馬 萃 林

(河北新燁工程技術(shù)有限公司，河北 張家口 075100)

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某金屬礦山通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造方案

馬 萃 林

(河北新燁工程技術(shù)有限公司，河北 張家口 075100)

通過對某金屬礦山通風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)查分析，指出了該礦井通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題，并提出了通風(fēng)系統(tǒng)改造方案，經(jīng)過對礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造，較徹底地改善了原通風(fēng)系統(tǒng)的混亂局面，井下作業(yè)人員將得到一個良好的工作環(huán)境。

礦山，機械通風(fēng)，優(yōu)化改造

1 概述

某礦礦區(qū)地處狼山中段與河套平原接壤帶，北部為陰山山脈，低中山地形，地勢東高西低。礦床屬海底噴流—沉積礦床，為鉛、鋅、硫礦床。開拓系統(tǒng)為豎井—斜井—盲斜井聯(lián)合開拓系統(tǒng)。目前該礦主要采用分段空場采礦嗣后充填法；房柱采礦嗣后充填法、分段空場法為硐室型；淺孔留礦采礦嗣后充填法為巷道型。采用尾砂膠結(jié)充填。礦山現(xiàn)生產(chǎn)能力約60×104t/年。

隨著礦山開采深度的進一步延伸，開采作業(yè)地點的變化，工作面的推移和作業(yè)面的增加，上部采空區(qū)的漏風(fēng)以及部分巷道的貫通所造成的風(fēng)流短路，通風(fēng)系統(tǒng)紊亂、漏風(fēng)等安全隱患。礦山現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)不完善，主風(fēng)扇效用不高，受自然通風(fēng)影響大，導(dǎo)致井下空氣質(zhì)量較差，對安全生產(chǎn)造成了很大影響。為杜絕安全事故，形成良好的井下作業(yè)環(huán)境，優(yōu)化礦井通風(fēng)系統(tǒng)，對于該礦山的安全生產(chǎn)和礦井的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

2 通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀

礦山已有的開拓運輸系統(tǒng)為豎井—斜井—盲斜井聯(lián)合開拓運輸系統(tǒng)。礦區(qū)內(nèi)目前有3個井口，其中：1號豎井從地表至850 m中段，主要提升礦石并運送人員，提升礦石量可達到1 300 t/d；2號豎井從地表至890 m中段，也主要提升礦石并運送材料，提升礦石量達270 t/d；3號斜井從地表至930 m中段，作為提升礦石與通風(fēng)巷道，提升礦石量達800 t/d；4號盲斜井從930 m中段至850 m中段，傾角25°，凈斷面2.8 m×2.8 m，噴混凝土支護，斜井長約190 m，提升能力為900 t/d。中段高度基本為40 m，從上至下依次為960 m，930 m，890 m，850 m。礦山總體開采順序為按中段自上而下開采，礦山現(xiàn)在主要生產(chǎn)位于850 m中段。

礦山現(xiàn)有DK40-8-No.22型對旋軸流式礦用節(jié)能風(fēng)機1臺安裝在井下960 m中段。公司先后在890 m，850 m水平共安裝了FBD10/37型輔扇5臺，在一定程度上改善了井下空氣質(zhì)量、環(huán)境，但未從根本上解決井下通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題。

3 通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題

該礦山原有通風(fēng)系統(tǒng)為對角式機械抽出式通風(fēng)系統(tǒng)。但由于主風(fēng)井未形成，井下風(fēng)流紊亂、不暢。主風(fēng)扇安裝在井下960 m中段。隨著開采的不斷延伸，作業(yè)量的不斷加大，通風(fēng)系統(tǒng)的矛盾越來越突出，該系統(tǒng)目前主要存在以下幾個方面的問題：

1)目前礦區(qū)內(nèi)地表的3個井口1號豎井、2號豎井和3號斜井全部為提升井，沒有專用回風(fēng)井。通風(fēng)系統(tǒng)不完整。有效風(fēng)量率低，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)混亂。2)主風(fēng)扇安裝地點不合理。目前主風(fēng)扇安裝在井下960 m中段，導(dǎo)致井下風(fēng)流不暢，污風(fēng)不能及時排出。3)通風(fēng)系統(tǒng)中通風(fēng)構(gòu)筑物不夠完善，調(diào)控設(shè)施不到位及維護不善，導(dǎo)致風(fēng)流紊亂、內(nèi)部漏風(fēng)、風(fēng)流短路，風(fēng)量分配不合理，不能滿足井下風(fēng)質(zhì)、風(fēng)速、風(fēng)量的要求。

