【摘要】基于礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，對(duì)某礦山礦井通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)查與測(cè)定，并評(píng)價(jià)其通風(fēng)效果，得出該礦通風(fēng)系統(tǒng)存在：有效風(fēng)量率偏低、井下風(fēng)流內(nèi)部短路漏風(fēng)嚴(yán)重、采場(chǎng)通風(fēng)條件差、主扇裝置效率偏低、部分區(qū)域污風(fēng)循環(huán)等問題；利用礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，對(duì)該礦山通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)改造。結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)改造后的通風(fēng)系統(tǒng)效果良好，井下通風(fēng)條件得到了明顯改善，有效地解決了井下現(xiàn)有的通風(fēng)系統(tǒng)問題，為井下作業(yè)生產(chǎn)提供了一個(gè)安全舒適的環(huán)境。

【關(guān)鍵詞】礦井通風(fēng)系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)方法；有效風(fēng)量；通風(fēng)能耗

1、引言

礦井通風(fēng)系統(tǒng)是由主通風(fēng)機(jī)裝置、井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)和主要通風(fēng)構(gòu)筑物組合而成的一個(gè)動(dòng)態(tài)多變系統(tǒng)，通過(guò)運(yùn)用多種技術(shù)手段輸送、調(diào)控空氣在井下巷道中流動(dòng)，維護(hù)礦井正常安全生產(chǎn)[1]。災(zāi)變時(shí)期應(yīng)利于限制和縮小事故的危害程度與范圍，并便于控制災(zāi)害，利于救災(zāi)、救人和恢復(fù)生產(chǎn)。從事故的本質(zhì)上分析，煤礦瓦斯、火災(zāi)等重大安全事故的發(fā)生，都與礦井通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)揮的作用有直接關(guān)系。因此，通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造是搞好井下通風(fēng)條件的必要技術(shù)手段之一，對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化研究是當(dāng)今一項(xiàng)非常重要的研究課題。

2、礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化研究方法的實(shí)際應(yīng)用

2.1 礦山通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題

某礦位于貴州省中部烏江流域開發(fā)區(qū)，礦區(qū)屬中低山地貌類型，地質(zhì)地形復(fù)雜。該礦多年來(lái)，采用錨桿護(hù)頂分段空?qǐng)龇ǖ牟傻V方法，隨著生產(chǎn)發(fā)展變化的要求，現(xiàn)正準(zhǔn)備試用磷石膏充填采礦法。礦山原有年設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模80萬(wàn)噸/年，計(jì)劃生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到120萬(wàn)噸/年。礦井通風(fēng)系統(tǒng)主要由主斜坡道進(jìn)風(fēng)和附加北輔斜井與膠帶斜井進(jìn)風(fēng)，隨著開采深度加深，生產(chǎn)能力擴(kuò)大，礦山現(xiàn)已形成多盤區(qū)多分層多采場(chǎng)同時(shí)作業(yè)，通風(fēng)阻力路線加長(zhǎng)，加之原有采礦形成的大量采空區(qū)，致使現(xiàn)有礦山風(fēng)機(jī)主扇運(yùn)行效率難以滿足正常生產(chǎn)的需要，通過(guò)對(duì)該礦通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)狀調(diào)查以及對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)分析，礦井通風(fēng)系統(tǒng)存在以下問題：

（1）改造前北風(fēng)井風(fēng)機(jī)主扇的效率約為68.58%，南風(fēng)井風(fēng)機(jī)主扇的效率約為63.78%，基本符合要求，但在冬天效率降低。

（2）礦井進(jìn)風(fēng)風(fēng)流污染嚴(yán)重。礦山總進(jìn)風(fēng)量為114.4m3/s，主斜坡道進(jìn)風(fēng)41.92m3/s，占總進(jìn)風(fēng)的29.03%，膠帶斜井進(jìn)23.12m3/s，占總進(jìn)風(fēng)的16.01%，半數(shù)以上的新鮮風(fēng)流未達(dá)到需風(fēng)作業(yè)面之前已經(jīng)被汽車尾氣和粉塵污染。

（3）采場(chǎng)通風(fēng)條件差。由于該礦巖石穩(wěn)固性差，裸露礦體極易風(fēng)化，導(dǎo)致上部結(jié)束回采中段運(yùn)輸巷垮塌現(xiàn)象嚴(yán)重而無(wú)法作為下一中段作業(yè)采場(chǎng)的回風(fēng)通道，采場(chǎng)通風(fēng)不暢，部分采場(chǎng)作業(yè)面有風(fēng)流反向現(xiàn)象。

