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[摘 要]为保障矿井主要通风机性能测定的规范性，确保通风机性能测定过程中各项参数的准确可靠，根据矿井通风系统现状及通风机运行条件，针对几种性能测定方案进行分析比对，遴选出最优的通风机性能测定技术方案。
[关键词]通风机 性能测定 方案 选择
中图分类号：T96 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）46-0347-01
1 概述
矿井1986年6月投产，设计年生产能力60万t/a， 2001年对西风井和东风井主要通风机进行技术升级改造，提高其的通风能力；
矿井采用两翼对角式通风，即：11轨道上山和主、副井为进风井，东、西两翼风井回风。东翼风井配备4-72-11№22B风机两台（一用一备），主要服务14、16采区；西翼风井配备两台（一用一备）G4-73-11№25D风机，主要服务11、13、15、21采区。
2 测定方案要求
为提高矿井东西两翼主要通风机性能测定工作的准确性、可靠性，确保矿井主要通风机性能测定工作的顺利进行，编制矿井东西风井主要通风机性能测试技术方案。
测试方案主要是指：测定仪表安装位置的选择；通风机工况调节位置的确定；风流在通风机装置内流动路线的控制。关键问题是测风量位置的选择，要求测风量地点尽量满足以下条件：
（1）进风道有较长距离的平直地段；
（2）风流比较稳定，流场分布较规则；
（3）测风断面的风量应是通过风机的风量，或者测风量断面与通风机之间基本无漏风。
3 方案提出
针对大平煤矿的实际情况，制定以下通风机性能测定方案：
3.1 控制通风机水平风门，短路进风测试方案
对于生产矿井，在不影响矿井正常生产时，要对矿井主要通风机进行性能测试，就要利用通风机的附属设施（如反风门、反风道等）对备用通风机进行性能测试。然后两台主要通风机进行倒台运行，再对运行风机进行性能测试。这种方法必须要求运行风机和备用风机各自具有独立的短路进风系统为前提条件，否则，无法采用此种方法。根据大平煤矿三个回风井的具体情况，23、31风井不具备上述条件，东风井主要通风机附属设施的实际情况，符合上述条件，因此，可采用水平反风门短路进风的通风机性能测试方案，该布置形式参见图1-1所示。具体测试方法如下：
（1）短路风流路线
将备用风机前的水平反风门放下，切断风机的引风硐与井筒的联系，使大气直接由该风门流入，经被测试通风机的引风硐后进入通风机，然后再通过扩散器排入大气。使之形成通风机短路进风的性能鉴定布置形式。
（2）工况调节
工况调节的位置选择在被测试风机的入风侧反风风门处，调节方法采用板阻法进行，逐步来改变其过流断面积，从全闭到全开，选择8～12个工况点，来测試通风机性能曲线。
（3）测压位置的选择及测试
测压位置应布置在风流稳定处，根据现场的实际情况，如图1-1所示，布置在风机的入风侧。在该断面上用安装的两支皮托管接受静压，用胶皮管传递，压差计显示相对静压。
（4）测试风量位置及测试方法
测试风机的风量，根据1、2号主要通风机装置布置的具体情况，采用风表线路法来直接测定风速，以计算通风机的工作风量。每个工况测试两遍，每一遍在1min内测试完毕，求风速的平均值，然后再求风量。其位置布置在图1-1中通风机扩散器出口的断面上。
（5）电动机的主要技术参数测试
测定的目的是要得到电动机的输入功率和输出功率。为了保证一定的测试精度，采用TF-3（B）型通风机综合测试仪，可以同时同步测出电动机的输入电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数等参数。
（6）通风机和电动机转速的测试
采用红外线原理的非接触式手持数字转速表来直接测定。
（7）通风机的轴功率测试
通风机的轴功率是根据实际测定的电机功率来计算。
