軟管就會(huì)與底盤發(fā)生摩擦，由于這種摩擦檢修人員不易發(fā)現(xiàn)，因此鋼絲軟管就會(huì)出現(xiàn)破損，導(dǎo)致油液噴出，故障發(fā)生。

4）螺桿式移動(dòng)空壓機(jī)所產(chǎn)生的壓風(fēng)溫度比較高，而巷道溫度比較低，因此隨著供風(fēng)線路的延長，壓風(fēng)逐漸發(fā)生冷凝，從而產(chǎn)生一定量的冷凝水，這部分水進(jìn)入壓風(fēng)設(shè)備后會(huì)影響設(shè)備的正常工作，使設(shè)備發(fā)生故障。

4.2 優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)

1）為了保證空氣濾清器不會(huì)發(fā)生堵塞故障，在原來的空氣濾芯的基礎(chǔ)上又增設(shè)了一級(jí)空氣過濾系統(tǒng)，利用工業(yè)無紡布，將其制成口袋形狀，并安裝在濾芯的外面，作為對(duì)空氣的第一次過濾，每月定期進(jìn)行清理，在巷道的清潔風(fēng)流中將粉塵抖落，若粉塵較為嚴(yán)重，則可以利用清水進(jìn)行處理，該方式簡單易行，制造成本較低，且清理方便；此外為了及時(shí)對(duì)濾芯進(jìn)行更換，在空氣濾清器上設(shè)置真空指示器，根據(jù)真空指示器內(nèi)的色素顏色來判斷濾芯的狀態(tài)，當(dāng)顏色變紅時(shí)，說明濾芯應(yīng)該更換，這樣可以避免濾芯更換不及時(shí)而導(dǎo)致的油質(zhì)偏低的問題。

2）為了延長油分離器的使用壽命，減少其維修和更換的成本，在油分離器與后冷卻系統(tǒng)的主回油管路上增設(shè)了一個(gè)斷油逆止閥，該閥可以確?？諌簷C(jī)在不工作的狀態(tài)下其油液不會(huì)重新積聚到油分離器內(nèi)，保證了油分離器的安全可靠，提高了使用年限；同時(shí)為了避免保護(hù)裝置失效，將氣量調(diào)節(jié)閥組進(jìn)行集中設(shè)置，全部安裝到主機(jī)側(cè)面的頂部，該位置與主機(jī)的距離最短，此時(shí)控制信號(hào)的傳輸距離小，在傳輸過程中不會(huì)發(fā)生失真以及動(dòng)作緩慢的問題，從而使保護(hù)裝置的動(dòng)作更加安全。

3）為了解決主回油管路摩擦噴油的問題，將原來的軟連接方式改為硬連接，即將鋼絲軟管換成無縫鋼管，需要注意在使用前對(duì)鋼管進(jìn)行清洗，清洗液用的是鹽酸，以避免鋼管內(nèi)壁的鐵屑和銹蝕等物質(zhì)進(jìn)入潤滑油內(nèi)，影響潤滑油的油質(zhì)，同時(shí)在連接過程中，應(yīng)盡量減少直角彎頭的使用，使連接管路平滑，以減少油液循環(huán)過程中油液的浪費(fèi)和對(duì)循環(huán)的影響。

4）由于冷凝水進(jìn)入壓風(fēng)設(shè)備后不僅會(huì)對(duì)設(shè)備本身造成影響，且空壓機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，冷凝水還會(huì)發(fā)生倒流，從而給壓風(fēng)機(jī)帶來損壞，因此應(yīng)根據(jù)管路尺寸的不同，制作不同大小的冷凝水分離器，并安裝在管路上，在冷凝器內(nèi)部設(shè)置濾網(wǎng)和隔板，濾網(wǎng)用來過濾鐵屑等雜質(zhì)，隔板用來改變冷凝水的方向，使其沿隔板下流，當(dāng)分離器內(nèi)的水足夠多時(shí)，由于自身重力的原因，疏水閥就會(huì)自動(dòng)打開，從而排出分離器內(nèi)的冷凝水，排水結(jié)束后，疏水閥自動(dòng)關(guān)閉，從而不斷進(jìn)行冷凝水的排出循環(huán)，減少冷凝水帶來的影響。

4.3 維修與保養(yǎng)

在經(jīng)過上述優(yōu)化改進(jìn)后，該螺桿式移動(dòng)空壓機(jī)發(fā)生故障的幾率不僅大大減小，而且維修保養(yǎng)工作也基本實(shí)現(xiàn)了零保養(yǎng)、零維修，真正做到了簡單易行，方便操作。同時(shí)需要注意的是在進(jìn)行維修保養(yǎng)工作前，應(yīng)將主電路上所有的開關(guān)都斷開，且掛上警示牌，以防止人員誤開啟；此外該空壓機(jī)經(jīng)常用于粉塵的惡劣環(huán)境中，應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定，及時(shí)對(duì)空氣濾清器進(jìn)行檢修，并從使用的實(shí)際情況出發(fā)及時(shí)更換濾芯，以保證該空壓機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

5 應(yīng)用效果分析

將優(yōu)化改進(jìn)后的礦用螺桿式移動(dòng)空壓機(jī)應(yīng)用于該礦后發(fā)現(xiàn)，該機(jī)組可以很好地解決原來供風(fēng)系統(tǒng)供風(fēng)量不足的問題，實(shí)現(xiàn)對(duì)井下的正常供風(fēng)，且不僅能獨(dú)立進(jìn)行作業(yè)，還可與井上下壓風(fēng)系統(tǒng)共連同時(shí)進(jìn)行工作，在上級(jí)供風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可以獨(dú)立地承擔(dān)供風(fēng)任務(wù)。投入使用該機(jī)組后，不僅緩解了井下采掘接替緊張的局勢，還實(shí)現(xiàn)了月掘進(jìn)量的提高。

6 結(jié)論

礦用螺桿式移動(dòng)空壓機(jī)在經(jīng)過優(yōu)化改進(jìn)后，由于解決了原來使用過程中空氣濾清器堵塞、油液噴出、管路過長、保護(hù)裝置失效、冷凝水回流等問題，提高了空壓機(jī)的使用效率，減少了故障的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)了空壓機(jī)的零保養(yǎng)與零維修，并通過在礦井中的現(xiàn)場實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，該空壓機(jī)的使用效果良好，值得推廣和應(yīng)用。