传统矿用井口暖风设备多采用燃煤热风炉或大功率电加热器,存在热效率低(不足 60%)、温度波动大(±5℃以上)、能耗过高等问题,既造成能源浪费,又难以稳定维持井口温度(需保持在 2℃以上以防结冰)。新一代节能高效设备通过三重技术创新实现突破:
-
热泵 + 余热回收复合系统:山东潍坊宏博研发的井口暖风机组,将矿井乏风(温度约 12-15℃)作为低位热源,通过热泵机组提升至 50-60℃后加热新风,同时回收设备运行中产生的冷凝热二次利用,综合热效率提升至 300% 以上。在山西大同某煤矿应用中,该设备较传统电加热方案节能 65%,单井口日均节电达 800 度。
-
智能变频控温技术:搭载高精度温度传感器(误差≤±0.5℃)与 PLC 控制系统,可根据井口实时温度、风速自动调节加热功率与送风量。当井口温度高于 5℃时自动降低输出,低于 1℃时启动高效加热模式,确保温度稳定在 2-4℃区间。河南平顶山某矿应用后,井筒结冰现象彻底消除,提升机钢丝绳打滑事故率降为零。
-
防爆型低噪设计:采用隔爆型轴流风机与消声风道,运行噪音从传统设备的 95 分贝降至 75 分贝以下,同时通过优化风道结构减少气流阻力,送风量提升 20%(单台设备可达 30000m³/h),确保暖风均匀覆盖井口及井筒区域,避免局部温度过低。
节能高效暖风设备的应用,不仅满足了矿井防冻的基础安全需求,更从矿工工作体验、设备寿命、生产效率等维度带来全方位提升:
-
井下作业环境温度均衡化:通过多点送风设计(如主井、副井分别设置暖风出口),使井筒至井下 500 米范围内温度保持在 15-18℃(传统设备仅能维持井口局部达标,井下深处仍低于 10℃)。内蒙古鄂尔多斯某煤矿矿工反馈:“冬季下井时,从井口到工作面的温度始终舒适,再也不用穿厚重棉衣影响操作灵活性。”
-
空气质量优化:替代燃煤设备后,井口区域粉尘浓度从 10mg/m³ 降至 2mg/m³ 以下,一氧化碳、二氧化硫等有害气体排放为零,符合《煤矿安全规程》中井下作业环境空气质量标准。同时,暖风系统配备高效过滤器,可过滤空气中 90% 以上的颗粒物,减少矿工呼吸道疾病发生率。
-
设备维护周期延长:稳定的温度环境使井口机械部件(如提升机液压系统、钢丝绳)避免因低温导致的油脂凝固、材质脆化,设备故障率降低 40%,维护周期从 1 个月延长至 3 个月。陕西黄陵某煤矿测算显示,仅此一项每年节省维护成本超 50 万元。
节能高效暖风设备并非 “一刀切” 设计,而是根据矿井类型、气候条件、井口规模提供定制方案:
-
高瓦斯矿井:采用本质安全型电加热暖风设备(Ex dⅠ 级防爆),所有电气元件密封处理,配合瓦斯浓度联动装置 —— 当井口瓦斯浓度超过 0.5% 时自动停机并报警,在贵州六盘水某高瓦斯矿应用中,实现连续 3 年零安全事故。
-
严寒地区矿井:针对东北、西北 - 30℃极端低温环境,推出 “热泵 + 电辅热” 双模式设备,低温时段自动启动电辅热补偿,确保 - 30℃环境下仍能输出 50℃以上热风。黑龙江鸡西某铁矿应用后,即使遭遇暴雪天气,井口温度仍稳定在 3℃以上。
-
小型矿井:开发模块化移动式暖风设备,可通过矿车运输至井口,安装调试仅需 2 小时,单台设备覆盖直径 5 米井口,满足年产 10 万吨以下小型矿井需求,初期投入较传统设备降低 30%。
在国家 “碳达峰、碳中和” 政策推动下,矿山领域 “绿色改造” 需求迫切,节能高效矿用井口暖风设备迎来快速增长期。据行业数据显示,2024 年该类设备市场规模同比增长 55%,其中具备余热回收、智能控温功能的产品占比达 60% 以上。
头部企业也在持续加码研发:宏博机械最新推出的第三代井口暖风设备,融合物联网技术,可通过矿山工业互联网平台实现远程监控与故障预警,目前已在山西、陕西等 10 余家大型煤矿落地;某央企与高校合作研发的 “光伏 + 暖风” 系统,利用矿区光伏板供电,进一步降低对电网依赖,在新疆某露天矿试点中,可再生能源占比提升至 40%。
从保障安全到提升体验,从高耗低效到节能高效,矿用井口暖风设备的技术升级不仅是矿山装备的迭代,更是 “以人为本” 安全理念的体现。未来,随着智慧矿山建设推进,这类设备将更深度融入矿井整体控制系统,为井下作业环境改善提供更智能、更绿色的解决方案。