（8）大气物理条件测试
测试大气压力采用BJ-1型精密气压计；空气相对湿度采用DHM2型通风干湿表来测定，从而可计算出空气密度。
（9）噪声的测定
采用矿用SL5868P声级计测定主要通风机产生的噪声，分析判断主要通风机噪声是否符合要求。
（10）振动参数的测定和故障诊断
根据ISO10816-3：1998以及GB/T6075.3-2001规定，通风机振动测点布置在轴承座上，各测点测量时记录垂直方向（V）、水平方向（H）与轴向（A）的振动幅值，振动测量所用仪器为：VB200测振仪。通风机运行过程中产生的振动信号往往含有大量的能反映设备状态的信息，通过对这些信息的分析，可以判断风机是否运行正常、是否存在故障以及是什么原因引起的这些故障。
3.2 刷大检修门通风机短路进风测试方案
在没有独立的反风门反风系统的条件下，通常地面通风机整个装置系统还会有检修门，此时可通过刷大备用通风机的检修门，使备用风机能够不影响运行风机工作而短路进风——即刷大检修门通风机短路进风测试方案，在刷大检修门后其测试方法和步骤（轴流式从短路风路全开开始）同方案一。
3.3 停产条件下对运行通风机进行性能测试方案
在矿井停产期间，对通风机进行性能鉴定，可以不用刷大检修门，利用两台主要通风机相关联的附属设施进行短路进风，使得通风机性能测试具有较高的精度。
3.4 带井下网络对运行通风机进行性能测试方案
所谓带井下网络对通风机性能进行测试，就是指在不停产条件下对运行（或备用）通风机进行性能测试。这种方案可以用通风机的风量来划分为两步来进行。第一步为风量最大（离心式为最小）至井下正常生产状态时的矿井总进风量，在这一步中，可将通风机风量测试分为3～4个工况来进行调节。第一工况点为全开（离心式为全闭），使通风机的进风量为最大（离心式为最小）；第二至第三（或四）个工况就是在通风机入风侧逐步关闭安全出口、检修门并配合板阻法进行风量调节（离心式为逐步开启隔离风门），使通风机在进行完第一步时，带的是井下网路，维持正常通风。第二步就是从带井下网络开始，逐步关闭通风机入风侧的蝶阀调节风流的过流面积，以改变通风机的风量（逐步开启安全出口、检修门并配合板阻法）。在第二步中，可根据井下的具体情况对通风机的风量进行逐步调节（此阶段井下风量逐步减小），工况点可分4～6个。最后一个工况点要使通风机风量达到风机曲线中风压曲线的90%以上（离心式为最高风量值的90%以上）。
在该方案中选择测试风压、风量、轴功率、转速、大气条件及环境等参数均同方案一。
4 方案选择及确定
在四个方案中，方案一、方案二是不影响矿井正常生产时进行的；方案三是在矿井停产情况下，并需要在井下的总回风巷内打上临时密闭，才可以进行；方案四是带井下网络对运行通风机进行性能鉴定的。根据方案四的具体做法，会在一定程度上影响井下生产，即在第一到第三（或第四）及最后二至三个测试工况点时，会导致井下无风或微风，其影响时间约20～30分钟。在此时间内井下必须停产撤人，而在其他工况点时，对井下影响较小。
根据大平煤矿南风井的实际情况及主要通风机布置方式，东、西风井均具备采用方案一进行测试的条件；因此，东、西风井可采用方案一进行通风机性能鉴定。
5 测定方案效果分析
矿井通风机性能测定方案选择严格结合通风机运行状况和通风系统现状，测定仪器的选择及安装根据都严格按照有关规定进行，方案中要求的测试所用仪器全部符合精度要求，根据换算后的测试数据，以附表中换算后的参数数据通过计算机处理绘制的通风机特性曲线。绘制的风机特性曲线符合离心式通风机特性曲线的一般规律，带井下负荷的实际工况点也落在特性曲线的附近。因此测定结果是可靠的，绘制的风机特性曲线可以用来分析通风机的运转特性。
根据计算机所绘制的东、西风井风机带井下工况分析，东风井风机在满足井下需风量的前提下，风机的静压效率在65%左右，说明已经在比较合理状态下工作。若要在较高效率下工作，就必须减少井下东翼用风量，使得通风机的输入降低，效率提高。
