煤礦用空壓機(jī)的安全使用及檢驗(yàn)檢測(cè)方法研究

翟冬玉

摘 要：在煤礦安全生產(chǎn)要求日趨嚴(yán)格的背景下，煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)管理意識(shí)逐漸增強(qiáng)?？諌簷C(jī)作為煤礦生產(chǎn)的重要設(shè)備，其安全使用至關(guān)重要?？茖W(xué)高效的檢驗(yàn)檢測(cè)方式可從根本上消除空壓機(jī)設(shè)備安全隱患?？諌簷C(jī)是煤礦常用的基礎(chǔ)設(shè)備，不僅可以為煤礦生產(chǎn)提供充足的空氣動(dòng)力，還可以為煤礦壓風(fēng)系統(tǒng)提供充足的動(dòng)力保障?；诖?，以煤礦空壓機(jī)為主要對(duì)象，以安全使用檢驗(yàn)檢測(cè)方法為主要內(nèi)容，探究空壓機(jī)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)以及現(xiàn)狀，并從運(yùn)行機(jī)制以及運(yùn)行特點(diǎn)方面對(duì)螺桿式空壓機(jī)進(jìn)行闡述，從煤礦安全檢測(cè)、相關(guān)保證要求、比功率要求、噪聲功率要求等方面對(duì)螺旋桿式空壓機(jī)檢測(cè)檢驗(yàn)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行分析，希望可以為相關(guān)從業(yè)人員提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：煤礦;空壓機(jī);安全使用;檢測(cè)檢查

中圖分類號(hào)：T82 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）34-00-03

Study on Safe Use and Inspection Method of Air Compressor Used in Coal Mine

ZHAI Dongyu

（Hebi Mining Safety Product Inspection Center， Hebi Henan 458020）

Abstract： Under the background of the increasingly strict requirements of coal mine safety production， the consciousness of safety production management of coal mine enterprises is gradually enhanced. As an important equipment in coal mine production， the safe use of air compressor is of vital importance. Scientific and efficient inspection and detection method can fundamentally solve the hidden danger of safety of air compressor equipment. Air compressor is a commonly used basic equipment in the development of coal mine. It can not only provide sufficient aerodynamics for coal mine production， but also provide sufficient power guarantee for coal mine air pressure system Based on this， this paper takes coal mine air compressor as the main object and safety use inspection and detection method as the main content to explore the advantages and current situation of the application of air compressor， and expounds the operation mechanism and operation characteristics of screw air compressor， and analyzes the relevant technologies of screw air compressor inspection and inspection from the four aspects of coal mine-related safety inspection， relevant guarantee requirements， specific power requirements， and noise power requirements， hoping to provide certain reference for relevant practitioners.

Keywords： coal mine;air compressor;safe use;detection of check

空壓機(jī)是煤礦生產(chǎn)過程中的重要設(shè)備，為各類設(shè)備提供穩(wěn)定的空氣動(dòng)能。煤礦用空壓機(jī)具備高效、節(jié)能、低碳、安全性能高等眾多優(yōu)點(diǎn)，空壓機(jī)設(shè)備安全與煤礦生產(chǎn)安全息息相關(guān)。在空壓機(jī)礦井作業(yè)中，礦井作業(yè)環(huán)境較為惡劣，難免會(huì)使空壓機(jī)出現(xiàn)無法工作的情況，而空壓機(jī)一旦出現(xiàn)故障會(huì)對(duì)整個(gè)煤礦開采工作帶來嚴(yán)重影響。由此可以看出，煤礦用空壓機(jī)的安全使用及檢驗(yàn)檢測(cè)方法具有重要的研究?jī)r(jià)值。

1 空壓機(jī)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)以及檢驗(yàn)規(guī)范

空壓機(jī)一般有3種類型，分別是螺桿式、活塞式、離心式。雖然每種空壓機(jī)的工作原理皆不同，但使用的范圍以及控制方法差別不大。整體而言，空壓機(jī)擁有操作簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)牢固、保養(yǎng)費(fèi)用低等諸多優(yōu)點(diǎn)，在煤礦開采方面使用范圍較廣[1]。

