通风系统检测(共8篇)
隧道通风系统检测技术方案
1.隧道通风控制检测系统
概述
通风控制系统是在适时检测隧道内CO、VI、TW参数的基础上,将这些数据传送到中控室的通风控制计算机,计算机以检测到的环境参数(CO、VI、TW)为依据,配合交通控制状态,选择风机的控制方式,在保障行车安全的环境条件下,尽量减少风机的运转,从而达到保证隧道正常运营而且节约能源的目的。
通风系统构成
隧道通风系统由隧道管理室监控主计算机系统;微机及PLC系统;一氧化碳能见度检测仪、风速仪、风机驱动配电柜及隧道内风机等系统组成。1.1 CO、VI检测仪
COVI检测器由一氧化碳/能见度检测探头、评价控制单元、安装支架、连接电缆等部分组成。CO测量采用负气体吸收相关吸收原理,在特定的CO 红外吸收光谱的CO吸收峰来测量CO浓度,即发射单元发射特定自红外线,通过10米测量路径发射到接收单元,通过测量特定红外波的衰减,测量CO浓度;能见度测量是通过另一分离通道,由发射/接收单元发射光波,通过10米测量通道到达反射单元,反射光再经原来的10米测量路径反射到发射/接受单元,光束经过衰减,得到的信号经过评价控制单元处理为测量值,就是能见度检测值。
在隧道内的一氧化碳及烟雾透过率检测器,根据隧道的通风方式,在一氧化
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碳浓度比较高和烟雾透过率较低的通风竖井进风口附近及隧道山门附近,设置COVI检测器。隧道内CO、VI检测仪一般按三个断面布设,即进口100米-200米、隧中及距出口100米-200米左右布设。德国有关公路隧道设备的RABT法规中提供了COVI检测仪的安装建议:
第一安装点设在隧道入口处约150米处; 设备安装高度大约在3.5—4.5米;
内部CO浓度和烟尘含量沿车行方向呈逐步上升的趋势,在隧道的中后部会达到峰值,故在设备安装的过程中,可适当考虑在隧道中后部相邻设备近距离安装;
CO、VI检测布设在行车方向右侧壁人行道上方3.5-4.5米左右位置,上方应无衬砌接缝漏水现象。COVI检测器用以快速、准确、连续地自动测定隧道内的—氧化碳浓度和隧道内全程烟雾透过率数据,由区域控制器采集数据,监控系统将检测数据与标准值进行比较,对风机的启停控制提供参数依据,供操作人员临视隧道内气体环境污染情况,同时可协助操作人员人工控制风机。
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检测仪具有自动补偿污染和长期漂移的影响,隧道用CO、VI检测仪是自动检测隧道内CO浓度值和烟雾透过率的现场设置CO、VI检测器,采用德国SICK公司的VICOTEC414。
在安装调试时,有校验调试设备。(a)构造及材料
*外壳用坚固的压铸外壳,外面涂有经测试的防腐涂料,并带防护罩,恒温加热的VI和CO镜面。具有现场数据控制显示功能,检测器在电气和机械方面,已具备坚固、牢靠、耐腐蚀的特点。*引出线上电缆。*具有现场显示。*检测器是密封型。(b)主要技术指标
CO/VI检测器型号:VICOTEC414
测量原理: CO:红外吸收,负气体相关 VI(能见度):光透过滤检测
测量距离: 10米
测量范围: CO:0-300ppm;VI:k=0-15x10-3/m 测量精度: CO:0-150ppm,+/-2.5%;150-300ppm,+/-4% VI:+/-1.35% 分辨率: CO:1ppm,自动校准 供电: 190-260VAC,50Hz
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防护等级: IP65 负载: 500欧姆
输出信号: DC 4-20mA/RS422/RS232/RS485,CAN数据总线 环境温度:-30-+60℃ 湿度: 95% 有继电器输出来指示工作状态 不受环境干扰光影响测量精度
为现场维护和显示需要,带显示控制单元。带自诊断功能,及时显示故障类型和原因。维护:一年擦拭一次光学镜面。制造商:SICK MAIHAK 德国
1.2风速风向检测器
风速风向检测器采用超声波的原理测量隧道的环境温度和风速风向,其是由二个超声波发射/接受单元、数据处理评价单元、安装支架、连接电缆等部分组成,具有现场显示功能。
本检测器采用德国SICK公司FLOWSIC200,系自动检测隧道内风向和风速的现场设置式TW检测器;隧道内根据通风方式,在隧道内通风竖井进风门和排风口附近共设置风速风向检测器,自动测定隧道内平行于隧道壁而的风向、风速数据以检测风机的运行情况。安装在隧道两侧内壁上,高度为4.2米,两探头与隧道纵向中心线夹角为30-60度,以45度为宜。
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*外壳以钢板或铸铁制造。检测器在电气和机械方面,具备有坚固、牢靠、耐腐蚀的特点,而且检测器考虑防腐、防湿、防尘。
*引出线为电缆及超声波探头间的连接电缆。*检测器具有现场显示。
(c)技术性能.隧道风速风向检测器
型号: FLOWSIC200 测量原理: 测量范围: 精度:
超声波,传送时间差测量-20m/s 至 +20m/s,任意设定
0.1m/s
0-300s,任意设定
5-20m, 更远可根据要求提供
0/2/4-20mA 响应时间: 测量距离: 模拟输出:
继电器输出:4个编程继电器输出,每个触点最大48V 1A AC;0.5A DC。报警值1-4故障,自检,维护报警 接口: 服务接口 RS232(可选接口 RS422)
-20至+50℃ 220V AC,50Hz IP65 环境温度: 供电电压: 防护等级:
制造商:SICK MAIHAK 德国
3.说明
3.1 对于隧道内一氧化碳和能见度检测器,我公司提供的VICOTEC414一体化CO/VI监测仪,可用一套仪器同时检测CO浓度和能见度,在测量区域内CO对红
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外线的吸收测定CO浓度,透射光强度的衰减则反映能见度的变化。
VICOTEC414的标准测量距离为10米,覆盖范围广,而能见度的测量经过反射,实际测量路径为20米,结果有代表性。(b)输出信号
VICOTEC414检测器不但具有输出信号:DC 4-20mA/RS422/RS232.CAN数据总线;而且还具有3组继电器输出,可在线反映检测器的工作状态(CO故障;VI故障;维修/污染/报警指示)设备从而能得到更好的检修和运转。(c)现场显示的优点
VICOTEC414有带显示的数据评估单元,可以现场显示,在产品单独调试和PLC等设备连调时起到很大的作用.(d)VICOTEC414带有先进的校验装置可以在设备工作时,得到更为准确的分析测量数值。
3.2 隧道风速风向检测仪,我公司提供的FLOWSIC200采用超声波测量技术,并安装在隧道壁两侧,进行隧道全断面平均流速监测,SICK公司的检测器测量距离能达到5—20m(更远可根据要求提供),完全含盖整个隧道宽度,能测量到隧道全截面风的流速结果代表性好。测量精度为+/-0.1m/s。
输出方面FLOWSIC200检测器还具有4组继电器输出,可在线反映检测器的工作状态,设备从而能得到更好的检修和运转。
4.西克麦哈克(北京)仪器有限公司是德国SICK MAIHAK公司控股的中德合资公司。注册资金为160万欧元,现有员工70人。作为SICK MAIHAK公司的子公司,负责SICK MAIHAK公司产品在中国的销售和技术服务。本公司全面继承原代理公司业务,全权代表SICK MAIHAK公司为中国用户服务。
目前在中国的国内(包括香港)已有百条智能交通隧道在使用以上产品,其中最早隧道的已使用了10多年,产品性能良好,故障维修率低。
5.SICK MAIHAK在交通行业的业绩(附后)。
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2006年2月
镇江韦岗铁矿有限公司 (以下简称“韦岗铁矿”) 是江苏省重点黑色金属矿山, 于1976年开始建设, 1988年投入试生产。设计生产规模为年采选铁矿石40万t。铁矿矿床成因类型属矽卡岩型, 矿体隐伏地下, 属热水型铁矿床, 矿石品位达40%。
1韦岗铁矿井下通风系统概况
1.1采矿方法