作者简介
陈浩（1981.09—），男，河南南阳人，助理工程师，本科学历，现从事煤矿安全技术管理工作。
[关键词]通风机 性能测定 方案 选择
中图分类号：T96 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）46-0347-01
1 概述
矿井1986年6月投产，设计年生产能力60万t/a， 2001年对西风井和东风井主要通风机进行技术升级改造，提高其的通风能力；
矿井采用两翼对角式通风，即：11轨道上山和主、副井为进风井，东、西两翼风井回风。东翼风井配备4-72-11№22B风机两台（一用一备），主要服务14、16采区；西翼风井配备两台（一用一备）G4-73-11№25D风机，主要服务11、13、15、21采区。
2 测定方案要求
为提高矿井东西两翼主要通风机性能测定工作的准确性、可靠性，确保矿井主要通风机性能测定工作的顺利进行，编制矿井东西风井主要通风机性能测试技术方案。
测试方案主要是指：测定仪表安装位置的选择；通风机工况调节位置的确定；风流在通风机装置内流动路线的控制。关键问题是测风量位置的选择，要求测风量地点尽量满足以下条件：
（1）进风道有较长距离的平直地段；
（2）风流比较稳定，流场分布较规则；
（3）测风断面的风量应是通过风机的风量，或者测风量断面与通风机之间基本无漏风。
3 方案提出
针对大平煤矿的实际情况，制定以下通风机性能测定方案：
3.1 控制通风机水平风门，短路进风测试方案
对于生产矿井，在不影响矿井正常生产时，要对矿井主要通风机进行性能测试，就要利用通风机的附属设施（如反风门、反风道等）对备用通风机进行性能测试。然后两台主要通风机进行倒台运行，再对运行风机进行性能测试。这种方法必须要求运行风机和备用风机各自具有独立的短路进风系统为前提条件，否则，无法采用此种方法。根据大平煤矿三个回风井的具体情况，23、31风井不具备上述条件，东风井主要通风机附属设施的实际情况，符合上述条件，因此，可采用水平反风门短路进风的通风机性能测试方案，该布置形式参见图1-1所示。具体测试方法如下：
（1）短路风流路线
将备用风机前的水平反风门放下，切断风机的引风硐与井筒的联系，使大气直接由该风门流入，经被测试通风机的引风硐后进入通风机，然后再通过扩散器排入大气。使之形成通风机短路进风的性能鉴定布置形式。
（2）工况调节
工况调节的位置选择在被测试风机的入风侧反风风门处，调节方法采用板阻法进行，逐步来改变其过流断面积，从全闭到全开，选择8～12个工况点，来测試通风机性能曲线。
（3）测压位置的选择及测试
测压位置应布置在风流稳定处，根据现场的实际情况，如图1-1所示，布置在风机的入风侧。在该断面上用安装的两支皮托管接受静压，用胶皮管传递，压差计显示相对静压。
（4）测试风量位置及测试方法
测试风机的风量，根据1、2号主要通风机装置布置的具体情况，采用风表线路法来直接测定风速，以计算通风机的工作风量。每个工况测试两遍，每一遍在1min内测试完毕，求风速的平均值，然后再求风量。其位置布置在图1-1中通风机扩散器出口的断面上。
（5）电动机的主要技术参数测试
测定的目的是要得到电动机的输入功率和输出功率。为了保证一定的测试精度，采用TF-3（B）型通风机综合测试仪，可以同时同步测出电动机的输入电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数等参数。
（6）通风机和电动机转速的测试
采用红外线原理的非接触式手持数字转速表来直接测定。
（7）通风机的轴功率测试
通风机的轴功率是根据实际测定的电机功率来计算。
（8）大气物理条件测试
测试大气压力采用BJ-1型精密气压计；空气相对湿度采用DHM2型通风干湿表来测定，从而可计算出空气密度。
（9）噪声的测定