長(zhǎng)期以來，我國(guó)對(duì)空壓機(jī)安全管理的重視程度較高，并根據(jù)空壓機(jī)的各種檢驗(yàn)檢查方法制定了有效規(guī)范，以此來確保空壓機(jī)在使用時(shí)的安全性。

2 煤礦用空壓機(jī)現(xiàn)狀

隨著時(shí)代不斷發(fā)展進(jìn)步，煤礦企業(yè)對(duì)生產(chǎn)安全的重視程度逐漸提升。空壓機(jī)是壓風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，是維持該系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)力的主要依靠[2]。為了保證空壓機(jī)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，需要對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行全面的檢驗(yàn)檢測(cè)，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)空壓機(jī)中存在的隱患并采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。

螺桿空壓機(jī)也被稱為蝸桿空壓機(jī)，屬于空壓機(jī)全新的升級(jí)產(chǎn)品。近年來，隨著煤礦對(duì)空壓機(jī)安全使用要求的不斷提升，螺桿空壓機(jī)逐漸代替往復(fù)式空壓機(jī)廣泛應(yīng)用于煤礦企業(yè)。據(jù)煤礦企業(yè)空壓機(jī)安全檢測(cè)檢驗(yàn)的使用情況統(tǒng)計(jì)，煤礦企業(yè)使用螺桿空壓機(jī)的比例逐年遞增。

3 螺桿式空壓機(jī)運(yùn)行機(jī)理與特點(diǎn)

3.1 螺桿式空壓機(jī)運(yùn)行機(jī)制

空壓機(jī)的基本原理是將空氣吸入、壓縮、排出過程中的能量轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)動(dòng)力，其主要結(jié)構(gòu)有螺旋桿、轉(zhuǎn)子、空氣濾芯、油缸、分離器等[3]。其中，螺旋桿空壓機(jī)是最為常見的空壓機(jī)類型，也是本次研究的主要對(duì)象。在運(yùn)行過程中，螺旋桿空壓機(jī)通過轉(zhuǎn)子傳遞動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)空氣壓縮。通過混合、壓縮、分離、循環(huán)等步驟，空壓機(jī)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行并源源不斷輸出動(dòng)力。

3.2 螺桿式空壓機(jī)運(yùn)行特點(diǎn)

螺旋桿式空壓機(jī)具備低噪、穩(wěn)定、節(jié)能、高效、維護(hù)費(fèi)用低、安全以及自動(dòng)化等運(yùn)行特點(diǎn)。在低噪和穩(wěn)定方面，螺旋式空壓機(jī)比活塞式和離心式空壓機(jī)擁有更加穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，體積小、質(zhì)量輕，可將一系列的操作控制和儀表集于一體。螺旋桿式空壓機(jī)在工作時(shí)，通常較為穩(wěn)定并無劇烈振動(dòng)，在設(shè)計(jì)過程中將隔音設(shè)計(jì)加入其中，以此達(dá)到低噪運(yùn)行效果。在節(jié)能、高效以及維護(hù)費(fèi)用方面，螺桿式空壓機(jī)具備強(qiáng)制輸氣功能，可以做到轉(zhuǎn)速變動(dòng)和排氣恒定。例如，排氣量以及排氣壓力呈線性變化，通常11 MPa排氣壓力相對(duì)于排氣量的調(diào)整量為0.1 m3/min。對(duì)比其他幾種煤礦空壓機(jī)，螺桿式空壓機(jī)內(nèi)部的元器件并不容易發(fā)生損壞，通常只需對(duì)少量元器件經(jīng)常進(jìn)行檢查更換。在安全考核與自動(dòng)化方面，螺桿式空壓機(jī)的主電機(jī)、風(fēng)扇電機(jī)出現(xiàn)溫度過高情況時(shí)會(huì)觸發(fā)保護(hù)裝置，一旦出現(xiàn)問題，故障系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)行，并且不同類別的螺旋桿空壓機(jī)具備不同類型的溫度調(diào)節(jié)裝置，控溫靈活，可適用多種環(huán)境作業(yè)。當(dāng)出現(xiàn)特殊狀況時(shí)，會(huì)及時(shí)觸發(fā)報(bào)警功能[4]。

