楊 濤

（晉能控股集團(tuán)浙能麻家梁煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 朔州 036005）

0 引言

煤礦通常分為井工煤礦和露天煤礦，而我國的煤礦大部分屬于井工煤礦，煤礦機(jī)電設(shè)備往往處于幾十米幾百米的井下工作，煤礦機(jī)電設(shè)備在使用的過程中發(fā)熱量很大，長期使用會對煤礦機(jī)電設(shè)備造成損壞，因此需要用到降溫裝置對煤礦機(jī)電設(shè)備進(jìn)行降溫，但是現(xiàn)有的降溫裝置的降溫位置較為固定，常常只能對著設(shè)備的某一個部位降溫，容易造成設(shè)備的龜裂老化，且散熱效果差，而在降溫的過程中灰塵容易進(jìn)入機(jī)電設(shè)備箱內(nèi)部，對設(shè)備運(yùn)行造成影響。為了解決上述難題，設(shè)計提供了一種活動散熱的用于煤礦機(jī)電設(shè)備的降溫裝置。

1 礦井概況

礦井通風(fēng)方式為分區(qū)式，通風(fēng)方法為抽出式，全礦井共有5 個井筒，通風(fēng)系統(tǒng)為“三進(jìn)兩回”，分別為主井、副井、2 號風(fēng)井進(jìn)風(fēng)立井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)立井與2 號風(fēng)井回風(fēng)立井回風(fēng)。

主回風(fēng)立井主要通風(fēng)機(jī)型號為AGF606-3.8-1.8-1（2）型軸流式對旋風(fēng)機(jī)，一臺工作，一臺備用，額定功率為2500 kW；2 號回風(fēng)立井主要通風(fēng)機(jī)型號AGF-606-3.6-1（2）型軸流式風(fēng)機(jī)，一臺工作，一臺備用，額定功率為1600 kW。礦井總進(jìn)風(fēng)量31641 m3/min（主井14062 m3/min、副井14853 m3/min、2 號進(jìn)風(fēng)立井2726 m3/min），礦井總回風(fēng)量為31953 m3/min（主回風(fēng)立井21754 m3/min、2 號回風(fēng)立井10199 m3/min），有效風(fēng)量為28852 m3/min，有效風(fēng)量率為92.71%[1-2]。

提升系統(tǒng)，主立井井筒凈直徑9.0 m，提升機(jī)采用JKMD-5.7×4 落地式多繩摩擦式提升機(jī)，裝備兩對45 t 提煤箕斗。副立井井筒凈直徑9.3 m，副井主提升系統(tǒng)采用JKMD-5.7×4 型提升機(jī)，用于提升整裝物料及重大件設(shè)備；交通罐提升機(jī)采用JKMD-2.8×4型提升機(jī)，主要用于運(yùn)送人員。

礦井煤炭運(yùn)輸均采用帶式輸送機(jī)，一采區(qū)共安裝DTL160 型帶式輸送機(jī)2 部，二采區(qū)安裝DTL160 型帶式輸送機(jī)3 部，五采區(qū)共安裝DTL160 型帶式輸送機(jī)5 部，工作面順槽運(yùn)輸皮帶采用DSL1400 型帶式輸送機(jī)。輔助運(yùn)輸均采用無軌膠輪車運(yùn)輸。

排水系統(tǒng)，礦井采用“集中式”排水，井底設(shè)有井底水倉，水倉有效容積3200 m3，裝備5 臺MD650-80×8 型臥式多級離心泵，最大排水能力為1950 m3/h，可應(yīng)對礦井各類突發(fā)涌水情況。

供電系統(tǒng)，礦井供電電源來自礦區(qū)內(nèi)同安110 kV變電站（雙回路電源引自朔州國電安榮220 kV 變電站），站內(nèi)主變兩臺容量63000 kVA[3-4]。

