国内矿井防冻技术革新:智能电热风机组引领矿山安全供暖新时代

2025-04-11
国内矿井防冻技术革新:智能电热风机组引领矿山安全供暖新时代

2025 年 4 月,随着冬季矿井安全生产需求升级,国内多家装备制造企业推出新一代矿井航道防冻电热风机组,通过智能化控制、防爆安全设计及高效换热技术,彻底解决井筒结冰难题。该技术已在山西、山东、河北等主要产煤区规模化应用,单套设备可使井口温度稳定在 2℃以上,综合能耗较传统燃煤方案降低 50% 以上,成为 “双碳” 目标下矿山绿色转型的核心装备。

一、技术突破:从被动防御到主动智能控温

  1. 三重防爆体系与极端环境适配
    • 设备采用Exd II CT4 防爆等级加热元件,配合 304 不锈钢外壳及岩棉保温层,可在瓦斯浓度≤1%、-30℃超低温环境下稳定运行。
    • 集成CO / 瓦斯传感器及硬件联锁保护,遇异常工况自动停机并启动备用机组,安全事故率下降 90%。
  2. AI 驱动的精准温控系统
    • 搭载PLC + 工业互联网平台,通过温度传感器实时监测混合风温(精度 ±0.5℃),自动调节电动温控阀开度及风机频率,实现能耗最优匹配。
    • 引入LSTM 神经网络分析设备振动、电流数据,故障预测准确率≥90%,减少计划外停机时间。
  3. 高效换热与余热回收设计
    • 采用钢铝复合翅片管,换热面积达 50㎡,热效率≥98%,配合余热回收模块,可利用矿井回风低温余热(≥5℃)预加热新风,综合能耗再降 25%。
    • 设备功率 120kW,深谷电价 0.2 元 /kWh,日均电费仅 288 元,年运行成本不足 10 万元,较燃煤方案节约超 60%。

二、行业应用:覆盖多场景的定制化解决方案

  1. 煤矿领域:安全与效益双提升
    • 典型案例:阳煤集团某矿引入该设备后,井筒温度稳定在 3-5℃,取消 6 台 4 吨燃煤锅炉,年节约成本 300 万元,获 “绿色矿山” 示范项目称号。
    • 技术适配:支持井下电加热蒸汽提干技术,可提升井底蒸汽干度 36%,助力稠油热采降本增效。
  2. 金属矿与非煤矿山:抗振防尘升级
    • 针对铁矿、金矿等粉尘环境,配备IP66 防护等级电机及抗振支架,确保在高粉尘、强振动工况下连续运行。
    • 河北某金矿应用后,冬季掘进效率提升 20%,巷道结冰事故率降为零,入选《矿山安全先进适用技术装备推广目录》。
  3. 化工与特种行业:防爆扩展与工艺集成
    • 提供Ex tb IIIC T135℃粉尘防爆认证机型,满足石油化工、面粉加工等行业的特殊安全需求。
    • 支持分段控温(50-200℃),可与干燥、固化等工艺集成,提升生产连续性。

三、政策红利与地域赋能

  1. 电代煤补贴与税收优惠
    • 设备入选潍坊市安全生产设备更新目录,企业可享受最高 500 万元技改补贴及税收抵免。
    • 国家层面 “电代煤” 补贴政策明确,采暖期用电补贴 0.2 元 / 千瓦时,每户最高补贴电量 1 万千瓦时,投资回收期可缩短至 2-3 年。
  2. 绿色矿山与循环经济导向
    • 契合《矿山生态修复技术规范》及 “双碳” 目标,相比燃煤方案每年减少 CO₂排放 3200 吨、SO₂排放 15 吨。
    • 潍坊滨海开发区等产业集群依托本地供应链优势,实现 “72 小时备件响应 + 48 小时现场服务”,降低客户使用门槛。

四、未来趋势:智能化与模块化创新

  1. AI 深度应用与数字孪生
    • 开发数字孪生系统,实时模拟井筒气流场与温度场,动态优化加热策略,减少人工干预。
    • 集成AI 摄像头及远程 APP,支持机房无人值守、故障预警(响应时间≤2 小时)及历史数据回溯,管理效率提升 40%。
  2. 轻量化与模块化设计
    • 采用碳纤维复合材料,设备重量减少 20%,支持即插即用接口,大型机组安装周期从 10 天压缩至 7 天。
    • 预留10%-15% 电力容量,支持后期扩容,满足矿山产能提升需求。

五、行业动态与标杆案例

  1. 中煤科工天津院技术突破
    • 其 “煤矿井筒防冻系统” 专利(CN 111188649 B)通过余热水利用与智能调控,实现井筒温度精准控制,入选《煤炭行业绿色技术目录》。
  2. 地方政策落地与产业协同
    • 贵州省通过绿色税制激励矿山企业升级设备,某铅锌矿引入智能电热风机组后,环保税减免超百万元,产能提升 33%。
    • 抚顺市对 “煤改电” 项目提供最高 500 元 / 户采暖季电费补贴,加速传统矿山设备替换。

结语
矿井航道防冻电热风机组的规模化应用,标志着国内矿山安全供暖从 “经验化” 向 “智能化” 的跨越。凭借技术领先性、政策适配性及本地化服务优势,该产品已成为绿色矿山建设的标杆案例,助力企业实现安全生产与经济效益的双赢。随着 AI、物联网等技术的深度融合,未来矿井防冻设备将向 “零碳运行”“无人值守” 方向持续进化,为煤炭行业低碳转型注入新动能。

行动号召

  • 关注《矿井智能供暖白皮书》发布,获取行业趋势与典型应用解析;
  • 联系潍坊宏博、河北金春等企业,预约技术咨询及设备选型服务。

行业声音
“电热风机组的普及不仅解决了井筒结冰难题,更推动了矿山能源结构的根本性变革。”—— 中国煤炭工业协会相关负责人表示,“下一步将重点推广设备与光伏、储能系统的集成应用,构建井下低碳能源闭环。”

:本文融合技术参数、行业案例与政策导向,突出产品差异化价值,适配微信公众号、行业论坛及官网等多平台传播需求,同时嵌入 2025 年智能化趋势与最新补贴政策,符合企业动态撰写的立体化策略。