采用无底柱分段崩落法, 1 m3电铲出矿。井下采矿阶段高度100, -100, -200 m为运输出矿水平 (-100 m以上己结束) , -150 m为辅助中段, 采矿分段高度12.5 m, 各分段之间通过采区斜坡道联络。
1.2开拓系统
韦岗铁矿为井下开采, 采用中央竖井开拓方式。目前-200 m为开拓运输水平, 开拓系统从东到西包括东回风井、副井 (单罐提升, 通-50, -100, -150, -200 m中段) 、措施井 (罐笼井, 现己废弃) 、西风井以及主井 (箕斗提升) 等5条井筒, 副井最低到-200 m中段, 主井溜破系统-245 m为井下粗破硐室, 采用2 m3箕斗提升, -306 m为粉矿回收水平。
1.3矿井通风系统
韦岗铁矿采用两翼对角抽出式通风系统, 中央副井为主要进风井, 措施井辅助进风, 主井少量进风, 两翼的东、西回风井承担井下所有污风、炮烟及粉尘排出任务, 在东、西回风井地表设置回风机站, 各安装一对旋风机作抽出式运行, 因采区东部通风困难, 利用6#溜井作为采区东部回风井, 在井下-100 m 6#溜井联巷设置有一台30 kW无风墙辅扇。
2通风系统测定
由于地表两回风机站风机已运行多年 (1993年技改时安装) , 性能严重下降, 随着生产水平的延伸, 通风技改工作及相应的通风工程未能及时跟上, 东塘口塌陷区漏风及采区地热影响, 井下作业环境愈加恶劣, 现有通风系统已经不能满足采矿生产的要求, 严重影响了井下安全生产的顺利进行和矿山的健康发展。2008年5月, 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司和韦岗铁矿的通风安全技术人员对韦岗铁矿通风系统现状进行了全面测定。
2.1风量测定
通风系统总回风量48.48 m3/s, 其中东回风井-50 m总回风巷、西回风井地表机站各回风6.00, 42.48 m3/s, 远远不能满足井下安全生产的通风降温、排尘排炮烟要求。
系统总进风量34.27 m3/s, 副井、主井、措施井分别进风6.11, 114.75, 13.41 m3/s。
通风系统总进风量比总回风量少14.21 m3/s, 均由上部塌陷区通过采空区封闭不严的进路进入生产区域。井下风量测定结果如表1所示。
注:测风员断面S人=0.35 m2。
2.2有毒有害气体测定
选择有代表性的地点于作业工人呼吸带处, 测试空气中二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物、硫化氢及二氧化硫的浓度。测定地点见表1, 检测结果对照《工业场所有害因素职业接触限值》GBZ2-2002标准均不超标。
2.3粉尘检测
选择采区进风源、人员通行联络巷、凿岩及出矿等地点于作业工人呼吸带处测试粉尘的浓度, 检测结果最高为0.8 mg/m3, 由于井下各检测点作业强度不大, 风速较低, 且空气湿度及温度均较高, 粉尘检测数据均未超标。
2.4温度、湿度检测
温度、湿度测定数据显示, -200 m运输水平以及-l37.5, -150, -162.5 m作业分段温度均超过安全规程标准28°C, 检测点温度合格率为68.75%。
3通风系统整改方案研究
根据井下通风系统现状检测结果, 通风系统整改必须解决以下的几个主要问题: (1) 根据近年采掘计划重新确定矿井总风量; (2) 更换现有风机, 优选性能良好的风机, 并重新设计机站结构, 提高机站运行效率; (3) 解决措施井及采空区短路漏风问题; (4) 理顺采区进回风风路; (5) 综合考虑深部开拓、探矿及上部残矿回收的通风问题。
3.1矿井总风量
韦岗铁矿2008年采掘计划出矿量50万t, 实际采掘总量 (包括废石) 超过55万t, 根据采掘生产计划、采矿方法及井巷网络结构特点, 以及作业采场的分布情况, 结合本次通风系统检测呈现的问题, 并考虑矿井通风系统存在难以避免的漏风, 同时也包含有风量调整不准、调整不及时以及适应生产不均衡等备用风量因数, 将矿井总风量确定为91.2 m3/s, 万吨风量比为1.66。
3.2通风系统
3.2.1 风流组织
通风系统方案仍然采用中央进风、两翼抽出式通风方式, 新鲜风流主要从副井进入, 通过-150, -200 m副井石门进到各作业分段及-200 m运输水平, -100 m副井石门少量进风解决-100 m西线探矿巷及东部炸药库通风问题;-100 m为主要回风水平, 采区污风通过西部采区回风斜井及东部6#溜井 (作回风井使用) 上到-100 m回风巷, 分别进入西风井、东风井排出地表。溜破系统新鲜风流由主井进入, 回风通过粉矿井、-200 m联络巷进入西风井排出地表。
3.2.2 机站设置
总的回风机站仍分别设置在东、西回风井地表现机站位置, 对机站结构重新优化设计, 以减少机站局阻、提高机站效率;机站风机均配备变频调速器, 以实现调控灵活及节能目的。
采区-112.5 m西部回风斜井联络巷、-187.5 m通风斜井与6#溜井之间联巷分别设置无风墙机站, 以增加采区西部采场和-200 m运输水平通风量, 现有-100 m 6#溜井联巷无风墙辅扇撤除。
3.3通风工程及通风构筑物
(1) 措施井井口封闭 (预留活动盖板, 作为安全出口通道) , 解决-50
m西风井短路漏风问题。
(2) -100 m副井石门、-100
m斜坡道东侧大巷各设置一道风门;-100 m通-50 m的设备井和人行井联巷各一道设置风门, 解决-100 m副井及采空区漏风短路问题;恢复完善-100, -112.5 m等通空区进路的风门、风墙等。
(3) 疏通-100~-187.5
m采区西回风斜井及其联络巷的渣石, 保证通风断面达到5 m2以上。
(4) 疏通-200~-187.5
m回风斜井及上部各分段6#溜井联巷的渣石, 减少通风阻力。
(5) 检修并恢复-200
m西风井联巷风窗、风门照常使用, 避免西风井-200 m回风量过大从而减少-100 m采区回风量。
4通风系统整改效果
通风系统整改后, 东、西回风井地表分别选用一台K40-6-No18型号风机 (90 kW/台, 叶片角度32°作抽出式运行, 矿井总风量达到94.23 m3/s, 较整改前提高45.75 m3/s, 东、西回风井分别回风42.63 m3/s, 51.60 m3/s。系统通风阻力1 179 Pa, 副井、主井分别进风90.49, 3.74 m3/s。
生产中段进风量提高, 明显改善了采掘作业环境的通风效果, -100, -150, -200 m副井石门进风量分别为7.74, 54.23, 28.52 m3/s。
-100 m东、西总回风巷回风量分别为42.63, 36.83 m3/s, -200 m东回风斜井回风量11.06 m3/s, -200 m西风井回风量14.77 m3/s。
5结束语
镇江韦岗铁矿有限公司通风系统经过调整改造, 矿井总风量提高近一倍, 各生产中段风量分配更加合理化, 井下作业条件改善, 提高了生产效率, 经济效益显著。
摘要:介绍了镇江韦岗铁矿有限公司井下通风系统的概况, 分析了通风系统的测定, 提出了相应的整改方案。
【关键词】通风安全;基础材料;测风;风压
Mine ventilation safety evaluation of the maintenance and operation of the ventilation system
Bian Feng
(Schenck (Tianjin) Industrial Technology Co., Ltd Tianjin 300385)
【Abstract】Mine is a high-risk industry, in the coal mine production safety evaluation is extremely important. Firstly, a more detailed description of the safety evaluation of mine ventilation, mine ventilation and the factors that cause safety problems were analyzed, and finally how to do Ventilation Safety presented the author's own views.
