矿用井口暖风设备：矿井冬季安全生产的 “御寒屏障”
矿用井口暖风设备是专为矿井井口及井筒防冻设计的特种供暖设备，通过加热空气并强制输送至井口区域，确保冬季井口温度维持在 2℃以上，防止井筒结冰、设备冻裂及提升系统故障，是保障矿井冬季正常生产的核心装备之一。其设计需兼顾防爆安全、加热效率与恶劣环境适应性，在煤矿、金属矿等地下矿山中应用广泛。
一、核心类型与技术特点
1. 按热源类型分类
| 类型 | 工作原理 | 适用场景 | 核心优势 |
|---|---|---|---|
| 电加热型 | 以电阻丝、PTC 陶瓷等为加热元件，电能直接转化为热能，加热空气后由风机输送至井口。 | 高瓦斯矿井、无燃气 / 燃煤条件的矿区 | 防爆设计成熟（Ex d IMB 认证）、零排放、控温精准（±1℃） |
| 燃气 / 燃油型 | 燃烧天然气、柴油等燃料产生热量，通过热交换器加热空气（间接加热，避免烟气混入）。 | 低瓦斯矿井、有稳定燃料供应的矿区 | 加热功率大（单台可达 2000kW）、运行成本较低 |
| 热泵型 | 利用矿井乏风、地下水等低品位余热，通过热泵机组转化为高温热能加热空气。 | 节能要求高、有余热资源的矿区 | 能耗仅为电加热的 1/3~1/4，符合低碳矿山建设 |
| 蒸汽 / 热水型 | 以锅炉产生的蒸汽或热水为热媒，通过翅片管换热器加热空气。 | 已有集中供暖系统的大型矿井 | 可利用矿井现有热源，改造成本低 |
2. 关键技术特性
- 防爆安全：电加热型设备需通过 GB3836 系列防爆认证，外壳采用隔爆结构，电气元件密封处理；燃气型需配备防爆燃烧器及瓦斯泄漏检测装置，确保在易燃易爆环境中安全运行。
- 智能温控：搭载 PLC 控制系统与温度传感器，可根据井口温度自动调节加热功率、风量（如温度低于 1℃时自动提温，高于 5℃时停机节能），支持远程监控（通过矿井工业以太网传输数据）。
- 抗恶劣环境：外壳采用 Q235 钢板防腐处理（厚度≥5mm），防护等级达 IP55，可抵御井下高湿度（相对湿度≥90%）、粉尘（煤尘、岩尘）及振动冲击。
二、典型应用场景与案例
1. 煤矿主 / 副井口防冻
在山西大同某煤矿，冬季极端气温低至 - 25℃，该矿采用 2 台 1200kW 防爆电加热暖风设备（660V 电压），通过环形风道将热风均匀送入直径 6m 的副井井筒。设备运行时，出风口温度稳定在 40~50℃，风量达 30000m³/h，确保井筒内温度始终保持在 3℃以上，彻底解决了往年井壁结冰导致提升钢丝绳打滑的问题。
2. 金属矿斜井供暖
云南某铜矿斜井长度 1.2km，冬季井口气温低至 - 10℃，采用 1 台 800kW 燃气热风炉（天然气为燃料），配合变频风机调节风量。设备通过间接换热技术（热空气与烟气完全隔离），避免铜矿石与烟气接触产生化学反应，同时满足矿井通风要求，单台设备可覆盖斜井全程供暖。
3. 高海拔矿井热泵应用
青海某金矿海拔 4200m，冬季严寒且电力紧张，采用 “乏风热泵 + 电辅热” 复合暖风设备：回收矿井排风（温度约 12℃）中的热量，经热泵提升至 50℃后加热新风，仅在极端低温时启用电辅热，较纯电加热方案节能 58%，年省电约 12 万度。
三、行业发展趋势与企业动态
1. 技术升级方向
- 智能化：集成物联网模块，实时监测设备运行参数（温度、风压、能耗），通过 AI 算法优化加热策略，如山东某企业推出的 “智慧暖风系统” 可根据天气预报提前调整功率，降低峰电时段能耗。
- 低碳化：与光伏、风电结合，如内蒙古某煤矿试点 “光伏供电 + 热泵暖风” 系统，利用矿区光伏板发电驱动设备，减少对电网依赖。
- 模块化设计：采用可拆卸式结构，方便井下狭小空间运输与安装，某品牌模块化暖风设备安装周期从传统 7 天缩短至 2 天。
2. 近期企业动态
- 宏博机械推出新一代矿用防爆电加热暖风机组，采用稀土厚膜加热技术，热响应速度提升 40%，已在陕西黄陵煤矿投用，单台设备可满足直径 8m 井口供暖需求。
- 某能源装备公司与中煤科工合作，开发出适用于煤与瓦斯突出矿井的 “本质安全型暖风设备”，通过限制电路能量（≤1.2W）和表面温度（≤80℃），从源头消除引爆风险，首批设备于安徽淮南矿区试运行。
矿用井口暖风设备的性能直接关系到矿井冬季安全生产，其技术发展始终围绕 “安全第一、高效节能、智能适配” 展开。随着智慧矿山建设推进，设备将更深度融入矿井整体控制系统，实现与通风、提升系统的联动优化，为极端气候下的矿山生产提供更可靠保障。
