[摘要] 煤矿开采中产生瓦斯和煤尘，威胁井下工作人员和矿井安全，矿井主通风是矿井安全生产的基本保障。主通风机昼夜不停地工作（功率大，耗电量大），好比人的“肺脏”。要保证通风设备安全、可靠、经济、合理地运行。矿井主通风设备的优化选型设计是至关重要。主通风设备选型中的优化设计的关键是：明确设计的原则和设计的任务；优化选择风机的方法；优化选择风机的类型；采用方案对比进行优化设计计算；优化确定设备组合方案。

[关键词] 主通风设备、优化设计、类型特性、经济运行。

0 引言
煤矿开采中产生瓦斯和煤尘，威胁井下工作人员和矿井安全，矿井主通风是矿井安全生产的基本保障，必须昼夜不停地工作（功率大，耗电量大），它好比人的“肺脏”。因此，要求主通风设备必须安全、可靠、经济、合理地运行。 可见矿井主通风设备的选型设计是至关重要的一个环节。若设备选型不合理，不但不能保证各个开采时期矿井通风（风量和风压）的要求，而且还会出现技术上落后，经济上不合理，或出现大马拉小车，设备能耗大，使用维护费用高等现象。目前仍有一些矿井主通风设备老化，运转费用高需改造；还有些矿井设备能力不足，不能满足矿井各个开采时期通风的要求；还有些矿井设备选型偏大，不能有效发挥设备应有的效能。为此探析主通风设备选型设计的优化设计问题是当务之急，必须给以足够的重视。

优化设计是从多种方案中选择最佳方案的设计方法。主通风设备选型的优化设计，能从众多高效、先进的主通风设备中，选择最适宜本矿井通风的通风设备。现结合自己的专业课教学和现场的生产实际，着重谈谈矿井主通风设备选型中的优化设计问题中必须给以重视的几个方面，与同行们共勉。为确保铁能公司主通风设备在服务年限内安全、可靠、经济、合理地运行做出贡献。

1 明确设计的原则和设计的任务
1.1进行矿井主通风设备选型时应遵守设计的原则
   （1）通风设备是矿井正常生产的命脉，但由于矿井生产地质条件比较复杂，变化又较大，工作环境比较恶劣等特点。要求必须在设备服务年限内“安全、可靠、经济、合理”的正常运转，并且还要有一定数量的备用，检修设备。

   （2）根据国情和现有设备状态，结合矿井实际情况，尽量优先采用国产或引进的先进设备，采用先进的技术和经验，并且要求初期投资和运转费之和要少，或整个服务年限内技术经济指标合理，符合国家技术标准。

   （3）设计中要严格遵守“煤矿安全规程”、“煤矿设计规范”中的有关规定。

1.2 矿井主通风设备选型提出设计的主要任务
    （1）计算通风机必须产生的风量和负压

    （2）选择风机类型和型号

    （3）选配辅助装置

    （4）确定设备组合方案

    （4）造配电动机

    （6）提出经济核标结果

2优化法选择矿井主通风机
选择通风机的方法有两种，其一利用风源类型特性选择；其二利用风源个别特性选择。

2.1利用类型特性选择

当同类型产品型号较多时，可以利用此法。这样可以在同类型产品中选择满足本矿通风要求的风机的最有利的叶轮直径和转速（高效率风机）。但须注意离心风机应采用等效网路平均等积孔进行计算风机最有利的叶轮直径和转速；轴流风机应按等效网路最小等积孔进行计算风机最有利的叶轮直径和转速。

 2.2利用个别特性选择
 作为选择对象的类型风机中的型号较少时，可利用个别特性直接选择风机，这样简单。只要将等效网路参数，与风源特性上最优工况参数直接对号即可。在特性图上两参数点愈接近，则该风机的型号愈适当，这是显而易见的。

目前投放市场的新型高效风机的类型较多，各类型风机的型号也很多，为实现优化设计的目的，保证通风设备安全、可靠、经济、合理地运行。采用方案对比的方式进行选择风机是必须的。因此应推广采用类型特性优化选择矿井主通风机（主扇）。

2.3选择矿井主通风机时应注意的几个问题
    （1）在同一矿井应尽量采用单一风机工作制。确有困难时，采用两台风机并联，最好是同类型同型号；

   （2）选择风机，应满足第一水平各个时期的负压变化，并适当照顾下一水平的通风要求，负压变化较大时，可考虑分期选配电机，初装电机的使用年限不宜少于10年；

   （3）选用轴流风机时，在最大负压和风量时，用的叶处安装角应比最大安装角小5度；选用离心风机时，用的转速比最大转速小10％，以留有余量；

   （4）选择风时，应有足够的调节范围，以满足使用年限内，工况不超出工业利用区的要求（安全、可靠、经济、合理地运行）。

3 利用优化法选择风机的类型
风机的类型选择，主要由风源必须风量和风压，考虑风机运行的经济性和产品的先进性及市场供求关系等因素综合考虑而确定的。因此要求设计者必须广泛进行市场调研，熟悉掌握技术上先进，经济性合理的各类高效风机的类型及其性能特点，收集反映风机类型的特性曲线或产品说明书等第一手资料——这部分工作量虽然很大但是不可缺并且必须要做好的。这是做好选优化设计的前期准备工作。

据调研和查相关文献，目前以投放市场技术上先进，性能上合理的轴流式与离心式两大类风机中高效的风机类型主要有如下几种：

3.1轴流式风机
   （1）2K56型轴流风机，有4个机号，装置最高静压效率可达85.3%，高效区宽广。装置静压为800—5600Pa，风量范围为20—320m3/s。采用逆转反风，且无需其它操作，即能完成反风任务，反风量达到正常风量的60%以上（1992年版《煤矿安全规程》将反风量为正常风量百分比率的要求，由60%改为40%）。

   （2）KZS型轴流风机，有4个机号，装置最高静压效率可达84%，装置静压为700—4200Pa，风量范围为20—240m3/s。采用逆转反风，反风时需将中、后导叶的安装角大幅度旋转，反风量超过正常风量的60%以上。

   （3）BDK65型轴流风机 风机最高装置静压效率可达86%以上，高效区宽广，一般可确保矿井从初期至末期工况效率不低于70%。采用逆转反风，且无需其它操作，即能完成反风任务。在各种工况下反风量均能达正常风量的70%以上。

   （4）GAF型轴流风机，该风机产品品种齐全，可满足大、中型矿山所有通风条件的要求。具有全效率高90%，高效区宽。采用动叶调整机构调整叶片安装角，设有刹车装置，调整工作既快又准确。它既不采用反风道反风，也不用逆转，反风量可达正常风量的90%，反风操作简便，可以在规定时间内完成。

   （5）FBCDZ型对旋轴流风机，为大型煤矿防爆轴流通风机，具有高效、节能、低噪声的优点，风机最高装置静压效率可达86%以上，高效区宽广，可确保矿井在三个开采阶段主通风机效率均为75%以上。达到了我国矿用主通风机的领先水平。采用风机反转反风，且无需其它操作，即能完成反风任务。