4 螺桿式空壓機(jī)檢測(cè)檢驗(yàn)相關(guān)技術(shù)要求分析

4.1 煤礦用空壓機(jī)的安全檢測(cè)簡(jiǎn)述

在保證煤礦生產(chǎn)安全和效率的前提下，螺旋桿空壓機(jī)逐漸代替其他幾種空壓機(jī)成為礦機(jī)作業(yè)首選。根據(jù)我國(guó)以及地方行業(yè)空壓機(jī)安全檢測(cè)檢驗(yàn)相關(guān)規(guī)范要求，螺旋桿空壓機(jī)使用時(shí)必須對(duì)其安全性進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，對(duì)安全保護(hù)裝置、溫度、排氣壓力以及轉(zhuǎn)速等方面進(jìn)行嚴(yán)格把控，保證檢測(cè)的規(guī)范性，并且必須使用計(jì)量部門鑒定合格的儀器對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行逐項(xiàng)檢驗(yàn)。對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行全面檢測(cè)后，需根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析評(píng)估螺桿空壓機(jī)的安全性是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。即使檢測(cè)中螺旋桿空壓機(jī)的安全性能和技術(shù)參數(shù)已達(dá)到我國(guó)檢驗(yàn)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，但由于螺旋桿機(jī)自身結(jié)構(gòu)因素，部分檢測(cè)檢驗(yàn)結(jié)果并不能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，只能達(dá)到機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求[5]。因此，此處僅分析單螺桿空壓機(jī)的保護(hù)裝置要求、比功率要求和噪聲功率等級(jí)3個(gè)方面，并根據(jù)國(guó)家安全行業(yè)檢測(cè)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的差異進(jìn)行分析。

4.2 相關(guān)保護(hù)裝置技術(shù)要求

安全保護(hù)裝置是煤礦空壓機(jī)安全運(yùn)行的可靠保障。根據(jù)我國(guó)煤礦空壓機(jī)檢測(cè)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，煤礦空壓機(jī)應(yīng)具備油路斷油保護(hù)系統(tǒng)、水冷裝置斷水保護(hù)以及溫度超溫保護(hù)系統(tǒng)等。螺旋桿空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是星輪轉(zhuǎn)子使用的潤(rùn)滑劑材料以耐磨和潤(rùn)滑性為主，并且黏度也好過礦物合成油。冷卻油的使用相比其他類型的壓縮機(jī)用量較少，并且不需要油泵、油冷卻裝置以及油回收等繁雜的油路系統(tǒng)。相比其他型號(hào)的壓縮機(jī)省略了油路系統(tǒng)的維護(hù)工作，并且不需要裝設(shè)油路保護(hù)裝置。螺旋桿空壓機(jī)采用的是風(fēng)冷式系統(tǒng)，空壓主機(jī)需與保護(hù)裝置進(jìn)行同步連接。

綜上分析，螺桿空壓機(jī)在檢驗(yàn)檢測(cè)過程中并不需要具備斷油保護(hù)裝置和斷水冷卻裝置，只需注意冷卻風(fēng)扇連接主機(jī)時(shí)保護(hù)裝置的閉鎖情況即可[6]。

4.3 比功率要求

空壓機(jī)的比功率指的是排氣壓力下單位排氣量所消耗的軸功率。近幾年在空壓機(jī)檢測(cè)過程中可以發(fā)現(xiàn)大部分螺桿空壓機(jī)的比功率都已超出規(guī)定指標(biāo)，如若根據(jù)國(guó)家安全檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定，那大部分的螺桿空壓機(jī)將無法達(dá)到規(guī)范要求。通過對(duì)螺桿比功率進(jìn)行查閱發(fā)現(xiàn)，只有少部分的空壓機(jī)比功率小于機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械行業(yè)的比功率指標(biāo)是以空壓機(jī)額定功率以及排氣壓力進(jìn)行規(guī)定的，相較于安全行業(yè)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)有一定區(qū)別。螺旋桿空壓機(jī)進(jìn)行比功率檢測(cè)中，當(dāng)比功率參數(shù)無法達(dá)到安全行業(yè)規(guī)定指標(biāo)但達(dá)到機(jī)械行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，螺桿式空壓機(jī)的比功率標(biāo)準(zhǔn)也可判定為合格。

