通风机失稳原因与控制技术分析

通风机失稳原因与控制技术分析

梁博祥

身份证号：620523199612012896

摘要：煤矿作为用以增长经济的关键能源，在国家能源管理体系中占据举足轻重的地位。煤矿生产中存有众多安全风险，在一定程度上严重影响了煤矿的安全发展。因此，应更加关注煤矿的安全，特别是煤矿主风机的不稳定运行，及时纠正不平衡控制策略，确保煤矿的正常生产制造和整体效益。

关键词：通风失稳；原因；控制技术

引言

煤矿通风系统内部结构复杂，属于动态系统，由于煤矿通风系统的工作中具有一定的多面性，所以在控制煤矿通风系统稳定性的同时，需要多方面考虑。煤矿通风工作主要是在地下矿井中。他的核心工作就是不断地将氧气引入井下，将含瓦斯的浑浊有害气体排出井外，确保煤矿正常的自然通风。不同类型的风速流通目标和风力就会形成不同类型的干支流。确保干支流稳定也是煤矿通风系统稳定性的重要保障。但如果煤矿主通风机无法正常工作，就会导致煤矿井产生自然通风难题，矿井瓦斯过多无法及时排井，可能引发爆燃、火灾等安全事故。

1通风机概述

在煤矿井下进行开采时，不可避免地涌出大量瓦斯及其他有毒有害气体，同时会生成大量粉尘，对井下工作人员的身体健康和人身安全构成了严重威胁。利用通风机向井内不断地输入新鲜空气，将井内有毒、粉尘等物质排出，是改善井下工作环境，保障井下人员安全的重要措施。通风系统采用了两个通风机，分别作为主用和备用，两个设备可以相互切换。供电方式上，分别从两个变电所引入供电电源并接通两个通风机。不管是设备还是供电方式，均采用冗余设计，目的是提升通风系统运行过程的可靠性，确保通风机能够连续24h正常工作，为矿井安全奠定坚实的基础。

2通风机常见故障分析

2.1通风机轴承故障

轴承作为关键的机械零部件，主要用在回转部件的两端，起着支撑、减小摩擦的作用，通风机中使用的轴承为滚动轴承，外圈相对机壳固定，内圈与转子相连，在运行中主要承受一个径向载荷，由于通风机工作时间长，滚动轴承受到应力的作用，容易破损或者失效。滚动轴承的失效不无外乎疲劳失效、磨损失效、断裂失效、游隙失效和压痕失效这几种失效形式。其中轴承的疲劳失效通常指轴承的工作表面受到交变应力的影响而产生的材料疲劳失效；轴承的磨损失效指的是因异物进入等原因导致滚动体出现磨损，运动精度难以保证的状况；轴承的断裂时效指的是因轴承材料存在缺陷或者轴承过载而出现断裂的现象；轴承的游隙失效指的是在工作过程中，由于内外因素的影响，使得轴承原本的配合间隙出现变化；轴承的压痕失效指的是轴承受到冲击载荷，导致轴承工作表面出现压痕凹坑等状况，会导致运动精度下降，并引发振动和噪声。轴承作为较为精密的部件，失效的原因五花八门，使用中要特别注意轴承的保养。

2.2通风机转子故障

通风机在工作中转子的旋转带动叶轮的转动，进而搅动空气，促使空气沿着管道进入井下，转子作为重要的回转部件，常见的故障主要有转子不对中和转子不平衡两种。而转子不对中又可以详细地分为水平不对中和角度不对中两种形式，转子不对中主要原因有：在制造过程中，转子结构上存在不对称，或者在安装时联轴器安装存在误差。转子不平衡通常是由于转子的质量分布不均匀导致的，可能是材料不均匀，也有可能是结构不均匀，或者在运行中转子出现了磨损，或者沾染油污所致。

2.3通风机电机故障

通风机的电机作为动力源，电机的旋转而带动叶轮旋转，而电机往往是通过电磁感应进行工作的，常见的故障形式有电流故障、绝缘故障和电机过热故障等。电机的电流故障主要是电机超负荷运行，电流过大，容易烧断保险丝；电机的绝缘故障主要是指在长期的使用过程中，电机的绝缘件出现老化、开裂、变性等问题，导致绝缘件不再绝缘，容易引起短路；电机的过热故障指的是电机长时间工作，运动部件摩擦生热、或者电机过载电流过大，导致电机发热，不能正常工作。在工作中，由于长期处于煤矿中，空气中粉尘、煤灰会进入电机，而碳是导电的，经年累月电机暴露的接线端可能会造成漏电，严重威胁矿井安全。

