由于目前國內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)礦區(qū)資源的需求，礦山的開采進(jìn)度及深度在不斷增加，從而使礦井風(fēng)量也隨之增大，但由于風(fēng)機(jī)在聯(lián)合使用時(shí)，風(fēng)機(jī)之間會(huì)有相互影響的作用，從而導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)不穩(wěn)定，如何合理采用風(fēng)機(jī)變頻器對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，避免風(fēng)機(jī)之間的影響，是保持風(fēng)機(jī)可持續(xù)運(yùn)行的基本技術(shù)。   

1通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀

    礦山深部礦床60線以南正在開采，礦體最低開采中段為-850m，60線以北-790m水平至-100m水平的處于開拓階段。冬瓜山銅礦深部礦段通風(fēng)系統(tǒng)目前采用多機(jī)站通風(fēng)方式，以冬瓜山副井、團(tuán)山副井和進(jìn)風(fēng)井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)井回風(fēng)。-850m水平為回風(fēng)水平，共設(shè)置2個(gè)回風(fēng)機(jī)站，風(fēng)機(jī)均配備變頻器。具體風(fēng)機(jī)布置及風(fēng)機(jī)參數(shù)見表1。

2通風(fēng)現(xiàn)狀分析

     冬瓜山銅礦深部礦段2017年生產(chǎn)計(jì)劃60線以南資源已不能維持10000t/d產(chǎn)量要求，60線北產(chǎn)量任務(wù)重，安全生產(chǎn)壓力大。根據(jù)2017年初步設(shè)計(jì)要求在-850m水平60線北安裝1臺(tái)DK62-8-№26風(fēng)機(jī)，增加60線北回風(fēng)量。-850m回風(fēng)水平共2個(gè)回風(fēng)機(jī)站3臺(tái)風(fēng)機(jī)串、并聯(lián)設(shè)置，具體布置圖見圖1。

2.1檢測(cè)數(shù)據(jù)

    風(fēng)機(jī)安裝試運(yùn)行后，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)數(shù)據(jù)見表2。

2.2存在問題

    DK62-8-№26、K45-6-№19作為不同型號(hào)風(fēng)機(jī)，其各自的性能曲線各不相同，風(fēng)機(jī)性能曲線分別為Ⅰ和Ⅱ，風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)為N，曲線圖見圖2。在風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率相同的情況下，并聯(lián)運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)風(fēng)壓不平衡等問題。由圖2可知，風(fēng)機(jī)在滿負(fù)荷運(yùn)行下DK62-8-№26風(fēng)機(jī)在風(fēng)機(jī)性能曲線內(nèi)運(yùn)行，對(duì)K45-6-№19風(fēng)機(jī)形成通風(fēng)阻力，造成K45-6-№19風(fēng)機(jī)運(yùn)行不正常，風(fēng)機(jī)工況在性能曲線以外運(yùn)行。更換-850m水平60線南200kW風(fēng)機(jī)來滿足2×355kW風(fēng)機(jī)風(fēng)壓平衡要求，工程成本較高且風(fēng)機(jī)更換過程中影響冬瓜山深部礦段正常通風(fēng)需求。