4.4 噪聲功率級(jí)要求

煤礦空壓機(jī)在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生噪聲，嚴(yán)重影響工作人員的身體健康。通過有效手段降低空壓機(jī)帶來的噪聲，控制噪聲功率在規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，是保證操作工人身心健康的必然要求。根據(jù)我國(guó)安全生產(chǎn)規(guī)范，煤礦生產(chǎn)空壓機(jī)房?jī)?nèi)的噪聲不得超過90 dB（A）。

根據(jù)螺桿空壓機(jī)的安全檢測(cè)內(nèi)容，分螺桿空壓機(jī)的噪聲標(biāo)準(zhǔn)并未達(dá)到安全生產(chǎn)規(guī)定要求。通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析，導(dǎo)致噪聲超標(biāo)的原因有空壓機(jī)本身結(jié)構(gòu)問題、安裝地面平滑度問題、輸送介質(zhì)氣體管道泄漏以及機(jī)房墻體對(duì)噪聲產(chǎn)生反射等。相關(guān)單位根據(jù)噪聲超標(biāo)問題進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整后，工作機(jī)房?jī)?nèi)的噪聲有所降低，但噪聲功率仍然無法達(dá)到國(guó)家安全行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，僅有小部分的螺旋桿空壓機(jī)達(dá)到機(jī)械行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)[7]。

根據(jù)上述分析可以看出，在螺旋桿空壓機(jī)工作場(chǎng)所產(chǎn)生的噪聲功率參數(shù)檢查中，當(dāng)無法達(dá)到安全行業(yè)規(guī)范技術(shù)要求時(shí)，若是因空壓機(jī)自身結(jié)構(gòu)問題產(chǎn)生噪聲，可根據(jù)機(jī)械行業(yè)規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定，當(dāng)達(dá)到機(jī)械行業(yè)要求時(shí)，螺桿式空壓機(jī)機(jī)房檢測(cè)的噪聲參數(shù)也可判定為合格。

5 空壓機(jī)運(yùn)行安全檢驗(yàn)檢測(cè)分析

5.1 常見事故

5.1.1 電氣保護(hù)裝置損壞或缺少?？諌簷C(jī)電器保護(hù)裝置常見問題有超溫和超壓等，空壓機(jī)在安裝保護(hù)裝置過程中并未遵循規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。常見事故主要表現(xiàn)在空壓機(jī)繼電器運(yùn)行時(shí)，環(huán)境周邊灰塵過多，容易造成保護(hù)失效。

5.1.2 空壓機(jī)內(nèi)部零件出現(xiàn)損壞變形?？諌簷C(jī)內(nèi)部的活塞裝置和氣缸部位發(fā)生損壞時(shí)，氣壓閥和皮帶磨損較快，很容易出現(xiàn)破損變形。這類易損部件如若不及時(shí)更換，很容易使空壓機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生較大間隙，使得空壓機(jī)儲(chǔ)氣量難以滿足需求[8]。

5.1.3 空壓機(jī)產(chǎn)生噪聲?？諌簷C(jī)在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的較大噪聲極易對(duì)礦機(jī)員工的聽力造成影響，甚至使其產(chǎn)生厭煩、暴躁等情緒。大部分噪聲問題是由空壓機(jī)在運(yùn)行時(shí)穩(wěn)定度不足、主機(jī)軸不對(duì)稱或操作人員不規(guī)范操作所引起。

5.1.4 空壓機(jī)內(nèi)部過熱?？諌簷C(jī)運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)發(fā)生過熱問題，空壓機(jī)內(nèi)部持續(xù)高溫會(huì)降低其使用壽命，溫度持續(xù)升高會(huì)時(shí)空壓機(jī)出現(xiàn)負(fù)載情況，甚至?xí)戆踩[患。一般容易產(chǎn)生過高溫度的部位有活塞桿以及軸承等，導(dǎo)致溫度過高的主要原因是接觸面不均、潤(rùn)滑油過少、間隙過大或過小。