3主通风机失稳的原因

在煤矿运行中，促进煤矿空气循环的重要工具就是主通风机，它是煤矿整体通风的关键动力。为了控制煤矿主通风机的不稳定性，应首先分析造成煤矿主通风机不稳定性的主要原因。煤矿主通风机不稳定的主要原因如下：（1）根据相关的调查、经验分析可知，备用风机未能及时启动是导致煤矿主通风机不稳定的原因之一。备用风机的重要作用是在主通风机定期维护时替代主扇。在生产过程中，发现许多备用风机无法正常启动。备用风机的故障阻碍了矿井的空气循环和瓦气交换，严重危及煤矿生产的安全。（2）煤矿主通风机轴流风机负荷率比较大，一般为带负载运行。此外，轴流风机转动零部件的体积和质量比较大，尤其在摆脱惯性力的工作中更容易出现问题。在具体运行时，轴流风机常常无法启动。轴流风机不能启动会影响到煤矿主风机引进的排风量，进而导致煤矿主风机不稳定。（3）煤矿生产车间环境差，生产条件很差。煤矿主通风机的工作环境提高了其故障概率。例如，空气中的烟尘含量较高，煤矿主通风机运行中很容易被烟尘遮盖。粘在煤矿主通风机里的烟尘会导致一些构件出现故障。随着时间推移，问题越积越多，能够给煤矿主通风机的运转产生带来很大负荷甚至引发安全事故。

4主通风机失稳的控制措施

4.1主通风机系统喘振失稳控制

煤矿主通风机在通风环节中，煤矿内部结构风阻转变。主扇工作中部位送到相关地区后，受地貌等方面影响，发生喘振难题的概率提高，从而导致下一步工作品质难以保证。为了能妥善解决这种情况，管理人员需及时在矿井中组装离心风机等设施。以便能更好地调节矿井风阻材料，为煤矿主通风机的安全运营提供更好的环境，减少喘振的发生率。除此之外，煤矿生产中可引入旁通管等设施。利用提升该类机器的总数，能有效控制喘振情况，确保煤矿主通风机和排风系统运作的稳定，进而确保主通风机和排风系统的运转品质，确保矿井安全生产。

4.2主通风机倒机通风失稳的控制措施

自然通风环节中，备用风机的正常启动，关系着下一步工作正常的进行。因而，相关负责人应更加注重备用风机自动启动的稳定性。根据科学研究，合理安排备用风机设备和构件，理清备用风机、监管设备与生产制造设备之间的关系，及时发现设备运作中出现的不确定因素并妥善处理，这对总体工作效能起着至关重要的作用。现阶段，除开传统备用风机自动启动对策外，工作员还应根据调节主风机关机与备用风机运行间的时间点，在风机关机时对备用风机开展加热，还可以在煤矿正常的生产过程中完成备用风机由冷设备向热设备的运转变换，大幅度降低备用设备启动出现故障的概率。与此同时，此方法的应用能够减少主风机停止运转时对风管转化的危害，使得各个风机之间联系更加紧密。随着这种模式的推行，煤矿排风系统运行时发生高瓦斯浓度的概率显著降低，这对减少安全生产事故产生、确保煤矿操作工人的安全，起着至关重要的作用。

结束语

煤矿是否正常通风，关系着煤矿的通风标准以及煤矿作业人员的安全，可以正常运转，并稳定地工作，因此作为重要构件的煤矿主通风机在煤矿中占有很重要的位置。因而，应高度重视煤矿主通风机失稳控制。不仅要保证主通风机的品质，还要保证其轴流式风机和预留离心风机处于较佳运行状态，可以对煤矿的工作环境进行改善，并有针对性对煤矿主通风机进行科学有效的研究。

参考文献

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[3]龙秉政.矿井主通风机在线监测系统设计及应用[J].机械管理开发，2021，36（11）：33-35.