采用矿用SL5868P声级计测定主要通风机产生的噪声，分析判断主要通风机噪声是否符合要求。
（10）振动参数的测定和故障诊断
根据ISO10816-3：1998以及GB/T6075.3-2001规定，通风机振动测点布置在轴承座上，各测点测量时记录垂直方向（V）、水平方向（H）与轴向（A）的振动幅值，振动测量所用仪器为：VB200测振仪。通风机运行过程中产生的振动信号往往含有大量的能反映设备状态的信息，通过对这些信息的分析，可以判断风机是否运行正常、是否存在故障以及是什么原因引起的这些故障。
3.2 刷大检修门通风机短路进风测试方案
在没有独立的反风门反风系统的条件下，通常地面通风机整个装置系统还会有检修门，此时可通过刷大备用通风机的检修门，使备用风机能够不影响运行风机工作而短路进风——即刷大检修门通风机短路进风测试方案，在刷大检修门后其测试方法和步骤（轴流式从短路风路全开开始）同方案一。
3.3 停产条件下对运行通风机进行性能测试方案
在矿井停产期间，对通风机进行性能鉴定，可以不用刷大检修门，利用两台主要通风机相关联的附属设施进行短路进风，使得通风机性能测试具有较高的精度。
3.4 带井下网络对运行通风机进行性能测试方案
所谓带井下网络对通风机性能进行测试，就是指在不停产条件下对运行（或备用）通风机进行性能测试。这种方案可以用通风机的风量来划分为两步来进行。第一步为风量最大（离心式为最小）至井下正常生产状态时的矿井总进风量，在这一步中，可将通风机风量测试分为3～4个工况来进行调节。第一工况点为全开（离心式为全闭），使通风机的进风量为最大（离心式为最小）；第二至第三（或四）个工况就是在通风机入风侧逐步关闭安全出口、检修门并配合板阻法进行风量调节（离心式为逐步开启隔离风门），使通风机在进行完第一步时，带的是井下网路，维持正常通风。第二步就是从带井下网络开始，逐步关闭通风机入风侧的蝶阀调节风流的过流面积，以改变通风机的风量（逐步开启安全出口、检修门并配合板阻法）。在第二步中，可根据井下的具体情况对通风机的风量进行逐步调节（此阶段井下风量逐步减小），工况点可分4～6个。最后一个工况点要使通风机风量达到风机曲线中风压曲线的90%以上（离心式为最高风量值的90%以上）。
在该方案中选择测试风压、风量、轴功率、转速、大气条件及环境等参数均同方案一。
4 方案选择及确定
在四个方案中，方案一、方案二是不影响矿井正常生产时进行的；方案三是在矿井停产情况下，并需要在井下的总回风巷内打上临时密闭，才可以进行；方案四是带井下网络对运行通风机进行性能鉴定的。根据方案四的具体做法，会在一定程度上影响井下生产，即在第一到第三（或第四）及最后二至三个测试工况点时，会导致井下无风或微风，其影响时间约20～30分钟。在此时间内井下必须停产撤人，而在其他工况点时，对井下影响较小。
根据大平煤矿南风井的实际情况及主要通风机布置方式，东、西风井均具备采用方案一进行测试的条件；因此，东、西风井可采用方案一进行通风机性能鉴定。
5 测定方案效果分析
矿井通风机性能测定方案选择严格结合通风机运行状况和通风系统现状，测定仪器的选择及安装根据都严格按照有关规定进行，方案中要求的测试所用仪器全部符合精度要求，根据换算后的测试数据，以附表中换算后的参数数据通过计算机处理绘制的通风机特性曲线。绘制的风机特性曲线符合离心式通风机特性曲线的一般规律，带井下负荷的实际工况点也落在特性曲线的附近。因此测定结果是可靠的，绘制的风机特性曲线可以用来分析通风机的运转特性。
根据计算机所绘制的东、西风井风机带井下工况分析，东风井风机在满足井下需风量的前提下，风机的静压效率在65%左右，说明已经在比较合理状态下工作。若要在较高效率下工作，就必须减少井下东翼用风量，使得通风机的输入降低，效率提高。
作者简介
陈浩（1981.09—），男，河南南阳人，助理工程师，本科学历，现从事煤矿安全技术管理工作。