（4）局部區(qū)域污風(fēng)循環(huán)。各中段均有不少溜礦井與上下中段貫通，使其回采作業(yè)面污風(fēng)從溜礦井漏入進(jìn)風(fēng)巷，以致進(jìn)風(fēng)巷的新鮮風(fēng)流受到污染。

2.2 礦山通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)改造

針對(duì)該礦山通風(fēng)系統(tǒng)存在的以上問題，利用礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，對(duì)該礦山通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)改造，確定該礦通風(fēng)系統(tǒng)需新鑿一條專用進(jìn)風(fēng)斜井，可解決改造前通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的需要，并且針對(duì)礦山優(yōu)化改造方案進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真模擬，論證了該優(yōu)化改造方案具有技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性。

具體優(yōu)化改造方案為：在主斜坡道附近新鑿一條專用進(jìn)風(fēng)斜井，專用進(jìn)風(fēng)斜井與各中段運(yùn)輸巷的聯(lián)絡(luò)石門相接，在中段聯(lián)絡(luò)石門巷道上（各需風(fēng)中段）設(shè)置一級(jí)機(jī)站（為本中段壓入式供風(fēng)），原有主斜坡道采取密閉措施，使其新鮮風(fēng)流由專用進(jìn)風(fēng)斜井進(jìn)入各需風(fēng)中段的下盤，然后由下盤沿脈巷經(jīng)盤區(qū)斜坡道進(jìn)入到各分層沿脈巷道，然后由各分層穿脈巷道進(jìn)入采場(chǎng)作業(yè)面，清洗工作面的污風(fēng)由上一中段回風(fēng)巷排入回風(fēng)井，然后由主扇排出地表，形成中央專用進(jìn)風(fēng)斜井進(jìn)風(fēng)，南北兩翼回風(fēng)井回風(fēng)的兩翼對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)。

2.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)改造后通風(fēng)系統(tǒng)的效果

礦山通過(guò)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)改造后，全礦井下通風(fēng)效果得到明顯的改善：

（1）全礦通風(fēng)系統(tǒng)總進(jìn)風(fēng)量為147.45m3/s，比原來(lái)增加23.32m3/s，主斜坡道采取空氣幕阻隔措施，能滿足礦山擴(kuò)產(chǎn)到年生產(chǎn)能力為120萬(wàn)噸的通風(fēng)系統(tǒng)要求，避免了進(jìn)風(fēng)風(fēng)質(zhì)受到汽車尾氣和粉塵污染的問題；其次，礦山通風(fēng)能耗降低。專用進(jìn)風(fēng)斜井一級(jí)機(jī)站與南北風(fēng)機(jī)（只開一段風(fēng)機(jī)）串并聯(lián)運(yùn)行為礦山井下供風(fēng)，南、北風(fēng)機(jī)由原來(lái)兩段運(yùn)行變?yōu)橐欢芜\(yùn)行，風(fēng)機(jī)功率由2×132kW降到132kW，一級(jí)機(jī)站風(fēng)機(jī)功率為55 kW，礦山年總通風(fēng)能耗可降低517492.8元。

（2）通過(guò)在中段下盤運(yùn)輸巷道南、北回風(fēng)井聯(lián)絡(luò)道安裝調(diào)節(jié)風(fēng)窗，有效控制盤區(qū)斜坡道風(fēng)流，通過(guò)局扇壓入式供風(fēng)改善采場(chǎng)通風(fēng)效果。

3、結(jié)論

通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造是搞好井下通風(fēng)條件的必要技術(shù)手段之一。本文以某礦山礦井通風(fēng)系統(tǒng)為例，指出了其存在的一些問題。在此基礎(chǔ)上，利用礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，對(duì)該礦山通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)改造。結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的通風(fēng)系統(tǒng)效果良好，井下通風(fēng)條件得到了明顯改善，有效地解決了井下現(xiàn)有的通風(fēng)系統(tǒng)問題，從而為井下作業(yè)生產(chǎn)提供了一個(gè)安全舒適的環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1]文永勝.礦井通風(fēng)技術(shù)的新發(fā)展[J].世界有色金屬，2008（12）：32-34.