5.2 解決方案

5.2.1 提高管理人員以及保養(yǎng)人員的專業(yè)水平。空壓機(jī)使用和檢驗(yàn)檢測(cè)出現(xiàn)問題，大部分原因是管理以及保養(yǎng)人員操作不規(guī)范。應(yīng)加強(qiáng)對(duì)工作人員操作的學(xué)習(xí)課程安排，組織專業(yè)技術(shù)比賽，通過評(píng)級(jí)獎(jiǎng)賞的制度來促進(jìn)工作人員掌握空壓機(jī)的工作原理以及操作規(guī)范。按照標(biāo)準(zhǔn)對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)，并對(duì)空氣濾芯、油氣分離芯等部位進(jìn)行定期更換。

5.2.2 優(yōu)化空壓機(jī)周邊環(huán)境。空壓機(jī)工作環(huán)境多處于井下，灰塵以及高溫對(duì)空壓機(jī)影響較大，可改善機(jī)房通風(fēng)條件，增加通風(fēng)系統(tǒng)，降低溫度，解決灰塵問題，以此來提高空壓機(jī)使用安全性。

5.2.3 增加空壓機(jī)部件備用量。針對(duì)空壓機(jī)易損部位如軸承、濾芯以及活塞桿等增加備用量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)部件受損嚴(yán)重或損壞時(shí)，應(yīng)保證第一時(shí)間有可替換的部件，保證空壓機(jī)安全性。

6 結(jié)語

通過對(duì)螺桿式空壓機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)以及檢測(cè)檢驗(yàn)相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行分析，空壓機(jī)安全檢測(cè)檢驗(yàn)中仍有諸多安全隱患，根據(jù)常見事故中存在的問題提出對(duì)應(yīng)的解決方案，通過提高操作人員的專業(yè)技術(shù)水平、改善機(jī)房環(huán)境、增加易損件備用量等方式來確保空壓機(jī)的安全運(yùn)行。在未來煤礦井下安全生產(chǎn)中，空壓機(jī)檢驗(yàn)檢測(cè)方法勢(shì)必會(huì)更加科學(xué)，成為煤礦井下安全生產(chǎn)最為關(guān)鍵的一環(huán)，在保證安全的同時(shí)提升經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]程志艷.煤礦空壓機(jī)噪聲的控制[J].礦業(yè)裝備，2021（4）：278-279.

[2]何莉，蘇科舜，王寶，等.煤礦空壓機(jī)群智能監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全分區(qū)的設(shè)計(jì)[J].煤炭與化工，2018（10）：85-88.

[3]鄭寒冰.論煤礦在用空壓機(jī)系統(tǒng)檢測(cè)檢驗(yàn)[J].河北農(nóng)機(jī)，2018（8）：57.

[4]黃力偉.煤礦在用螺桿式空壓機(jī)安全檢測(cè)檢驗(yàn)的幾個(gè)問題[J].煤礦機(jī)械，2017（6）：54-55.

[5]林德貞.煤礦在用空壓機(jī)安全性能檢測(cè)檢驗(yàn)存在問題淺析[J].能源與環(huán)境，2014（3）：96-98.

[6]梁曉玲，楊應(yīng)文，周中華.煤礦用單螺桿移動(dòng)空壓機(jī)氣動(dòng)控制原理分析[J].壓縮機(jī)技術(shù)，2012（6）：41-43.

[7]本刊訊.中國(guó)煤炭工業(yè)勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)機(jī)電安全專委會(huì)防爆電氣、礦用空壓機(jī)學(xué)組召開2012年年會(huì)[J].煤礦機(jī)電，2012（5）：128.

[8]楊川峰，劉紅新.煤礦用螺桿空壓機(jī)有關(guān)檢測(cè)檢驗(yàn)項(xiàng)目技術(shù)要求探討[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2008（6）：155-157.