2 設(shè)計方案

一種用于煤礦機(jī)電設(shè)備的降溫裝置，包括防護(hù)箱體、移動降溫機(jī)構(gòu)和灰塵過濾機(jī)構(gòu)，移動降溫機(jī)構(gòu)設(shè)于防護(hù)箱體上，灰塵過濾機(jī)構(gòu)設(shè)于防護(hù)箱體的側(cè)壁上；移動降溫機(jī)構(gòu)包括絲桿、限位槽和防護(hù)罩，絲桿轉(zhuǎn)動設(shè)于防護(hù)箱的內(nèi)壁上，絲桿的一端貫穿防護(hù)箱體的側(cè)壁且設(shè)有升降電機(jī)，絲桿上滑動設(shè)有活動板，活動板的兩側(cè)設(shè)有滑塊，活動板平行設(shè)有兩組，限位槽設(shè)于防護(hù)箱的兩側(cè)側(cè)壁上，限位槽平行于絲桿設(shè)置，滑塊滑動設(shè)于限位槽內(nèi)，防護(hù)罩設(shè)于兩組活動板上，活動罩的側(cè)壁上設(shè)有驅(qū)動電機(jī)，驅(qū)動電機(jī)的輸出端設(shè)有扇葉，扇葉轉(zhuǎn)動設(shè)于防護(hù)罩內(nèi)，啟動驅(qū)動電機(jī)，帶動扇葉轉(zhuǎn)動，扇葉帶動空氣流動，外界空氣經(jīng)過灰塵過濾機(jī)構(gòu)的過濾進(jìn)人防護(hù)箱體內(nèi)，帶走機(jī)電設(shè)備本體上的熱量，啟動升降電機(jī)，帶動絲桿轉(zhuǎn)動，絲桿帶動活動板移動，活動板帶動滑塊在限位槽內(nèi)滑動，保持活動板的平衡，活動板帶動防護(hù)罩移動，進(jìn)而對散熱位置進(jìn)行調(diào)整，提高散熱效果。

灰塵過濾機(jī)構(gòu)包括進(jìn)風(fēng)窗和排風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)窗貫穿設(shè)于防護(hù)箱體的側(cè)壁上，進(jìn)風(fēng)窗靠近絲桿設(shè)置，排風(fēng)口貫穿設(shè)于防護(hù)箱體的側(cè)壁上且遠(yuǎn)離進(jìn)風(fēng)窗設(shè)置，進(jìn)風(fēng)窗和排風(fēng)口內(nèi)均設(shè)有過濾網(wǎng)。防護(hù)罩呈鏤空設(shè)置。防護(hù)箱體的底壁上設(shè)有機(jī)電設(shè)備本體，機(jī)電設(shè)備本體的底壁上設(shè)有支撐塊，支撐塊設(shè)有多組。作為優(yōu)選地，防護(hù)箱體的側(cè)壁上設(shè)有導(dǎo)流板，導(dǎo)流板靠近絲桿的兩端設(shè)置，導(dǎo)流板傾斜設(shè)置。作為優(yōu)選地，防護(hù)箱體的底壁上設(shè)有支撐腿[5]。

煤礦機(jī)電設(shè)備的降溫裝置，通過設(shè)置絲桿和活動板，便于對降溫位置進(jìn)行活動，增加降溫范圍，通過設(shè)置導(dǎo)流板，能夠?qū)︼L(fēng)向進(jìn)行引流，提高散熱效果，通過設(shè)置過濾網(wǎng)，能夠?qū)ν饨缁覊m進(jìn)行過濾，減少灰塵對設(shè)備的影響。

3 裝置特征

3.1 裝置構(gòu)成

裝置構(gòu)成由防護(hù)箱體、移動降溫機(jī)構(gòu)、灰塵過濾機(jī)構(gòu)、移動降溫機(jī)構(gòu)、灰塵過濾機(jī)構(gòu)組成。移動降溫機(jī)構(gòu)包含絲桿、限位槽、防護(hù)罩、升降電機(jī)、活動板，活動板滑塊和活動板平行設(shè)有兩組，限位槽平行于絲桿設(shè)置，滑防護(hù)罩設(shè)于兩組活動板上，活動罩設(shè)有驅(qū)動電機(jī)，驅(qū)動電機(jī)如圖1 所示。