4 通風(fēng)系統(tǒng)改造方案

4.1 通風(fēng)系統(tǒng)改造方案設(shè)計

經(jīng)過系統(tǒng)詳細(xì)分析、比較，采用如下改造方案：

1)完善礦井通風(fēng)系統(tǒng)。結(jié)合礦山實際情況，確定采用單翼對角抽出式通風(fēng)系統(tǒng)。將2號豎井去除提升設(shè)備，改造成為專用回風(fēng)井，和1號豎井形成完整通風(fēng)系統(tǒng)。1號豎井為主要進風(fēng)通道，2號豎井回風(fēng)，具體風(fēng)流線路為：

1號豎井→車場和石門→中段運輸平巷→中段行人通風(fēng)井→鑿巖工作面→中段行人通風(fēng)井→回風(fēng)平巷→2號豎井。

2)合理布置主風(fēng)扇。將現(xiàn)在安裝在井下960 m中段的DK40-8-No.22型對旋軸流式礦用節(jié)能風(fēng)機，安裝到2號豎井附近地表的風(fēng)機房內(nèi)。DK40-8-No.22風(fēng)機：靜壓457 Pa～2 017 Pa，轉(zhuǎn)速730 r/min，η=90%，電機功率2×110 kW。礦山現(xiàn)有通風(fēng)機和電動機滿足通風(fēng)要求。

3)增加風(fēng)流控制裝置。將960 m中段的廢舊巷道封堵和在890 m中段西部加設(shè)風(fēng)門，防止進風(fēng)段和回風(fēng)段之間產(chǎn)生風(fēng)流短路或漏風(fēng)。a.在890 m中段1號豎井井底車場附近設(shè)兩道向外開啟的風(fēng)門，風(fēng)門間距10 m；b.在960 m中段2號豎井附近、采空區(qū)和廢棄巷道設(shè)密閉墻。通風(fēng)構(gòu)筑物見表1。

表1 通風(fēng)構(gòu)筑物一覽表

4)增加局部通風(fēng)設(shè)備。在井巷掘進工作面、硐室、裝卸礦點以及采場工作面采用局扇輔助通風(fēng)，局扇選用JK55-2No5.5型號，電機功率5.5 kW。采場通風(fēng)采用局扇加強通風(fēng)后，新鮮風(fēng)流從一側(cè)人行通風(fēng)天井進入回采工作面，污風(fēng)從另一側(cè)人行通風(fēng)天井至上中段運輸、回風(fēng)巷道，最后經(jīng)回風(fēng)井排出。局部通風(fēng)的通風(fēng)方式有壓入式、抽出式和混合式三種，根據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇相應(yīng)的通風(fēng)方式。不論采用壓入式、抽出式還是混合式通風(fēng)都必須按照規(guī)程要求設(shè)置風(fēng)筒，將新鮮風(fēng)流直接送到作業(yè)地點，便于污風(fēng)排出，改善作業(yè)面的通風(fēng)效果。

局部通風(fēng)設(shè)備的布置原則：a.局扇引入獨頭巷道的風(fēng)量一般不超過巷道主風(fēng)流風(fēng)量的70%；b.壓入式通風(fēng)時，局扇應(yīng)設(shè)在主風(fēng)流巷道的上風(fēng)側(cè)，局扇離獨頭巷道口不得小于10 m，風(fēng)筒末端距工作面小于10 m～15 m；c.抽出式通風(fēng)時，局扇(鐵皮風(fēng)筒)或風(fēng)筒出口(用柔性風(fēng)筒)應(yīng)設(shè)在主風(fēng)流巷道的下風(fēng)側(cè)，局扇或風(fēng)筒出口離獨頭巷道口距離不得小于10 m，風(fēng)筒末端距工作面距離應(yīng)小于5 m；d.混合式通風(fēng)時，抽風(fēng)風(fēng)筒的入風(fēng)量至少應(yīng)比壓風(fēng)風(fēng)機的風(fēng)量大10%～20%；壓風(fēng)風(fēng)機的風(fēng)筒末端到工作面的距離應(yīng)小于10 m～15 m。抽風(fēng)風(fēng)機的風(fēng)筒末端到工作面的距離應(yīng)小于20 m～25 m，抽風(fēng)風(fēng)機(用鐵皮風(fēng)筒)或風(fēng)筒出口(用柔性風(fēng)筒)應(yīng)設(shè)在主風(fēng)流巷道的下風(fēng)側(cè)，距獨頭巷道口10 m以上；壓風(fēng)風(fēng)機距抽風(fēng)風(fēng)機的風(fēng)筒末端應(yīng)大于10 m。