【Key words】Ventilation and safety;Basic material;Wind;Wind pressure
安全评价是指运用定量或定性的方法,对建设项目或生产经营单位存在的职业危险因素和有害因素进行识别、分析和评估,以此判断工程和系统发生事故和职业危害的可能性及其严重程度,提出安全对策及建议,制定防范措施和管理决策的过程。我国的煤炭工业在国民经济发展中具有重要的基础地位,为了保证煤矿矿井建设和生产过程的安全,安全评价在煤矿企业中显得极为重要,通过对煤矿生产系统潜在危险进行相关评价,找出事故原因,建立煤矿企业安全生产环境。本文旨在介绍煤矿安全通风评价的基础上,探讨如何确保煤矿的安全通风。
1. 煤矿通风安全评价
1.1 对矿井通风系统的评价。
煤矿通风系统要以保障煤矿井下各用风地点风流稳定为出发点。煤矿的通风系统分为中央并列式、对角式、分区式等。要根据通风系统的特点,识别留设煤柱或岩柱是否满足该矿通风系统的要求;判别各种通风设施如风门、风窗、风桥、密闭是否符合要求,矿井负压是否符合要求;矿井的风机、反风设施是否符合要求。判别煤矿通风系统中存在的角联部位,特别是煤矿多水平生产,多井口进风的角联,分析、保障角联井巷中通风稳定的措施。合理的采(盘)区通风系统是保障采掘各用风地点实现独立通风、通风稳定的条件。如采区进、回风巷必须贯穿整个采(盘)区,高瓦斯、或有煤与瓦斯突出矿井的采区,开采容易自燃的煤层,必须设置专用回风巷。低瓦斯开采煤层群,分层开采采用联合布置的采(盘)区必须设置专用回风巷。回采工作面的通风系统有上行、下行通风之别,由于煤矿瓦斯密度较空气轻,上行通风风流与瓦斯自然流动状态一致,便于带走瓦斯。因此《煤矿安全规程》规定大于12°的煤层必须采用上行通风,如要采用下行通风,工作面的风速必须大于1m/s。煤矿总回风巷的瓦斯及二氧化碳是煤矿通风各使用点通风稳定晴雨表,要通过煤矿一定时期总回风巷瓦斯测定记录,总回风巷瓦斯及二氧化碳浓度稳定或者变化,来判定通风系统中是否存在问题。
1.2 对矿井通风管理评价。
对矿井的通风管理评价,需要建立并且完善通风管理制度、日常管理机制和反风演习制度,这些不仅是进行通风管理评价的保证,而且也是保持煤矿通风稳定的根本措施。对煤矿通风管理进行评价,可以及时发现影响矿井通风安全的因素,了解各个通风地点对通风系统的影响作用,为不断改善通风系统提供可靠的依据。
1.3 对煤矿通风基础材料的评价。
煤矿比较容易出现瓦斯和氧化物质。煤矿通风的基础材料包括对瓦斯、氧化物浓度检测以及煤层自然发火性和爆炸性的检测结果。根据我国有关的法律规定,矿井每年都要对瓦斯、氧化物浓度进行鉴定,具体包括二者的涌出量和绝对涌出量,再经有关部门审核、批准,在煤矿管理机构备案。同时我国法律对自然发火性和爆炸性也做出了相应的规定。
1.4 对煤矿测风的评价。
(1)煤矿测风工作是通风管理的一项日常工作。测风数据一方面必须真实、准确,同时测风地点要全面,能反映出通风的状况。测风地点应包括进、回风井,主要进风巷、回风巷,采(盘)区进、回风巷,采掘用风点进、回风巷;可能漏风区域如:风门、风桥、密闭等;低风速区域:掘进工作面,回采工作面上隔角,角联巷道等。
(2)根据矿井测风数据,计算矿井各用风地点的风流风速。煤矿井下风流状态要求为层流,紊流可将井下有害气体如瓦斯、二氧化碳等有害气体随风流带走,紊流状态要求井巷中的风流风速必须大于《规程》规定的最小风速。同时由于巷道风速低的特点,低风速区域也是瓦斯容易积聚的地方,是管理重点。井巷风流风速过大,容易造成煤尘(粉尘)的飞扬,必须低于《规程》规定的最高风速。根据《规程》163条的规定,通过计算评价各用风地点的风量是否满足需要。漏风是矿井的必然现象,通过测风,要计算矿井外部漏风、内部漏风。内部漏风又分直接进回风间的漏风和漏到采空区的漏风。外部漏风,直接进回风间漏风影响矿井的通风效率,而漏入采区的风量,对于开采有自燃发火性煤层的矿井将是严重的自燃发火隐患。
1.5 评价结论的阐述。
根据上述内容进行评价、计算、判断,对下述问题作出结论:(1)影响矿井通风的矿井灾害因素。(2)井下各用风地点对保障矿井通风系统的影响因素。(3)矿井开拓开采对矿井通风的影响因素。(4)说明矿井低风速区域、高风速区域。(5)对矿井漏风地点、大小、危害性质作出说明。(6)矿井自然风压对矿井通风影响程度。
2. 煤造成煤矿通风安全问题的因素分析
2.1 煤矿系统还不完善。
通风系统不完善指的是通风方法和方式不符合煤矿的实际生产情况。通风系统混乱会直接影响系统风量不足,导致采掘面处于微风甚至是无风的状态下,瓦斯积聚增多,达到爆炸的浓度。
2.2 煤矿通风设施不安全、不可靠。
从已经发生的煤矿事故可以得出,很多煤矿企业的通风设备存在一定的问题,有的甚至还会出现漏风的现象,这样使得矿井环境处于微风的状态下,很容易使瓦斯积聚,甚至会发生爆炸。例如:山西大同发生的瓦斯爆炸事故的主要原因就是由于煤矿的通风设施不可靠,使设施破坏,出现严重的漏风现象,最终导致悲剧的发生。
2.3 煤矿安全管理秩序混乱。
有些煤矿事故是由局部通风不合理造成的,有时安装多个通风设施时运用串联的方式,串联的风机和出风口没有密封的装置,也没有负压风机协助工作,这样并没有把地面上的新鲜空气送到地下,只是产生大量的循环风。所以,矿井产生的大量有害气体没有被排出,在矿井内积聚,严重时会导致人中毒死亡。
2.4 盲巷管理不严格。
煤矿企业对盲巷的管理不按照一定的规章制度进行管理,很容易发生煤矿事故。对于盲巷工作区域没有进行封闭工作,工作人员可能会违章误入,导致死亡。对于需要修复的盲巷,更应该引起重视,及时发现问题,及时处理,防止密闭瓦斯的渗入,留下爆炸的安全隐患。
3. 做好通风安全的措施
3.1 煤矿企业应该把自身的实际情况作为出发点,制定出一套合理的、科学的通风系统方案。
3.2 矿井都是在变化的,根据变化对通风系统加以改进,从而保证矿井的作业安全。对通风系统的改善要坚持以控制通风的稳定性为前提,避免不合理串联通风的出现,从而使煤矿生产得到一定的保障。
3.3 在注重通风管理方面的问题时,还要加强监控管理,不断提高矿井装备的水平,避免出现瓦斯超限工作,甚至发生爆炸。矿井企业要安排专业的瓦斯检测人,对矿井下的瓦斯随时进行检测,及时发现问题并采取有效的措施去处理。每周或者是每个月都要对全体职工的安全技术进行培训工作,提高全体人员的素质和安全意识,不断完善矿井安全制度。
4. 煤矿通风系统的运行与维护
4.1 一般规定。
(1)入井空气温度及采掘工作面、机电硐室温度符合规定;(2)井巷风速及采掘工作面风量配备符合规定;(3)有害气体浓度符合规定;(4)专用回风巷、专用排瓦斯巷、总回风巷及采区进回风巷管理符合规定;(5)矿井、水平、采区、采掘工作面及主要硐室通风符合规定;(6)采掘工作面通风方式符合规定;串联通风符合规定。
4.2 运行管理。
4.2.1 矿井主要通风机的运行管理。
(1)主要通风机安装及漏风率符合规定。(2)主要通风机台数、能力及配套电机符合规定,必须保证连续运转。(3)防爆门至少每6个月检查维修1次。(4)主要通风机至少每月检查1次。(5)主要通风机定期进行性能测定。(6)每季度检查1次反风设施,反风演习符合规定。(7)主要通风机专职司机培训、操作符合规定。
4.2.2 矿井通风设施管理。
