在煤礦生產(chǎn)的復(fù)雜環(huán)境中,井口及井下的供暖保障一直是關(guān)乎安全生產(chǎn)與作業(yè)效率的關(guān)鍵因素。隨著科技的飛速發(fā)展,煤礦電熱風(fēng)機(jī)組領(lǐng)域正經(jīng)歷著一場(chǎng)深刻的變革,一系列創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn),為行業(yè)帶來(lái)了全新的發(fā)展機(jī)遇與活力。
傳統(tǒng)的煤礦供暖方式存在諸多弊端。部分煤礦采用的蒸汽供暖系統(tǒng),設(shè)備龐大復(fù)雜,管道鋪設(shè)繁瑣,熱損耗嚴(yán)重。在冬季寒天氣下,常常難以滿足井下對(duì)溫度的需求,井筒結(jié)冰現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。井筒結(jié)冰不僅會(huì)增加提升設(shè)備的運(yùn)行阻力,導(dǎo)致設(shè)備磨損加劇,縮短使用壽命,還可能引發(fā)墜冰事故,對(duì)井下作業(yè)人員的生命安全構(gòu)成威脅。而一些使用電加熱方式的煤礦,雖然相對(duì)環(huán)保,但能耗巨大,運(yùn)行成本高昂。以某中型煤礦為例,以往冬季采用電加熱供暖,每月電費(fèi)支出高達(dá)數(shù)百萬(wàn)元,這無(wú)疑給企業(yè)帶來(lái)了沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。此外,傳統(tǒng)的供暖設(shè)備自動(dòng)化程度低,溫度控制不夠,難以根據(jù)井下不同區(qū)域、不同時(shí)段的實(shí)際需求靈活調(diào)節(jié)供暖量,導(dǎo)致供暖效果參差不齊,既影響了工人的工作舒適度,又不利于安全生產(chǎn)。
針對(duì)這些問(wèn)題,科研人員與企業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)緊密合作,積開展技術(shù)攻關(guān),一系列創(chuàng)新型煤礦電熱風(fēng)機(jī)組應(yīng)運(yùn)而生。在加熱技術(shù)方面,新型的陶瓷 PTC 加熱元件逐漸取代了傳統(tǒng)的電阻絲加熱。陶瓷 PTC 加熱元件具有正溫度系數(shù)熱敏特性,當(dāng)溫度升高到一定值時(shí),其電阻值會(huì)急劇增大,從而自動(dòng)限制電流,防止過(guò)熱,大大提高了加熱的安全性。同時(shí),它的熱轉(zhuǎn)換效率高,能夠在短時(shí)間內(nèi)將大量電能轉(zhuǎn)化為熱能,快速提升空氣溫度。與傳統(tǒng)電阻絲加熱相比,陶瓷 PTC 加熱元件的熱效率可提高 20% - 30%,有效降低了能耗。
智能控溫技術(shù)的應(yīng)用也是一大亮點(diǎn)。如今的煤礦電熱風(fēng)機(jī)組配備了的傳感器系統(tǒng),能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)井下的溫度、濕度、風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)。通過(guò)高精度的溫度傳感器,溫度測(cè)量精度可達(dá) ±0.5℃。這些傳感器將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給中央控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)運(yùn)用智能算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,然后調(diào)節(jié)電熱風(fēng)機(jī)組的加熱功率和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。例如,當(dāng)井下某個(gè)區(qū)域的溫度下降時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)增加加熱功率,同時(shí)提高風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,加大熱風(fēng)輸出量,使該區(qū)域的溫度迅速回升并穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)。這種智能控溫方式實(shí)現(xiàn)了供暖的化和個(gè)性化,既能保證井下作業(yè)環(huán)境的舒適度,又避免了能源的浪費(fèi)。
在安全防護(hù)方面,創(chuàng)新型煤礦電熱風(fēng)機(jī)組采用了多重防護(hù)措施。除了常規(guī)的漏電保護(hù)、短路保護(hù)和過(guò)流保護(hù)外,還增加了超溫保護(hù)和故障報(bào)警功能。當(dāng)設(shè)備內(nèi)部溫度超過(guò)安全閾值時(shí),超溫保護(hù)裝置會(huì)立即啟動(dòng),切斷電源,防止設(shè)備因過(guò)熱而損壞或引發(fā)火災(zāi)。一旦設(shè)備出現(xiàn)故障,故障報(bào)警系統(tǒng)會(huì)迅速發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào),通知維修人員及時(shí)進(jìn)行處理,大大提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。此外,機(jī)組的外殼采用了高強(qiáng)度的防火、防爆材料制作,經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的防爆認(rèn)證,能夠有效抵御井下可能出現(xiàn)的沖擊,確保在端情況下設(shè)備的安全運(yùn)行。
