刘小涛

（山西焦煤霍州煤电临汾宏大锦程煤业有限公司， 山西 临汾 041099）

引言

当前，我国煤矿井下采掘工作面基本上采用通风机为工作区域进行通风，从而保障采掘工作面的风量要求。从当前的实践应用情况来看，大部分煤矿井下通风机安装在巷道后，其通风口被固定在某一位置，基本上无法对其通风角度进行调节，因此通风机在巷道通风应用时有相当的局限性，已无法适应不同巷道的通风需求。另外，通风机的通风口容易发生堵塞问题，通风口堵塞后当时一般难以发现，导致通风口瓦斯浓度过高，给安全生产带来了严重的安全隐患。

针对煤矿井下通风机通风过程中存在的以上问题，提出了一种通风机调节装置并展开分析。

1 煤矿通风机调节装置的设计分析

1.1 结构

为解决煤矿井下通风机通风角度无法调节的问题，新型煤矿通风机调节装置，如图1 所示。该包括煤矿通风机调节装置主要包括底板、安装板、安装块、螺纹杆、连接杆、转动杆、连接板、固定轴、转动板、固定块等部件。

图1 煤矿通风机调节装置的结构示意图

通风机调节装置底板底端均匀设有多组支撑脚；安装板安装在底板上端面的一侧，安装板上设有出风口；电机安装在安装板上；四个固定块两两分为一组对称分布在安装板上；螺纹杆和安装块均设有两组，每组螺纹杆分别转动连接每组固定块，其中一组螺纹杆的一端穿过一个固定块并连接电机的输出轴，两组螺纹杆之间传动连接[1-2]；两组安装块分别位于两组固定块之间，两组安装块分别螺纹连接两组螺纹杆，两组安装块均滑动连接安装板，两组安装块远离安装板的端面上分别设有第一伸缩装置。

第一连接杆设有两组，每组第一连接杆上均设有第一条形通孔，两组第一连接杆的一端分别连接两组安装块；第二连接杆连接两组第一连接杆远离两组安装块的端面，第二连接杆上设有第二条形通孔。

连接板设有两组，两组连接板并排分布在两组第一连接杆之间，两组连接板的两端分别连接两组第一连接杆；固定轴的两端分别连接两组连接板。

转动杆中部转动连接固定轴，转动杆的一端穿过第二条形通孔并连接通风机，转动杆的另一端连接转动板；转动板的两端分别穿过两组第一条形通孔并分别连接两组第一伸缩装置的伸缩端[3-4]。

通风机调节装置设计有照明灯；照明灯安装在底板上，照明灯电性连接蓄电池；照明灯可以在矿道内进行照明，避免新的工作人员对矿道不熟，误撞装置。

通风机调节装置设计有第二伸缩装置；第二伸缩装置设有多组，多组第二伸缩装置分别安装在多组支撑脚与底板连接处，多组第二伸缩装置的伸缩端分别连接多组支撑脚；矿道内路面不平整，可以通过调节多组第二伸缩装置，对装置进行稳定的放置，提高装置的实用性与安全性能。

通风机调节装置固定轴到转动板的距离值小于固定轴到通风机的距离值；使得在转动板与通风机进行相同的角度偏移时，通风机偏移的距离大于转动板偏移的距离，便于利用第一伸缩装置小距离的伸缩控制通风机在第二连接杆上进行大距离的转动。

电机与安装板连接的端面上设有减震橡胶垫；减震橡胶垫为橡胶材质，电机启动时，会产生振动，减震橡胶垫可以降低电机震动对安装板的影响，使得装置整体安装更加稳定，降低安全事故发生的概率[5]。

1.2 工作原理

需要对通风机的位置进行调控时，启动电机，电机运行带动两组螺纹杆转动，两组安装块分别沿两组螺纹杆在竖直方向上移动，两组安装块带动两组第一连接杆、第二连接杆、转动杆和通风机进行上下移动，以便于调整通风机的位置；当需要对通风机进行角度旋转时，启动两组第一伸缩装置，一组第一伸缩装置伸长，另一组第一伸缩装置收缩使转动板发生转动，转动板转动，转动杆绕固定轴进行旋转，使得通风机发生转动，实现对通风机的角度调节；从而对通风机的位置进行调整以适应不同矿道的通风需求。

1.3 甲烷浓度检测仪

在通风机调节装置上还设计有蓄电池、蜂鸣器和甲烷浓度检测仪等部件。底板上设有控制器，底板的上端面上设有凹槽；蓄电池安装在凹槽内；蜂鸣器安装在底板的上端面上；甲烷浓度检测仪安装在安装板上，甲烷浓度检测仪位于出风口的上方；控制器控制连接蜂鸣器和甲烷浓度检测仪，控制器、蜂鸣器和甲烷浓度检测仪均电性连接蓄电池[6]。

矿道内会产生大量的甲烷气体，甲烷气体易燃易爆，因此设置了甲烷浓度检测仪对矿道内甲烷的浓度进行测量，测量的数值反馈给控制器，控制器在接收的甲烷的浓度值大于设定的值时启动蜂鸣器发出警报，提醒工作人员检查通风口是否被堵住以及决定是否需要疏散工作人员。

2 实践应用分析

2.1 工程概况

山西焦煤霍州煤电临汾宏大锦程煤业有限公司位于山西省临汾市尧都区一平垣乡，生产能力为90万t/年。该煤矿的开拓方式：斜井开拓；井筒数量为4 个；开采水平为+1 125 m；现采煤层为9+10 号，11号；采煤工艺为综采放顶煤；瓦斯等级为低瓦斯；水文地质类型为中等；自燃倾向性为自燃。煤矿采用中央并列机械抽出式通风，有主斜井、副斜井和材料斜井共3 个进风井，1 个回风立井。安装有FBCDZ-NO.25 型防爆抽出式对旋轴流式通风机，功率2×315 kW，主扇排风量4 800～9 600 m3/min。

当前主要开采51006 掘进工作面，走向长1400m，倾向长度120 m，面积为168 000 m2，开采煤层9+10号合并层，煤层结构简单，煤层平均厚度4.3 m，夹矸0.25～0.6 m，煤层平均倾角4°。51006 掘进工作面采用2×15 kW 低噪声对旋轴流式局部通风机，配套Φ800 mm 的风筒压入式供风。

2.2 通风机调节装置的应用

51006 掘进工作面采用2×15 kW 低噪声对旋轴流式局部通风机，以往局部通风机的风口都是固定有某一位置，当随着巷道的挖掘需要调节通风口时，无法操作。针对这一情况，将新型研制的通风机调节装置在51006 掘进工作面2×15 kW 低噪声对旋轴流式局部通风机进行了安装调整并投入了工业性试验。从2020 年11 月—2021 年9 月的工业性试验情况来看，局部通风机整体运行稳定，根据掘进巷道风量需求可以对局部通风机的通风口进行调节，同时通过对通风口甲烷浓度检测结果来实现对通风口堵塞问题的评价，有效地保障了51006 掘进工作面的掘进安全，为实现临汾宏大锦程煤业的高产高效安全开采起到了积极作用。