傳統(tǒng)礦用井口暖風(fēng)設(shè)備多采用燃煤熱風(fēng)爐或大功率電加熱器,存在熱效率低(不足 60%)、溫度波動大(±5℃以上)、能耗過高等問題,既造成能源浪費,又難以穩(wěn)定維持井口溫度(需保持在 2℃以上以防結(jié)冰)。新一代節(jié)能高效設(shè)備通過三重技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)突破:
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熱泵 + 余熱回收復(fù)合系統(tǒng):山東濰坊宏博研發(fā)的井口暖風(fēng)機(jī)組,將礦井乏風(fēng)(溫度約 12-15℃)作為低位熱源,通過熱泵機(jī)組提升至 50-60℃后加熱新風(fēng),同時回收設(shè)備運行中產(chǎn)生的冷凝熱二次利用,綜合熱效率提升至 300% 以上。在山西大同某煤礦應(yīng)用中,該設(shè)備較傳統(tǒng)電加熱方案節(jié)能 65%,單井口日均節(jié)電達(dá) 800 度。
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智能變頻控溫技術(shù):搭載高精度溫度傳感器(誤差≤±0.5℃)與 PLC 控制系統(tǒng),可根據(jù)井口實時溫度、風(fēng)速自動調(diào)節(jié)加熱功率與送風(fēng)量。當(dāng)井口溫度高于 5℃時自動降低輸出,低于 1℃時啟動高效加熱模式,確保溫度穩(wěn)定在 2-4℃區(qū)間。河南平頂山某礦應(yīng)用后,井筒結(jié)冰現(xiàn)象徹底消除,提升機(jī)鋼絲繩打滑事故率降為零。
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防爆型低噪設(shè)計:采用隔爆型軸流風(fēng)機(jī)與消聲風(fēng)道,運行噪音從傳統(tǒng)設(shè)備的 95 分貝降至 75 分貝以下,同時通過優(yōu)化風(fēng)道結(jié)構(gòu)減少氣流阻力,送風(fēng)量提升 20%(單臺設(shè)備可達(dá) 30000m³/h),確保暖風(fēng)均勻覆蓋井口及井筒區(qū)域,避免局部溫度過低。
節(jié)能高效暖風(fēng)設(shè)備的應(yīng)用,不僅滿足了礦井防凍的基礎(chǔ)安全需求,更從礦工工作體驗、設(shè)備壽命、生產(chǎn)效率等維度帶來全方位提升:
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井下作業(yè)環(huán)境溫度均衡化:通過多點送風(fēng)設(shè)計(如主井、副井分別設(shè)置暖風(fēng)出口),使井筒至井下 500 米范圍內(nèi)溫度保持在 15-18℃(傳統(tǒng)設(shè)備僅能維持井口局部達(dá)標(biāo),井下深處仍低于 10℃)。內(nèi)蒙古鄂爾多斯某煤礦礦工反饋:“冬季下井時,從井口到工作面的溫度始終舒適,再也不用穿厚重棉衣影響操作靈活性。”
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空氣質(zhì)量優(yōu)化:替代燃煤設(shè)備后,井口區(qū)域粉塵濃度從 10mg/m³ 降至 2mg/m³ 以下,一氧化碳、二氧化硫等有害氣體排放為零,符合《煤礦安全規(guī)程》中井下作業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。同時,暖風(fēng)系統(tǒng)配備高效過濾器,可過濾空氣中 90% 以上的顆粒物,減少礦工呼吸道疾病發(fā)生率。
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設(shè)備維護(hù)周期延長:穩(wěn)定的溫度環(huán)境使井口機(jī)械部件(如提升機(jī)液壓系統(tǒng)、鋼絲繩)避免因低溫導(dǎo)致的油脂凝固、材質(zhì)脆化,設(shè)備故障率降低 40%,維護(hù)周期從 1 個月延長至 3 個月。陜西黃陵某煤礦測算顯示,僅此一項每年節(jié)省維護(hù)成本超 50 萬元。
節(jié)能高效暖風(fēng)設(shè)備并非 “一刀切” 設(shè)計,而是根據(jù)礦井類型、氣候條件、井口規(guī)模提供定制方案:
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高瓦斯礦井:采用本質(zhì)安全型電加熱暖風(fēng)設(shè)備(Ex dⅠ 級防爆),所有電氣元件密封處理,配合瓦斯?jié)舛嚷?lián)動裝置 —— 當(dāng)井口瓦斯?jié)舛瘸^ 0.5% 時自動停機(jī)并報警,在貴州六盤水某高瓦斯礦應(yīng)用中,實現(xiàn)連續(xù) 3 年零安全事故。
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嚴(yán)寒地區(qū)礦井:針對東北、西北 - 30℃極端低溫環(huán)境,推出 “熱泵 + 電輔熱” 雙模式設(shè)備,低溫時段自動啟動電輔熱補(bǔ)償,確保 - 30℃環(huán)境下仍能輸出 50℃以上熱風(fēng)。黑龍江雞西某鐵礦應(yīng)用后,即使遭遇暴雪天氣,井口溫度仍穩(wěn)定在 3℃以上。
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小型礦井:開發(fā)模塊化移動式暖風(fēng)設(shè)備,可通過礦車運輸至井口,安裝調(diào)試僅需 2 小時,單臺設(shè)備覆蓋直徑 5 米井口,滿足年產(chǎn) 10 萬噸以下小型礦井需求,初期投入較傳統(tǒng)設(shè)備降低 30%。
在國家 “碳達(dá)峰、碳中和” 政策推動下,礦山領(lǐng)域 “綠色改造” 需求迫切,節(jié)能高效礦用井口暖風(fēng)設(shè)備迎來快速增長期。據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)顯示,2024 年該類設(shè)備市場規(guī)模同比增長 55%,其中具備余熱回收、智能控溫功能的產(chǎn)品占比達(dá) 60% 以上。
頭部企業(yè)也在持續(xù)加碼研發(fā):宏博機(jī)械最新推出的第三代井口暖風(fēng)設(shè)備,融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可通過礦山工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障預(yù)警,目前已在山西、陜西等 10 余家大型煤礦落地;某央企與高校合作研發(fā)的 “光伏 + 暖風(fēng)” 系統(tǒng),利用礦區(qū)光伏板供電,進(jìn)一步降低對電網(wǎng)依賴,在新疆某露天礦試點中,可再生能源占比提升至 40%。
從保障安全到提升體驗,從高耗低效到節(jié)能高效,礦用井口暖風(fēng)設(shè)備的技術(shù)升級不僅是礦山裝備的迭代,更是 “以人為本” 安全理念的體現(xiàn)。未來,隨著智慧礦山建設(shè)推進(jìn),這類設(shè)備將更深度融入礦井整體控制系統(tǒng),為井下作業(yè)環(huán)境改善提供更智能、更綠色的解決方案。