圖1 礦機(jī)電設(shè)備的降溫裝置結(jié)構(gòu)圖

煤礦機(jī)電設(shè)備的降溫裝置制冷系統(tǒng)運(yùn)行供冷能力或者散熱量大小判斷主要依靠流量，溫差主要監(jiān)測為溫度計，流量計相對監(jiān)測需要供電，井下煤安流量計，方案選擇電磁式流量計，型號為LZD127/200G、尺寸DN200，要求：PO 內(nèi)襯、316 L 電極、1.6 MPa、法蘭、配螺栓（全）、線長20 m、RS485 接口、modbus 標(biāo)注協(xié)議、波特率9600、8 個數(shù)據(jù)位、1 個停止位、無檢驗、工作電壓127 V[6]。

3.2 實施方式

具體使用時，啟動驅(qū)動電機(jī)，帶動扇葉轉(zhuǎn)動，扇葉帶動空氣流動，外界空氣經(jīng)過過濾網(wǎng)的過濾將灰塵過濾掉，通過進(jìn)風(fēng)窗抽入防護(hù)箱體內(nèi)，在經(jīng)過導(dǎo)流板的引流，帶走機(jī)電設(shè)備本體上的熱量，最終通過排風(fēng)口排出，啟動升降電機(jī)，帶動絲桿轉(zhuǎn)動，絲桿帶動活動板移動，活動板帶動滑塊在限位槽內(nèi)滑動，保持活動板的平衡，活動板帶動防護(hù)罩移動，進(jìn)而對散熱位置進(jìn)行調(diào)整，提高散熱效果。

4 安裝加固及應(yīng)用

1）整修與單側(cè)擴(kuò)巷長度：20 m，沿進(jìn)風(fēng)巷風(fēng)流方向右手側(cè)擴(kuò)巷1.5 m，并加固。

2）巷道穩(wěn)定性要求：降溫裝置運(yùn)行使用期間，巷道應(yīng)較穩(wěn)定，變形量不應(yīng)超過100 mm，巷道底板應(yīng)硬化、穩(wěn)定性好，確保降溫裝置使用期間安全可靠。

3）設(shè)備安裝對巷道要求：降溫裝置安裝時巷道應(yīng)整齊平齊，底板硬化且平整、便于降溫裝置支架及水箱安裝，使用期間底鼓變形不應(yīng)過大及頂部碎塊墜落破壞設(shè)備，降溫裝置與巷道安裝預(yù)留間隙100 mm；降溫裝置出風(fēng)側(cè)、沿進(jìn)風(fēng)方向皮帶右側(cè)巷道擴(kuò)巷加寬1.5 m 并加固，長度15 m；降溫裝置出風(fēng)側(cè)、沿進(jìn)風(fēng)方向皮帶右側(cè)巷道寬度3.5 m 底板平整、加固與混凝土硬化，長度15 m；降溫裝置出風(fēng)側(cè)、沿進(jìn)風(fēng)方向皮帶右側(cè)巷道3.5 m 頂部整修與加固，巷頂應(yīng)平整，避免碎塊墜落破壞設(shè)備。

4）山西某礦設(shè)計并應(yīng)用煤礦機(jī)電設(shè)備的降溫裝置，通過活動散熱，用于煤礦機(jī)電設(shè)備的降溫。能夠長期適用于現(xiàn)場惡劣的采掘環(huán)境，讓機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)離高溫環(huán)境延長使用壽命，減少維修維護(hù)次數(shù)，節(jié)約人工和物料成本，提高煤礦生產(chǎn)效率。

5 結(jié)語

山西某礦采用一種用于煤礦機(jī)電設(shè)備降溫裝置，提高了機(jī)電設(shè)備的使用效率，降低了使用成本和維護(hù)成本，優(yōu)化了建設(shè)現(xiàn)代礦井得需要，對礦井的安全文明、科學(xué)高效生產(chǎn)具有重要的意義。