礦山優(yōu)化改造后的通風(fēng)系統(tǒng)如圖1所示。

4.2 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化后應(yīng)注意的問題

礦山通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造后應(yīng)注意的問題如下：

1)主要進回風(fēng)巷要經(jīng)常維護，保持清潔和風(fēng)流暢通，禁止堆放材料和設(shè)備。2)采空區(qū)必須及時密閉。采場回采結(jié)束后，應(yīng)封閉所有與采空區(qū)相通的影響正常通風(fēng)的巷道。3)對于獨頭長巷道的通風(fēng)。為保障工作面所需風(fēng)量，首先必須克服大量漏風(fēng)(特別是采用高風(fēng)壓風(fēng)機時)，盡量提高風(fēng)筒接頭質(zhì)量和安裝質(zhì)量，加強管理，充分發(fā)揮單機的效能；當(dāng)局扇多臺串聯(lián)工作時，將新鮮風(fēng)流壓入作業(yè)面，并將污風(fēng)抽出，或者在巷道設(shè)置縱向風(fēng)障，隔斷進回風(fēng)風(fēng)流，保證作業(yè)面風(fēng)流、風(fēng)速和風(fēng)質(zhì)達到要求。4)加強通風(fēng)構(gòu)筑物的管理，根據(jù)需風(fēng)點的變化隨時進行構(gòu)筑物調(diào)整，使風(fēng)量按需分配。5)建立通風(fēng)檢測制度。必須經(jīng)常對通風(fēng)系統(tǒng)狀況、通風(fēng)設(shè)備、通風(fēng)構(gòu)筑物使用情況，工作面通風(fēng)防塵條件進行檢查。6)建立通風(fēng)設(shè)備管理制度。加強對通風(fēng)設(shè)備的管理和維護，保持設(shè)備正常運轉(zhuǎn)和完好，不得隨意停開或拆除。通風(fēng)設(shè)備服務(wù)期滿后應(yīng)及時補充和更新。

5 結(jié)語

礦井通風(fēng)的目的是為了不斷地向作業(yè)地點供給足夠數(shù)量的新鮮空氣，稀釋和排除各種有毒、有害氣體以及粉塵，調(diào)節(jié)氣候條件，確保作業(yè)地點良好的空氣質(zhì)量，形成一個安全、舒適的工作環(huán)境，保證礦山作業(yè)人員的安全和健康，提高勞動生產(chǎn)率。本通風(fēng)系統(tǒng)改造方案實施后，較徹底地改善了原來的混亂局面，井下作業(yè)人員將得到一個良好的工作環(huán)境。

[1] 王運敏.現(xiàn)代采礦手冊(中冊)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2012.

[2] 徐則林.中小型復(fù)雜礦山通風(fēng)系統(tǒng)改造[J].采礦技術(shù)，2006(8)：67-68.

[3] 《采礦手冊》編輯委員會.采礦手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1999.

On optimal reconstruction scheme for ventilation system of some metal mine

MA Cui-lin

(HebeiXinyeEngineeringTechnologyCo.,Ltd,Zhangjiakou075100,China)

According to the investigation analysis of the ventilation system of some metal coal mine, the paper indicates the problems in the ventilation system of the mine, points out the reconstruction scheme for the ventilation system, and improves the chaos of the formal ventilation system by the optimal reconstruction of the ventilation system of the mine, so as to achieve better working environment for the constructing personnel.

mine, mechanical ventilation, optimal reconstruction

1009-6825(2014)03-0136-02

2013-11-07

馬萃林(1973- )，女，碩士，工程師，注冊安全工程師

TU834

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