无论是煤矿矿井,还是金属、非金属地下矿山,矿井通风规范标准与选型规范都是通风系统设计和设备采购必须遵循的基础。规范不仅规定了风量、风速、气体浓度等指标,也对通风机配置、反风能力以及备用系统提出明确要求。下面从规范标准体系、通风设计要求以及通风机选型规范三个方面,对“矿井通风规范标准与选型规范”进行系统梳理。
一、矿井通风相关规范标准体系概览
与矿井通风有关的主要规范和标准大致可以分为四类:
- 通风设计规范和技术规程:规定矿井通风方式、风量分配原则、风速范围、通风网络计算方法等,是矿井通风设计的基础。
- 矿山安全规程:对瓦斯、一氧化碳、二氧化碳等有害气体的限值,以及风流组织、防尘、防火、反风等提出明确要求。
- 矿用机械和电气产品标准:包括矿用通风机、矿用防爆电机和电气设备的设计、制造和检验标准,规定防爆型式、铭牌标志和试验项目。
- 风机性能与试验标准:规范风机的性能测试方法、效率计算和噪声限值等,为通风机验收提供依据。
在进行矿井通风方案设计和设备选型时,上述规范应被整体考虑,而不是只关注某一单独条款。
二、矿井通风设计规范的核心内容
通风设计规范对矿井通风系统提出了一系列约束条件和技术要求,主要包括:
- 风量与风速要求:根据矿井产量、开采方式、瓦斯等级和粉尘情况,确定总风量和各主要巷道、采场、掘进头的最低和最高风速,确保既能稀释有害气体,又不会引起过大扬尘或风阻。
- 通风方式和通风网络:规范矿井总体通风方式(如中央并列式、对角式、分区通风等),要求进风、回风系统分明,严禁混风和短路风,避免回风进入新鲜风流路线。
- 反风能力与备用通风:规定主通风机必须具备一定的反风能力和备用能力,在发生火灾或瓦斯事故时,能够迅速调整风流方向或切换通风系统。
- 监测与调控要求:要求在关键巷道和工作面布置风量、风速、气体浓度监测点,并通过通风设施(风门、风窗、调节阀、局部通风机)实现可调控的通风网络。
三、矿用通风机的标准与选型规范
在矿井通风系统中,主通风机、局部通风机和除尘风机等设备的选型必须符合相应的产品标准和选型规范:
- 产品标准要求通风机在结构设计、材料选用和制造工艺方面达到规定水平,具备必要的强度、防爆性能和耐久性,并通过性能测试和型式试验;
- 选型规范要求根据矿井通风设计得出的风量和阻力,合理确定通风机的风量、全压和功率,并考虑效率、噪声和备用系数等因素;
- 对于瓦斯矿井和突出矿井,主通风机应具有明确的反风能力指标,局部通风机须采用符合防爆要求的机型,并注意风筒布置和漏风控制。
在编制设备技术协议时,应明确引用相关产品标准和选型规范,将反风能力、防爆等级、效率要求等写入合同条款。
四、矿井通风机选型规范的基本步骤
结合规范标准,矿井通风机选型一般遵循以下步骤:
- 依据通风计算确定目标工况
由通风工程师根据通风设计规范和安全规程,计算矿井总风量、各分支风量以及系统总阻力和沿程、局部阻力分配,从而得到主通风机和局部通风机的设计风量与全压。 - 选择合适的通风机系列与机型
在符合产品标准的前提下,根据目标工况,在通风机厂家提供的性能曲线和参数表中选择合适机型,确保设计工况点位于高效率区域。 - 校核功率与运行工况
计算通风机在设计工况下的轴功率,选择有足够裕度的电机功率,并校核在反风工况及异常情况下的负荷变化。 - 考虑噪声、振动和安装条件
对地面风机房和井口周边环境有噪声限制的矿井,应优先选择噪声控制更好的机型,并配置消声器和减振基础。 - 兼顾经济性和全寿命周期成本
在符合规范和安全要求的前提下,对不同通风机方案在能耗、维护成本、备件价格等方面进行综合比较。
五、在工程实践中落实“规范与选型规范”的建议
为了让“矿井通风规范标准与选型规范”真正落地,建议在工程实践中注意以下几点:
- 通风系统方案和通风机选型应由具备资质和经验的专业技术人员负责,不宜完全交由设备厂家单方面决定;
- 在招标文件中明确列出引用的规范和标准,对通风机性能、反风能力、防爆等级作出可检验的技术规定;
- 在设备验收和试运行阶段,对风量、风压、效率和噪声进行现场测试,与设计值和规范要求进行对比;
- 通风系统投入运行后,定期对通风网络进行复测,根据规范对风速、气体浓度等关键指标进行检查和调整。
总之,“矿井通风规范标准与选型规范”构成了矿井通风系统安全、可靠运行的制度基础。只有在设计、选型、安装和运行的各个环节严格执行这些规范,矿井通风系统才能在长期生产中真正发挥保障安全和提升效能的作用。