(1)进回风井之间及主要进回风巷之间的每个联络巷中,必须砌筑永久性挡风墙;需要使用的联络巷,必须安设2道联锁的正向风门和反向风门。(2)采空区必须及时封闭。必须随着采煤工作面的推进逐个封闭通至采空区的连通巷道。采区开采结束45天内,必须在所有与采区相连通的巷道中设置防火墙,封闭采空区。(3)不应在倾斜的运输巷中设置风门;如果必须设置,应设置自动风门或设专人管理,并有防止矿车或风门碰撞人员以及矿车碰坏风门的措施。
4.2.3 矿井通风系统的调整。
(1)改变全矿井通风系统时,必须编制通风设计及安全措施,由企业技术负责人审批。(2)巷道贯通必须符合108条规定。(3)改变主要通风机转数及叶片安装角度时,必须经矿技术负责人审批。(4)建立定期测风制度,及时根据需要调整工作面风量。
4.3 矿井通风系统的改造与优化。
4.3.1 及时调查掌握通风系统现状。
(1)进行主要通风机装置的性能测定,了解主要通风机的性能。要求测定风机内部和各种间隙,检查叶片、导叶的安装角度以及风硐中风流控制设施的严密程度,查看风硐和扩散器的结构、断面、转弯和扩散器出口风流的速度分布;测定电机的负荷率。(2)预测待采地区的瓦斯涌出量和地温变化。(3)对矿井最大通风阻力路线进行测定,了解其阻力分布和阻力超常区段,为降低阻力提供依据;对主要分支的风阻值以及典型巷道的阻力系数进行测算,为网络解算提供数据。
4.3.2 分析评价通风系统现状。
核算矿井的通风能力:主要通风机装置通风能力核定,井巷通过能力核定,矿井最大阻力路线的阻力分布,矿井生产布局分析评价,是否存在集中生产,矿井抽采系统能力的分析评价,提高抽采效果。
4.3.3 方案拟定。
拟定原则:立足现状,着眼长远,因地制宜,对症下药,投资少,见效快,既要保证安全生产,又要增风节能。
(1)先考虑现系统的维护与优化,再考虑改造,新开掘巷道、开新井和设备更新。(2)注意采取新措施。(3)降低最大阻力路线上的通风阻力,提高主要通风机的综合效率。(4)对多主要通风机系统进行综合考虑,充分发挥各个系统能力。(5)多方案优选。
4.3.4 主要措施。
(1)改变通风网络。适当开掘新巷道,增加并联风路,封闭旧的串联风路。(2)开掘新风井,改变通风系统。(3)调整和改善通风系统。(4)改造通风网络,降低通风阻力。
5. 结束语
对于煤矿企业来说,做好煤矿通风评价是必不可少的工作程序,这样较科学的判别出在煤矿通风工作中存在的问题,这样我们才能对症下药,找到问题的根本,提出相应的解决措施和防范措施。
参考文献
[1] 国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[S].2005.
[2] 国家安全生产监督管理局.安全评价.北京:煤炭工业出版社,2005.
[3] 崔刚,陈开岩.矿井通风系统安全可靠性综合评价方法探讨[J].煤炭科学技术,1999.
[4] 刘立平,林登发,何朝远.矿井瓦斯爆炸危险性定量分析[J].重庆大学学报,2001.
通风系统管理制度
通防科
2014年7月23日
东风煤矿通风系统管理制度
第1条 为了认真贯彻落实“系统合理、设施完好、风量充足、风流稳定”的要求,确保通风可靠。特制定东风煤矿通风系统管理制度。
第2条 全矿要高度重视通风系统管理工作,成立以总工程师为组长的通风系统管理领导小组,明确各级管理人员及相关部门的职责,并严格落实。
第3条 通风系统必须合理、稳定、可靠;风量、风速满足《煤矿安全规程》(以下简称“规程”)的相关要求。
第4条 必须有完整的独立通风系统。新水平延伸、开拓新采区或改变一翼、一个水平、一个采区等矿井通风系统时,必须编制通风设计及安全措施,报中铝恒泰合矿业有限公司(以下简称“公司”)总工程师批准后实施。
第5条 生产水平和采区必须实行分区通风。
准备采区,必须在采区构成通风系统后,方可开掘其他巷道。采煤工作面必须在采区构成完整的通风、排水系统后,方可回采。
每个采区必须设置至少1条专用回风巷。采区进、回风巷必须贯穿整个采区,严禁一段为进风巷、一段为回风巷。
第6条 采、掘工作面应实行独立通风。
同一采区内,同一煤层上下相连的2个同一风路中的采煤工作面、采煤工作面与其相连接的掘进工作面、相邻的2个掘进工作面等,不得采用串联通风。
采区内为构成新区段通风系统的掘进巷道或采煤工作面遇地质构造2
而重新掘进的巷道,布置独立通风确有困难时,其回风可以串入采煤工作面,但串联通风的次数不得超过1次,且串联通风期间必须停止采煤工作面的一切作业,制定安全技术措施报矿总工程师审批;构成独立通风系统后,必须立即改为独立通风。
第7条 采煤工作面不得采用下行通风。
第8条 采掘工作面的进风和回风不得经过采空区或冒顶区。无煤柱开采沿空送巷和沿空留巷时,应采取防止从巷道的两帮和顶部向采空区漏风的措施。
矿井在同一煤层、同翼、同一采区相邻正在开采的采煤工作面沿空送巷时,采掘工作面严禁同时作业。
第9条 采空区必须及时封闭。必须随采煤工作面的推进逐个封闭通至采空区的连通巷道。采区开采结束后45天内,必须在所有与已采区相连通的巷道中设置防火墙、封闭采区。
采煤工作面回采结束后,必须在45天内永久封闭完毕。第10条 控制风流的风门、风桥、风墙、风窗等设施必须可靠。不应在倾斜运输巷中设置风门;如果必须设置风门,应安设自动风门或设专人管理,并制定专门的安全技术措施,防止矿车或风门碰撞人员以及矿车碰坏风门。所有工作面回风侧不得设置风窗。
第11条 矿井通风阻力测定每3年至少进行1次。矿井转入新水平生产或改变一翼通风系统后,必须重新进行矿井通风阻力测定。
第12条 必须加强巷修工作,严格落实巷道维修制度,确保矿井通风阻力符合规程相关规定。
第13条 进、回风井之间和主要进回风巷之间的联络巷内,必须砌筑永久性风墙;需行人、过车的联络巷内,必须安设两道联锁的正向风3
门和两道反向风门。
第14条 避免出现角联通风巷道,特殊情况下,须在角联通风巷道内安设风速和瓦斯传感器。
第15条 对井下不用的巷道或废弃巷道应及时封闭,以简化和优化通风系统。
第16条 本矿主要通风机为轴流式风机,能进行反转反风,但必须确保能在10分钟内改变巷道中的风流方向;当风流方向改变后,主要通风机的供给风量不应小于正常供风量的40%。
每年应进行1次反风演习;矿井通风系统有较大变化时,应进行1次反风演习。
矿总工程师每季度至少组织1次反风设施检查,发现问题必须及时整改,并作好详细记录。
第17条 矿井必须建立测风制度,每10天进行一次全面测风。对采掘工作面和其他用风地点,应根据实际需要随时进行测风,每次测风结果都应写在测风记录牌上。应根据测风结果采取措施,进行风量调节。
测风结果按旬报矿总工程师审核签字。
第18条 矿井必须按月绘制通风系统图、通风系统立体示意图和矿井通风网络图,并及时修改。图中标明风流方向、风量和通风设施的安设地点。多煤层同时开采时,必须绘制分层通风系统图。
第19条 矿井每月必须编制风量分配计划方案,报矿总工程师审批。方案应包括矿井总风量、采掘工作面风量、峒室及其他地点风量等内容。
生产过程中,若采掘工作面瓦斯涌出量变化较大,应按实际瓦斯涌出量重新核定风量,编制风量调整报告,报矿总工程师批准后实施。
第20条 矿总工程师每月至少组织一次通风系统审查、分析专题会议。审查、分析应包括下列主要内容:
1.审查分析矿井、采掘工作面及硐室专用回风系统是否符合要求、是否存在角联通风巷道、通风系统是否合理、进回风系统是否畅通、通风设施是否可靠等;