這些創(chuàng)新型煤礦電熱風(fēng)機(jī)組在市場(chǎng)上得到了廣泛的應(yīng)用,取得了顯著的成效。在山西的一家大型煤礦,以往冬季供暖一直是個(gè)難題,井筒結(jié)冰問(wèn)題嚴(yán)重影響生產(chǎn)安全。在引入新型煤礦電熱風(fēng)機(jī)組后,情況得到了改善。該機(jī)組采用了的陶瓷 PTC 加熱技術(shù)和智能控溫系統(tǒng),能夠根據(jù)井筒內(nèi)的實(shí)際溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)供暖量,確保井筒溫度始終保持在 5℃以上,杜絕了結(jié)冰現(xiàn)象。同時(shí),由于機(jī)組的熱效率高,能耗大幅降低,與之前的供暖設(shè)備相比,每年可節(jié)省電費(fèi) 300 余萬(wàn)元。
在內(nèi)蒙古的一處露天煤礦,冬季氣溫常常低至零下 30℃以下,對(duì)露天作業(yè)設(shè)備和人員的保暖要求高。新型煤礦電熱風(fēng)機(jī)組被應(yīng)用于設(shè)備操作室和工人休息區(qū)的供暖。機(jī)組配備的過(guò)濾系統(tǒng)能夠有效過(guò)濾空氣中的粉塵和雜質(zhì),為室內(nèi)提供清潔溫暖的空氣。智能控溫功能使室內(nèi)溫度始終保持在舒適的范圍內(nèi),大大提高了工人的工作積性和作業(yè)效率。據(jù)統(tǒng)計(jì),使用新的電熱風(fēng)機(jī)組后,該煤礦冬季的設(shè)備故障率降低了 20%,工人的出勤率提高了 15%,生產(chǎn)效益得到了顯著提升。
展望未來(lái),煤礦電熱風(fēng)機(jī)組行業(yè)將繼續(xù)朝著智能化、化、綠色化的方向發(fā)展。一方面,隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)的不斷發(fā)展,煤礦電熱風(fēng)機(jī)組將實(shí)現(xiàn)與煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的深度融合。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),管理人員可以隨時(shí)隨地遠(yuǎn)程監(jiān)控電熱風(fēng)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)時(shí)掌握設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)。利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù),對(duì)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘,預(yù)測(cè)設(shè)備故障,提前進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng),進(jìn)一步提高設(shè)備的可靠性和運(yùn)行效率。人工智能技術(shù)將使電熱風(fēng)機(jī)組能夠更加智能地適應(yīng)井下復(fù)雜多變的環(huán)境,根據(jù)不同的工況自動(dòng)優(yōu)化供暖策略,實(shí)現(xiàn)更加、的供暖。
另一方面,節(jié)能與環(huán)保將成為行業(yè)發(fā)展的重要主題。科研人員將不斷探索新的加熱材料和技術(shù),進(jìn)一步提高電熱風(fēng)機(jī)組的熱效率,降低能耗。同時(shí),積研究利用煤礦井下的余熱資源,如礦井水余熱、瓦斯發(fā)電余熱等,作為電熱風(fēng)機(jī)組的輔助熱源,實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用,減少對(duì)外部能源的依賴,降低碳排放,推動(dòng)煤礦行業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展。
煤礦電熱風(fēng)機(jī)組的創(chuàng)新發(fā)展為煤礦安全生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)提供了有力保障。在未來(lái),隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)的進(jìn)一步拓展,相信煤礦電熱風(fēng)機(jī)組將在煤礦行業(yè)發(fā)揮更加重要的作用,為我國(guó)的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。