3多風(fēng)機(jī)運(yùn)行變頻技術(shù)研究

3.1多風(fēng)機(jī)運(yùn)行影響分析

    回風(fēng)機(jī)站風(fēng)機(jī)運(yùn)行主要采用串、并聯(lián)結(jié)合方式。多風(fēng)機(jī)運(yùn)行不同于單臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行，風(fēng)機(jī)之間存在風(fēng)壓、風(fēng)量平衡等因素。在3臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的基礎(chǔ)上分析多風(fēng)機(jī)串、并聯(lián)運(yùn)行的實(shí)際性能曲線和效果，保證多風(fēng)機(jī)能夠在穩(wěn)定、高效和經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上運(yùn)行。風(fēng)機(jī)串聯(lián)工況分析。1#回風(fēng)機(jī)站串聯(lián)2臺(tái)K45-6-№19風(fēng)機(jī)為同型號(hào)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)曲線Ⅱ，Ⅲ為合成特性曲線，R為通風(fēng)阻力曲線。N和N’為風(fēng)機(jī)串聯(lián)工況點(diǎn)和單臺(tái)風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)，曲線圖見圖3。風(fēng)機(jī)串聯(lián)運(yùn)行時(shí)風(fēng)量不變，風(fēng)壓等于2臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)壓之和。計(jì)算可以得到串聯(lián)2臺(tái)K45-6-№19風(fēng)機(jī)的合成風(fēng)壓及風(fēng)量范圍見表3。風(fēng)機(jī)并聯(lián)工況分析。串聯(lián)2臺(tái)K45-6-№19和1臺(tái)DK62-8-№26風(fēng)機(jī)并聯(lián)設(shè)置。K45-6-№19曲線為Ⅰ，DK62-8-№26曲線為Ⅱ，Ⅲ為風(fēng)機(jī)并聯(lián)合成性能曲線。N1、N2和N為單臺(tái)風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)和并聯(lián)工況點(diǎn)。曲線圖見圖4，由圖4可知，當(dāng)ΔQ=Q-Q2>0時(shí),即工況點(diǎn)N位于DK62-8-№26風(fēng)機(jī)曲線和合成曲線之間，并聯(lián)有效。當(dāng)ΔQ=Q-Q2<0時(shí)，合成曲線已在DK62-8-№26風(fēng)機(jī)曲線下方，則小功率風(fēng)機(jī)反風(fēng)，未起到并聯(lián)效果。風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)合成風(fēng)壓取小值，風(fēng)量為2臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)量相加。計(jì)算可以得到風(fēng)機(jī)并聯(lián)的合成風(fēng)壓及風(fēng)量范圍見表4.

3.2變頻技術(shù)研究

(1)變頻技術(shù)原理。風(fēng)機(jī)風(fēng)量及風(fēng)壓控制過去多采用調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)葉片角度來實(shí)現(xiàn)，這種控制方法需在風(fēng)機(jī)檢修狀態(tài)下進(jìn)行，影響正常生產(chǎn)且操作復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性差。依據(jù)現(xiàn)有風(fēng)機(jī)的工作性能，采用變頻技術(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)調(diào)速來控制風(fēng)量及風(fēng)壓是目前最常用的技術(shù)[4]。(2)多風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)分析。根據(jù)變頻技術(shù)原理可知，風(fēng)機(jī)變頻后風(fēng)機(jī)性能曲線也會(huì)隨之變化，風(fēng)機(jī)滿頻性能曲線為Ⅰ，變頻后風(fēng)機(jī)性能曲線為Ⅱ。變化曲線圖見圖5。

3.3現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用

    通過風(fēng)機(jī)變頻技術(shù)控制研究，計(jì)算得出DK62-8-№26風(fēng)機(jī)最大運(yùn)行頻率為46.99Hz，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際通風(fēng)及頻率運(yùn)行情況，將冬瓜山銅礦-850m水平60線北DK62-8-№26風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率調(diào)低至46Hz,風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行后對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)見表5.根據(jù)表2、表5可知，-850m60線南、北不同型號(hào)風(fēng)機(jī)進(jìn)行串、并聯(lián)設(shè)置，滿負(fù)荷運(yùn)行實(shí)耗功率達(dá)到935.2kW，總風(fēng)量為140.4m3/s，風(fēng)機(jī)性能偏低。通過變頻技術(shù)控制研究將DK62-8-№26風(fēng)機(jī)頻率調(diào)至46Hz，風(fēng)機(jī)總實(shí)耗功率降低至847.1kW，總風(fēng)量提高到166.5m3/s，風(fēng)機(jī)均在性能曲線范圍內(nèi)運(yùn)行，風(fēng)機(jī)效率得到較大提升。

結(jié)論

     由于各風(fēng)機(jī)的性能曲線不同，使風(fēng)機(jī)性能曲線進(jìn)行合成，保證多風(fēng)機(jī)合成一同曲線，以防風(fēng)機(jī)在曲線外運(yùn)費(fèi)，是提高礦井風(fēng)量，降低功率，保持風(fēng)機(jī)運(yùn)行的關(guān)鍵。