2.审查分析井下巷道的风量、风速、瓦斯浓度、温度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度等是否符合规程规定;
3.审查分析采、掘工作面的布置是否合理;
4.审查分析井下巷道断面是否满足通风要求、巷道状况是否完好; 第21条 矿井必须采取定期和不定期检查、全面检查和重点检查等方法对通风系统进行巡视检查。
第22条 矿井通风系统巡视检查时间应符合下列要求:
1.回风巷道(包括硐室)、角联通风巷道每班至少巡视检查一次,进风巷道每天至少巡视检查一次;
2.掘工作面、采煤工作面及其运输巷、回风巷每班至少巡视检查一次;
3.通风系统发生变化(包括巷道贯通、新建通风设施、主要通风机负压发生变化等异常情况),须及时对相关巷道进行巡视检查。
第23条 矿井通风系统巡视检查内容应符合下列要求:
1.通风系统巡视检查内容应包括通风设施状况、巷道状况、巷道最小断面、风流瓦斯浓度、局部瓦斯浓度、温度、一氧化碳浓度及二氧化碳浓度;
2.矿井主要进、回风巷、硐室等井下所有通风的巷道都应纳入通风系统巡视检查范围。
第24条 通风系统巡视检查领导小组应认真收集、分析、整理各种资料,并建立通风系统巡视检查台帐。
第25条 盲巷管理必须符合以下规定
1、临时停工的巷道不得停风;否则,必须切断电源、撤出人员、设置栅栏、揭示警标,并设专职瓦斯检查员检查瓦斯、二氧化碳及其他有害气体浓度,当浓度超过《规程》规定,不能立即处理时,必须在24小时内进行封闭。
2、封闭盲巷时,密闭内至少安设一趟瓦斯抽采管路,管径不得小于100毫米,且瓦斯抽采管路进入密闭前,必须进行绝缘处理。
3、构筑临时密闭必须经公司通风防突部批准后方可实施,封闭时间超过15天的巷道必须构筑永久密闭。
4、有计划停电、停风前,必须制定专门的通风管理安全技术措施,经矿总工程师审批后实施。
5、采、掘工作面在相距盲巷20米前,技术科必须下达过巷警戒通知书,通防科必须制定专门的通风、瓦斯管理安全技术措施,经矿总工程师审批后方可实施等。
第26条 启封盲巷必须遵守以下规定
1、启封前,必须编制专门的安全技术措施,经矿总工程师批准后,由救护队负责实施。
2、安全技术措施应包括安设局部通风机、安装瓦斯传感器、排放瓦斯、拆除密闭和防止密闭内、外瓦斯超限等内容。
3、启封前,密闭内、外瓦斯浓度必须降到1.0%以下后,方可进行启封工作;
1、矿井必须有完整的通风系统,改变全矿井、一翼或一个水平的通风系统时,通防部必须制定相应的通风安全技术措施,在矿总工程师审查批准,同时备案。否则,罚通防副总工程师、通防部长、通风队长各100元。
2、改变一个采区、工作面的通风系统时,通风队制定相应的通风安全技术措施,报矿总工程师批准。否则罚通风副总工程师、通防部长、通风队长各100元。
3、矿井通风系统必须安全、稳定、可靠;主要进回风巷之间的联络巷必须砌筑永久挡风墙,确需行人、通车的联络巷应设置永久风门。
4、在准备采区时必须在采区内构成通风系统后才能投入生产;采区的进回风巷必须贯穿整个采区,严禁将一条上(下)山风巷分为两段,一段为进风巷,一段为回风巷。否则,罚责任单位负责人1000元。并责令改正。
5、矿井必须实行分区通风,通风系统中不得有不符合《煤矿安全规程》规定的串联通风、扩散通风、采空区通风。否则,罚直接责任人200元。
6、井下机电硐室、水仓等必须采用独立通风。
7、严格按“以风定产”的原则组织生产。采掘工作面和硐室的供风量应符合作业规程的规定,改变采掘工作面的风量必须经过矿总工程师批准。否则,罚直接责任人500元。严禁无风作业或微风作业。否则,罚直接责任人1000元,按严重“三违”处理。
8、新采区、新采面的设计,必须设计通风设施位置、规格、并保证该位置处巷道条件满足通风设施构筑的规定及使用要求。设计巷道的净断面,必须按支护最大允许变形后的断面计算。否则,罚直接责任人200元。
9、矿井各类巷道的风速必须符合《煤矿安全规程》的规定,且其有效通风断面要保持满足通风需要。否则应制定计划采取调整风量或改变巷道断面等措施。否则,每发现1处不符合,罚通风队队长和技术员各200元。
10、加强通风设施管理和主要通风机装置管理,减少矿井漏风,保证矿井的有效风量率不低于85%。否则,罚通风队长和技术员各200元。
11、矿井必须装备两套同等能力的主要通风机,一台工作,一台备用,备用风机必须能在10min内开动。否则,罚责任人500元。
12、装有主要通风机的出风井口应安设防爆门,防爆门每6个月检查维修一次,并有记录可查。否则,对机电部长、机电队长分别罚款500元。新安装的主要通风机投入使用前,必须进行一次通风机性能测定和试运转工作,以后每5年至少进行一次性能测定。否则,罚通风副总和通防部长各500元。
13、加强主要通风机装置及反风设施的管理。主要通风机装置及反风设施的日常管理和月度、季度检查由机电部门负责,机电队每月至少检查一次主要通风机装置,发现问题向机电部长、机电副矿长和矿总工程师汇报并立即处理;机电部和机电队每季度应至少检查一次反风设施。每次检查都要有详细记录,包括各种设备设施的状态、检查人员、隐患问题处理情况等,并存档备查。每少检查检修一次或缺少检查记录,对机电部分管部长、机电队分管队长各罚款500元。主要通风机每月倒台不少于1次,否则对机电部长、机电队分管队长各罚款500元。
14、矿井主要通风机每个班次必须至少安排两名专职司机同时值班。值班司机必须经过岗位培训并考试合格,持证上岗;值班司机必须熟悉主要通风机的性能、控制系统和反风系统,并能熟练操作。
15、回风井的主备风机改变工况或者调换主要通风机时,必须报请机电矿长和总工程师批准。否则,对责任人罚款500元。特殊情况下需要立即改变的,必须在改变后及时向机电矿长和总工程师汇报。否则,对责任人罚款500元。
16、矿井主要通风机房内指示主要通风工作性能参数的各种仪器仪表、水柱计、电流表、电压表等必须齐全完好。主要通风机司机要经常检查风机的运行情况,每小时记录一次运行参数,发现异常,必须立即向矿调度室汇报。
17、矿井主要通风机装置外部漏风率每年至少要测定一次,否则对测风员罚款100元。外部漏风率不得超过5%。
18、矿井必须建立测风制度,至少10天进行一次全面测风。采掘工作面根据实际需要随时进行测风,每次测风结果都必须填写在测风地点的记录牌上,测风牌上应包括测风地点、测风时间、巷道断面、平均风速、风量、温度、瓦斯、二氧化碳及测风人等内容。
19、矿井主要进回风巷、采区进回风巷必须建立正规的测风站,采掘工作面及其它巷道的测风点建立临时的测风站,测风站必须挂测风牌。对正规测风站的断面每季度进行一次校正,对临时测风站的断面每月进行一次校正。测风时将巷道风量、风速、断面、温度、瓦斯和二氧化碳浓度、测定时间、测风工填写到测风牌和测风记录本上,数字齐全清楚。
20、加强回风巷道的维护,杜绝出现高阻力。回风巷道失修率不大于7%。严重失修率不大于3%,主要进回风巷的实际断面不得小于设计断面的2/3。生产技术部每月都要组织对全矿井通风巷道的失修情况进行调查。严重失修巷道及时安排整修,否则,罚生产技术部部长200元。
21、任何单位不得随意用物料堵塞通风巷道断面,对堵塞矿井主要通风巷道断面超过1/3者,按严重隐患考核。
Hygienic Specification for HVAC System 1. 总则
