由于目前國內經(jīng)濟建設對礦區(qū)資源的需求，礦山的開采進度及深度在不斷增加，從而使礦井風量也隨之增大，但由于風機在聯(lián)合使用時，風機之間會有相互影響的作用，從而導致風機的工作狀態(tài)不穩(wěn)定，如何合理采用風機變頻器對風機進行調節(jié)，避免風機之間的影響，是保持風機可持續(xù)運行的基本技術。
1通風系統(tǒng)現(xiàn)狀
礦山深部礦床60線以南正在開采，礦體最低開采中段為-850m，60線以北-790m水平至-100m水平的處于開拓階段。冬瓜山銅礦深部礦段通風系統(tǒng)目前采用多機站通風方式，以冬瓜山副井、團山副井和進風井進風，回風井回風。-850m水平為回風水平，共設置2個回風機站，風機均配備變頻器。具體風機布置及風機參數(shù)見表1。
2通風現(xiàn)狀分析
冬瓜山銅礦深部礦段2017年生產(chǎn)計劃60線以南資源已不能維持10000t/d產(chǎn)量要求，60線北產(chǎn)量任務重，安全生產(chǎn)壓力大。根據(jù)2017年初步設計要求在-850m水平60線北安裝1臺DK62-8-№26風機，增加60線北回風量。-850m回風水平共2個回風機站3臺風機串、并聯(lián)設置，具體布置圖見圖1。
2.1檢測數(shù)據(jù)
風機安裝試運行后，對通風系統(tǒng)進行檢測。檢測數(shù)據(jù)見表2。
2.2存在問題
DK62-8-№26、K45-6-№19作為不同型號風機，其各自的性能曲線各不相同，風機性能曲線分別為Ⅰ和Ⅱ，風機工況點為N，曲線圖見圖2。在風機運行頻率相同的情況下，并聯(lián)運行會導致風機風壓不平衡等問題。由圖2可知，風機在滿負荷運行下DK62-8-№26風機在風機性能曲線內運行，對K45-6-№19風機形成通風阻力，造成K45-6-№19風機運行不正常，風機工況在性能曲線以外運行。更換-850m水平60線南200kW風機來滿足2×355kW風機風壓平衡要求，工程成本較高且風機更換過程中影響冬瓜山深部礦段正常通風需求。
3多風機運行變頻技術研究
3.1多風機運行影響分析
回風機站風機運行主要采用串、并聯(lián)結合方式。多風機運行不同于單臺風機運行，風機之間存在風壓、風量平衡等因素。在3臺風機運行的基礎上分析多風機串、并聯(lián)運行的實際性能曲線和效果，保證多風機能夠在穩(wěn)定、高效和經(jīng)濟的基礎上運行。風機串聯(lián)工況分析。1#回風機站串聯(lián)2臺K45-6-№19風機為同型號風機，風機曲線Ⅱ，Ⅲ為合成特性曲線，R為通風阻力曲線。N和N’為風機串聯(lián)工況點和單臺風機工況點，曲線圖見圖3。風機串聯(lián)運行時風量不變，風壓等于2臺風機風壓之和。計算可以得到串聯(lián)2臺K45-6-№19風機的合成風壓及風量范圍見表3。風機并聯(lián)工況分析。串聯(lián)2臺K45-6-№19和1臺DK62-8-№26風機并聯(lián)設置。K45-6-№19曲線為Ⅰ，DK62-8-№26曲線為Ⅱ，Ⅲ為風機并聯(lián)合成性能曲線。N1、N2和N為單臺風機工況點和并聯(lián)工況點。曲線圖見圖4，由圖4可知，當ΔQ=Q-Q2>0時,即工況點N位于DK62-8-№26風機曲線和合成曲線之間，并聯(lián)有效。當ΔQ=Q-Q2<0時，合成曲線已在DK62-8-№26風機曲線下方，則小功率風機反風，未起到并聯(lián)效果。風機并聯(lián)運行時合成風壓取小值，風量為2臺風機風量相加。計算可以得到風機并聯(lián)的合成風壓及風量范圍見表4.
3.2變頻技術研究
(1)變頻技術原理。風機風量及風壓控制過去多采用調節(jié)風機葉片角度來實現(xiàn)，這種控制方法需在風機檢修狀態(tài)下進行，影響正常生產(chǎn)且操作復雜，經(jīng)濟性差。依據(jù)現(xiàn)有風機的工作性能，采用變頻技術對風機調速來控制風量及風壓是目前最常用的技術[4]。(2)多風機變頻調節(jié)分析。根據(jù)變頻技術原理可知，風機變頻后風機性能曲線也會隨之變化，風機滿頻性能曲線為Ⅰ，變頻后風機性能曲線為Ⅱ。變化曲線圖見圖5。
3.3現(xiàn)場實際應用
通過風機變頻技術控制研究，計算得出DK62-8-№26風機最大運行頻率為46.99Hz，結合現(xiàn)場實際通風及頻率運行情況，將冬瓜山銅礦-850m水平60線北DK62-8-№26風機運行頻率調低至46Hz,風機正常運行后對風機進行檢測，檢測數(shù)據(jù)見表5.根據(jù)表2、表5可知，-850m60線南、北不同型號風機進行串、并聯(lián)設置，滿負荷運行實耗功率達到935.2kW，總風量為140.4m3/s，風機性能偏低。通過變頻技術控制研究將DK62-8-№26風機頻率調至46Hz，風機總實耗功率降低至847.1kW，總風量提高到166.5m3/s，風機均在性能曲線范圍內運行，風機效率得到較大提升。
結論
由于各風機的性能曲線不同，使風機性能曲線進行合成，保證多風機合成一同曲線，以防風機在曲線外運費，是提高礦井風量，降低功率，保持風機運行的關鍵。