依据《中华人民共和国传染病防治法》、《公共场所卫生管理条例》及《突发公共卫生事件应急条例》,为预防传染病通过建筑物中央空调通风系统(以下简称空调系统)传播、控制空调系统污染对人群健康造成的危害,特制订本规范。
2. 适用范围
本规范规定了预防传染病通过建筑物空调系统传播的卫生要求和管理要求,空调设备部件清洁消毒及检验检测方法。
本规范适用于公共场所建筑物中采用的空调系统,其它建筑物中采用的空调系统可参照执行。
3. 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本规范,然而,鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本规范。
GB/T 18883 室内空气质量标准
GB 9663 旅店业卫生标准
GB 9664 文化娱乐场所卫生标准 GB 9669 图书馆、博物馆、美术馆、展览馆卫生标准
GB 9670 商场(店)书店卫生标准
GB 50243 通风与空调工程施工及验收规范
GB/T17220 公共场所卫生监测技术规范
卫生部 消毒技术规范
4. 术语与定义
4.1 公共场所 Public Place 供公众共同使用或为公众提供服务的有围护结构并与人群健康密切相关的经营场所。公共场所具体类别遵照国务院《公共场所卫生管理条例》规定执行。
4.2 空气调节 Air Conditioning 提供空气处理的手段和方法,净化或纯化空气;通过加热或冷却、加湿或除湿来控制其温度和湿度并提供足够的室外新鲜空气进行通风。
4.3 通风 Ventilation 采用自然或机械的方法,为某一房间或空间提供室外新鲜空气以满足室内人员和生产过程的需要。
4.4 空调通风系统 HVAC System 用于空气调节和室内通风的各种设备、装置、管道等的总称。
4.5 空气传播性传染病 以空气为主要传播途径或主要传播途径之一的法定或新发传染病,尤其是能够通过建筑物中央空调通风系统传播的传染病。
4.6 空气净化 Air Purification 采用某些技术或方法使室内空气中的颗粒物、病原微生物、气态污染物浓度明显降低。
4.7 消毒 Disinfection 杀灭或清除空调系统中的病原微生物,使其达到无害化的处理。
4.8 可吸入颗粒物 PM10 能够进入人体呼吸道空气动力学当量质量中位径为10微米的颗粒物。
5. 建筑物空调系统的卫生要求
5.1 新建和改建空调系统的卫生要求
5.1.1 新建和改建的空调系统应具有在空气传播性传染病流行期间应急处理措施与应急运行能力。
5.1.2 新建和改建的空调系统新风量应满足每人每小时30立方米的要求,新风采气口的设置应保证所吸入的空气为室外新鲜空气,严禁间接从空调通风的机房、建筑物楼道及天棚吊顶内吸取新风。
5.1.3 新建和改建的空调系统新风采气口的设置应远离建筑物排风口和开放式冷却水塔。
5.1.4 新建和改建的空调系统在必要时,应做到不使建筑物内各房间、各区域的空气在空调通风系统内相互混合后再进入到送风系统。5.2 空调系统净化消毒装置的卫生要求
5.2.1 空调系统配备净化消毒装置时,不宜选择化学消毒方法,应选择可以连续对空气进行净化消毒的物理方法如过滤、静电吸附、紫外线等。
5.2.2 空调系统的过滤网、表冷器、加热(湿)器、冷凝水盘宜采用抗菌材料或表面进行抗菌处理。其使用的抗菌材料应达到表1的要求且抗菌性能的耐久性应与相应的空调系统部件的有效寿命相一致。
表1 抗菌材料卫生要求
项 目 指 标
溶出性
抑菌晕环£0.5cm 大肠杆菌抑制率 ³90% 金黄色葡萄球菌抑制率 ³90% 5.2.3 空调系统风管、送排风口可以加装空气净化装置,净化装置需安装压差指示表(器),净化装置的性能应满足表2的要求。
表2 净化装置性能的卫生要求
装置性能 指 标 阻 力 £ 50Pa 净化效率 > 50% 净化寿命
净化效率下降<10% 5.3 运行时期空调系统的卫生要求
5.3.1 空调系统开启前,应对系统的过滤器(网)、表冷器、加热(湿)器、冷凝水盘进行全面检查、清洗或更换。
5.3.2 空调房间内的送、排风口应经常擦洗,保持清洁,表面无积尘与霉斑。
5.3.3 空调通风的机房内应保持干燥清洁,严禁堆放无关物品。
5.3.4 空调系统的冷却水、冷凝水及送风应满足表3的要求。
表3 冷却水、冷凝水、送风卫生要求
系统部位 项 目 要 求
冷却
冷凝
冷却水、冷凝水中 军团菌 无检出
空
调
送
风
可吸入颗粒物(PM10)£0.15 mg/m3 挥发性有机物(TVOC)£0.30 mg/m3 细菌总数 £500 cfu/m3 真菌总数 £500* cfu/m3 £1000* cfu/m3 溶血性链球菌等致病菌 无检出
臭氧(O3)£0.16 mg/m3
注:*相对湿度³80%RH的天气全年少于100天的地区取500,相对湿度³80%RH的天气全年多于100天的地区取1000。
5.3.5 空调系统冷却塔应保持清洁、定期清洗。经监测发现冷却水、冷凝水达不到表3卫生要求或存在卫生问题的,要立即对有关设备、装置进行清洗、消毒。
5.3.6 经监测空调送风达不到表3卫生要求的,应首先对空调系统进行卫生评价,然后按卫生评价结果对空调系统新风管、送风管、回风管、空调箱等通风系统和有关设备、装置实施相应的维修、清洁(洗)、消毒等措施。
5.3.7 空调系统需要清洁消毒时,应先进行系统或部件的清洁(洗),达到相应卫生要求后再进行消毒处理。
5.3.8 空调系统的净化装置应经常检查,达不到表1的卫生要求时,应及时维修或更换。
5.4 空气传播性传染病流行期间空调系统的卫生要求
5.4.1 空调系统运行管理部门应制定预防和控制传染病可能通过空调系统传播的应急预案,当发生可能通过建筑物空调系统传播的传染病时,应启动应急预案。
5.4.2 当建筑物内发现空气传播性传染病病例时,应及时对所涉及区域的空调系统采取有效隔离控制措施。关闭相应的空调系统,由专业人员对其进行消毒处理,确认安全后方可重新投入使用。
5.4.3 无病例的建筑物内的空调系统
5.4.3.1 以循环风为主,新、排风为辅的全空气系统宜采用全新风运行。空调机组只有送风机的,应封闭空调机组的回风口;空调机组既有送风机又有回风机的,应关闭空调回风机至送风通道的混风阀;使空调通风系统按全新风方式运行,无法全新风运行的应采用安全、有效对回风或送风进行连续的消毒处理。
5.4.3.2 采用专用新、排风系统的空气-水空调系统(风机盘管+新风系统),应按最大新风量运行。
5.4.3.3 在空调系统运行时,室内应合理开窗通风,有条件的应同时开启消防排烟风机向室外排风。
5.4.3.4 空调通风系统的过滤器(网)每周清洗或更换一次,过滤器更换时应先消毒后更换。
5.4.3.5 空调通风系统的表冷器、加湿器、新风机组、冷凝水盘应每周清洗消毒一次。
5.4.3.6 空调通风系统的开放式冷却塔应每周轮流清洗消毒一次。
6. 卫生管理
6.1 公共场所的设计和建设单位负责新建、改建公共场所空调系统达到有关卫生要求,并按有关规定报卫生行政部门进行卫生审查和卫生验收或向卫生行政部门备案。
6.2 公共场所经营者对本场所内的空调系统在使用期间的卫生状况负责。
6.3 公共场所内空调系统所使用的净化消毒装置与材料、消毒剂等应有专门机构出具的检验报告。
6.4 公共场所应建立完整的空调系统卫生管理制度和维修、清洁、消毒、卫生评价、检查记录或报告,并由专业人员负责实施。
6.5 公共场所经营者负责组织对本场所内空调系统的冷却水、冷凝水、送风、风管、净化消毒装置及其它相关系统部件进行检测、评价、清洁与消毒。6.6 公共场所经营者负责对本场所内的空调系统卫生状况进行经常性检查、维护,卫生监督部门负责对公共场所空调系统卫生状况进行定期监督和不定期抽查。
6.7从事空调系统清洁(洗)工作、卫生评价与卫生检测工作的技术服务机构应当取得卫生行政部门的资质认证。
7. 卫生检验检测
7.1 空调系统军团菌的检验分析方法见附录A。
7.2 空调系统送风中可吸入颗粒物的检测方法见附录B。
7.3 空调系统送风中挥发性有机物的检测方法见附录C。
7.4 空调系统送风中微生物的检验方法见GB/T18204.1-2000《公共场所空气微生物检验方法》。
7.5 空调系统中消毒装置、消毒剂等消毒效果评价方法见卫生部(2002年)《消毒技术规范》。
7.6 抗菌材料溶出性检验方法见附录D。
7.7 空调系统卫生评价技术要求见附录E。
7.8 空调系统清洁技术要求见附录F。
8. 本规范由卫生部负责解释。
无损检测技术是伴随着现代工业快速发展而产生的一系列新型检测技术, 无损检测的理念主要是在不损伤和影响被检测对象的使用性能及组织结构的基础上, 利用先进的现代化检测仪器设备及一系列物理、化学检测手段, 实现对机械部件的全面检测与缺陷探查。这项技术的应用, 在避免对部件造成损伤影响的同时, 也能有效提高检测结果准确性, 是与现代机械化发展需求相适应的检测技术。
1 现代常用的无损检测技术及其特点
目前较为常用的无损检测技术主要包括超声波探伤、射线检测、工业CT (应用于工业中的核成像技术) 成像、磁粉探伤、渗透探伤等, 这些检测技术因其检测原理的不同, 在实际的无损检测应用过程中, 也都发挥着不同的作用和效果[1]。
1.1 超声波探伤技术
超声波探伤技术主要是利用超声的穿透性与反射性原理, 通过向被检测部件内部发射超声波束, 利用超声波透入金属材料深处, 并由一截面进入另一截面时, 在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷。当超声波束自零件表面由探头通至金属内部, 遇到缺陷与零件底面时就分别发射反射波回来, 在荧光屏上形成脉冲波形, 根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。
这一检测技术的应用特点主要有:穿透力强、缺陷定位准、检测成本低、效率高、设备轻便易操作、安全性高等, 适用于一些厚度较大测试对象的内部探伤检测。而超声波探伤技术在一些形状相对复杂、外形不规则的部件检测中, 则有着一定的局限性, 需依靠操作人员的经验与技巧来弥补。
1.2 射线检测技术
射线检测技术主要是利用X射线或伽马射线的穿透性, 使射线透过被检测部件, 使胶片感光, 并经由被检测部件不同结构部分对射线的吸收系数差异, 在底片上形成图像, 从图像上对被检测部件的缺陷进行分析和判别。
这一检测技术在应用中有着以下特点:缺陷展示更加直观, 对缺陷物理参数的判定较为准确, 检测结果易于记录和长期保存。但同时, 也存在着成本高、速度慢、辐射会对人体产生伤害等缺陷。
1.3 工业CT成像技术
工业CT检测技术与医疗CT成像技术相似, 主要是利用X射线与计算机成像技术的结合, 通过X射线对被检测部件的扫描, 在计算机上形成被检测部件的三维立体影像, 并从三维影像上直观地进行部件缺陷的探查与分析。
工业CT成像技术在应用中的特点包括:能形成准确的部件三维立体影像, 缺陷检测更加直观准确, 效率也更高, 但在检测成本上也相对较高, 同时, 也存在着辐射伤害的缺点。
1.4 磁粉探伤技术
磁粉探伤技术的检测原理, 主要是利用被检测部件经工业磁化后在缺陷部位出现漏磁场及一些钢铁加工件表面或近表面缺陷部位的磁导率差异变化, 对磁粉产生不同程度的吸引作用, 使磁粉在缺陷部位产生堆积, 形成磁痕, 以此来进行缺陷的探测。
磁粉探伤技术在应用中有如下特点:易于操作, 成本低, 检测速度快, 钢铁部件表面缺陷的检测效果尤为良好。但在检测中还存在着适用范围窄, 缺陷深度确定困难的不足。
1.5 渗透探伤技术
渗透探伤技术主要是利用毛细现象使渗透液渗入缺陷, 经清洗使表面渗透液去除, 而缺陷中的渗透液残留, 再利用显像剂的毛细管作用吸附出缺陷中残留渗透液, 从而实现对缺陷的探测。
这一技术应用特点主要包括:操作简便, 检测成本低, 无需使用复杂设备, 缺陷显示直观, 然而毛细作用的应用具有一定的局限性, 因此利用毛细作用的渗透探伤技术仅适用于材料表面和近表面缺陷的检测。
2 无损检测技术在煤矿通风机叶片检测中的应用
现阶段常用的煤矿通风机叶片按其制造工艺大致分为两类, 分别为铸造叶片和铆焊叶片。两种叶片由于工艺和材质的差异在其常见的缺陷及损伤方面也有所不同, 其中铸造叶片常见缺陷主要包括铸造过程中因工艺限制所产生的夹杂、冲砂、气孔等, 这些缺陷对于叶片外观和结构强度都会造成一定影响。铆焊叶片常见缺陷主要出现在叶片支杆上, 如裂缝、重叠、夹杂等, 且支杆缺陷在一定条件下还可能会继续扩张和发育, 对于叶柄强度造成较大影响。对于通风机叶片的无损检测应结合两种叶片的常见缺陷特征来进行。
2.1 铸造叶片的无损检测
无损检测不仅要确认叶片缺陷所在位置及大小, 对于缺陷长度、宽度、深度、形状等物理参数也要进行准确掌握, 对于铸造叶片的缺陷检测, 可采取以下策略来进行:a) 采用渗透检测方法, 对叶片表面及近表面缺陷进行准确探查, 并通过探查结果来判断缺陷对于叶片质量的影响程度, 并科学推断产生更大缺陷的可能性;b) 对渗透检测所获得结果进行整理和分析, 得出缺陷检出率, 根据缺陷检出率情况, 对受检批次的叶片接受后续射线或工业CT检测的抽检量进行确认, 对于检测过程中质量不合格的叶片, 应直接予以淘汰, 避免不合格产品投入使用, 影响煤矿生产安全。需注意的是, 在利用渗透检测技术进行叶片缺陷检测前, 应对叶片表面进行充分打磨, 使叶片表面能满足渗透检测要求。
2.2 铆焊叶片的无损检测
铆焊叶片支杆部位存在缺陷对于叶片整体强度与质量将产生严重影响, 因此在铆焊叶片无损检测中, 叶片支杆是检测重点部位。在对铆焊叶片进行无损检测时, 根据缺陷产生条件及因素的不同, 主要采用超声波探伤技术与磁粉探伤技术两种无损检测技术对支杆进行检测。两种检测技术的具体应用如下:a) 针对铆焊叶片支杆原材料棒料的缺陷检测主要选用超声波探伤技术, 在原材料投入生产前, 对其气孔、白点、裂纹等可能缺陷进行细致的超声波探查检测, 对检测中存在的严重缺陷及质量不合格的棒料要进行淘汰, 将剩余合格棒料投入到后续锻打生产工序中;b) 锻打生产工序也是容易造成铆焊叶片支杆部位出现缺陷的重要环节, 因此对于经过锻打生产工序产出的铆焊叶片支杆要再次进行检测, 以保障最终生产出的铆焊叶片的质量与可靠性。经过锻打生产工序产出的叶片支杆可能出现的缺陷主要包括裂纹、重叠及夹杂等, 而这些缺陷在位置分布上大都集中于部件表面或近表面, 因此可应用磁粉探伤技术进行检测, 在经过磁粉探伤检测后, 同样要淘汰掉质量不合格的支杆, 将剩余合格支杆投入到正式的叶片加工处理工序中;c) 在叶片加工处理过程中要对叶片支杆进行一系列扭曲及热处理, 在这一过程中叶片因受热不均和收缩速度不一致等情况影响也会产生裂纹性的缺陷, 因此在支杆经过热处理与扭曲加工后, 还要应用磁粉探伤技术对叶片支杆进行再次检测, 以此来确保叶片生产制作所使用的支杆在强度与可靠性上都符合生产标准, 最终应用到通风机中的叶片质量合格, 确保设备性能良好发挥。
3 结语
无损检测技术的良好应用是保障煤矿通风机叶片生产质量及通风机使用性能良好发挥的关键, 只有有效利用无损检测技术, 提高对通风机叶片缺陷的检测能力, 准确查出影响叶片强度与质量的缺陷, 充分保障通风机叶片在使用中的可靠性, 才能充分保障煤矿通风机正常运转, 进而提高煤矿生产作业安全性, 使煤矿企业在勘探、开采等工作中保证煤矿工作人员安全。
参考文献
【关键词】地铁车辆 空调系统
【中图分类号】U231 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2013)04-0025-01
随着城市轨道交通的不断发展,地铁已经成为人们日常出行的首选交通工具。而地铁车辆空调系统的作用就是使客室内的温度、相对湿度、空气流动速度及洁净度(主要指尘埃及二氧化碳含量)保持在规定的范围内,为乘客创造舒适的乘车环境。
1.通风系统
通风系统有机械强迫通风和自然通风两种方式。机械强迫通风系统是车辆空调装置中唯一不分季节而长期运转的系统,因此它的质量状态直接影响到旅客的舒适性和空调装置的经济性。一般地铁车辆采用机械强迫通风方式,依靠送风机所造成的空气压力差,通过车内送风道输送经过处理后的空气,从而达到通风换气的目的。
1.1送风机组
送风机组是通风系统的动力装置,其作用是吸入车外新风和客室回风,并将处理后空气加压,通过主风道等送入客室。它通常由一台双向伸轴的双速电机和两台离心式送风机组成。
1.2送风道、回风道、排风道
车顶的二台空调机组,通过与车体相连的两个吸振消音的连接风道,将处理后的空气送到车顶的主风道内。送风道的作用是将经过处理的空气输送到室内。车辆的风道沿车辆方向分为3个,中间大的为主风道,两侧为副风道,主副风道由隔板分开,隔板上设有一系列调整风量的气孔。主风道的空气经隔板气孔进入副风道,使得两侧风道内的气流稳定地送入客室中。司机室的送风量是通过在司机室增压器从副风道中引入,气流方向可以通过位于内顶板上的送风导向器来调节,空气可以直接吹到司机座位区。风道一般用铝合金或玻璃钢制成,在整个风道外表面均覆盖足够厚度的隔热材料,以防止风道冷量损失和结霜。
回风道是用来抽取室内再循环空气的。进入回风风道的空气,一部分通过设于车顶的静压排气孔排至车外,另一部分进入空调机组与吸入的新风混合后,经过冷却、过滤由离心机将其送入主风道,这样就在客室内形成空气循环,达到调节空气温度、湿度的目的。
排风道用以排除车内污浊空气,即排风口与车顶静压排风器间的通道。
1.3新风口、送风口、回风口及排气口
新风口即车外新鲜空气的吸入口。新风口一般装有新风格栅以防止杂物及雨雪进入车内,另外还设有新风过滤网和新风调节装置。新风调节装置由一个24V直流电机驱动新风调节门,调节进入客室的新鲜空气量。送风口是用来向客室内分配空气的。送风口大多数装有送风器及风量调节机构,它不但使客室内送风均匀、温度均匀、达到气流组织分布合理的效果,还可以根据需要来调节送风量的大小,送风口处一般也装有送风滤网。回风口是室内再循环空气的吸入口。正常情况下,客室内一部分空气应作为回风,回风与新风混合前是在客室中被充分循环过的。与新风混合过滤后,通过蒸发器入口进入,应设置调节挡板,用于调节新风、回风的混合量。排风口是用来将客室内废气和多余的空气排出车外。从车内的长椅下,经过墙板后侧导向车顶,由车顶静压排风器排出车外。
1.4紧急通风系统
在交流动力电源失效的情况下,空调系统自动转入紧急通风。紧急通风仅使用空调送风机,由蓄电池提供DC110V电源通过直流交流逆变器供给风机交流电源,该装置提供45min紧急通风。紧急通风为全新风,此时回风阀门关闭,当交流动力电源恢复正常时,空调机组自动转入正常运转状态。
2.制冷系统
现代地铁车辆都设有空调装置,一般每车设有两个集中式的空调单元,分别安装在车顶的两端。为了使车辆的外形轮廓不超出车辆静态限界,特在车顶两端设计了两个专用于安装空调单元的凹坑,在安装空调单元的机座上加装橡胶垫以减小振动的影响。
2.1制冷系统的主要组成部件及作用
压缩机是把来自蒸发器的低温低压制冷剂气体,压缩成为高温高压气体,排向冷凝器,使制冷剂在冷凝器中液化。其作用就是不断从蒸发器吸入制冷剂气体,又不断将制冷剂气体压缩后送入冷凝器,同时维持吸气端和排气端的压力差,和其他主要部件一起来完成制冷剂的相态变化。冷凝器是热交换器的一种,这种热交换器常采用水或空气作为冷却介质。节流装置在制冷系统中的重要作用在于节流降压,当制冷剂液体由冷凝器(或储液器)流出,经过节流装置时,由于节流作用,压力和温度都降低。蒸发器也是一种热交换装置,它的作用与冷凝器相反。制冷剂液体在其中汽化时吸收被冷却物体的热量,使被冷却物体的温度降低,从而实现制冷目的。制冷系统中的“四大部件”中的每一件都有其独特的重要作用,它们在密封的循环系统中,按一定的位置和顺序排列,再由管道连接起来,各尽其责,实现制冷目的。
2.2制冷系统的辅助部件
制冷系统除了“四大主要部件”外,还有储液器、气液分离器、干燥过滤器、流量/湿度指示器、阀件,风压开关,温度传感器以组成完整的制冷系统。
3.加热系统(采暖系统)
考虑到地铁车辆实际运行区域的气候条件,有些设置了专门的加热系统。由新风口引入的新鲜空气及车内循环空气,被机组的通风机吸入并在电加热器前混合,通过电加热器加热,温度升高,再由送风机送入车内风道各格栅,向车内送热风,使温度徐徐上升,并由温度调节器自动调节车内温度,维持车内的一定舒适温度。
4.自动控制系统
地铁车辆空调系统必须在激活端的司机室操作其运行或停机,通过按压设在副司机台的空调“开”、“关”按钮即可开启或关闭整列车的空调机组。
地铁车辆的各空调机组、废排风机及电取暖器的供电均由车载辅助逆变器提供,控制回路由直流变换器提供。同时,直流变换器亦向蓄电池充电,在交流供电失效情况下,由蓄电池向紧急逆变器供电,启动紧急通风装置,蓄电池可维持供电45min。地铁车辆的微机控制系统整体上是一个通过总线连接的多处理机系统,暖通、空调控制系统是它的其中一部分。在每节车厢内,设置一台空调控制柜来控制本车厢内的暖通、空调设备。控制柜内配有可编程微处理控制器,控制器通过总线与车辆监控单元相连,完成空调运行参数和诊断数据与列车的中央控制单元交换。这样,司机就可在司机室触摸显示屏上对全列车的暖通、空调系统进行集中控制。同时,车载计算机系统对暖通、空调系统具有监测及诊断功能。另外,控制器还带有接口,通过该接口,控制器可与便携式电脑进行数据交换并对其内部程序进行修改和更新下载。
5.结束语
地铁车辆空调系统的性能对于乘客乘车环境的舒适性起到决定性的作用。因此在地铁车辆空调系统的设计时,不仅要考虑到制冷量的大小、通风系统的合理性、空气的洁净度而且还必须考虑到紧急情况下的保护措施以及降低空调的能耗和噪声。
参考文献
[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册.北京:中国建筑机械出版社,1993.
[2]章英.车辆设计参考手册(客车采暖、通风与空气调节).北京:中国铁道出版社,1993.
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