劉殿軍 田迎春 宮國慧

(鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)公司弓長嶺井下鐵礦)

井下鐵礦多水平通風(fēng)阻力測定及優(yōu)化

劉殿軍 田迎春 宮國慧

(鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)公司弓長嶺井下鐵礦)

以井下鐵礦西北采區(qū)為例，運(yùn)用基點(diǎn)法，根據(jù)該礦多水平復(fù)雜地質(zhì)條件的實(shí)際情況，選定了礦井最大通風(fēng)阻力測定路線，測定其通風(fēng)阻力分布情況，根據(jù)測定結(jié)果提出了通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方案，為安全生產(chǎn)打下了良好基礎(chǔ)。

多水平 基點(diǎn)法 通風(fēng)阻力測試 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化

礦井通風(fēng)是礦產(chǎn)資源開采過程中的關(guān)鍵組成部分，直接關(guān)系到井下工作人員的身體健康[1-4]。隨著礦井開采水平地延伸及開采深度地加大，導(dǎo)致通風(fēng)路線延長、需風(fēng)量增加、礦井通風(fēng)阻力增大，井下的通風(fēng)格局發(fā)生變化，使得主要通風(fēng)機(jī)性能與礦井通風(fēng)阻力不相匹配、增加了耗電量及經(jīng)濟(jì)成本，因此需對其進(jìn)行準(zhǔn)確測定，及時掌握其變化情況，以便對通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造[5-7]。

1 礦井概況

井下鐵礦位于遼陽市弓長嶺區(qū)，隸屬于鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)公司弓長嶺礦，現(xiàn)有西北采區(qū)、中央?yún)^(qū)下含鐵帶、中央?yún)^(qū)深井3個采區(qū)，各采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)相對獨(dú)立。為滿足井下鐵礦的長遠(yuǎn)發(fā)展，井下鐵礦進(jìn)行改擴(kuò)建，即西北采區(qū)下延、中央?yún)^(qū)下含鐵帶下延，增加中央?yún)^(qū)深井產(chǎn)量規(guī)模。根據(jù)生產(chǎn)及施工進(jìn)度，完成了西北采區(qū)+110，+50，-10，-70 m水平的通風(fēng)阻力測定，通過對測定數(shù)據(jù)的解算分析，提出了西北采區(qū)的合理通風(fēng)優(yōu)化方案，為井下鐵礦的安全生產(chǎn)提供了有利保障。

2 通風(fēng)阻力測定

2.1 測定方法及原則

井下鐵礦開采水平較多，通風(fēng)路線較長，選擇合適的通風(fēng)阻力測定方法，提高其測定精度，對于準(zhǔn)確掌握通風(fēng)阻力分布尤為重要?；c(diǎn)法操作簡單，數(shù)據(jù)處理過程簡便，在礦井通風(fēng)阻力測定中得到較為廣泛的應(yīng)用，本次通風(fēng)阻力的測定采用基點(diǎn)法[8]。

盡量選擇較短的測定路線。測點(diǎn)布置在分風(fēng)點(diǎn)或匯風(fēng)點(diǎn)的前或后，前方不小于巷道寬度的3倍，后方不小于巷道寬度的8倍，測點(diǎn)前、后3 m內(nèi)巷道斷面良好，無堆積。

2.2 測定方案

測定人員分為兩組，利用兩臺相同型號的精密氣壓計，在+110 m平硐口讀取大氣壓力值。一組人員在平硐口每5 min記錄一次大氣壓力值，另外一組人員沿測點(diǎn)逐點(diǎn)記錄測壓時間，并讀取大氣壓力值。測點(diǎn)布置在各水平的匯風(fēng)及分風(fēng)口位置。

由于井下鐵礦巷道斷面不規(guī)則，為保證測定結(jié)果的精確性，測定過程應(yīng)用激光斷面儀，記錄掃過斷面各點(diǎn)的角度和距離，通過內(nèi)置軟件換算，在主屏上直接讀取面積及周長。另外，由于角聯(lián)較多，為提高測定精度，適當(dāng)加密測點(diǎn)，具體如圖1所示。

2.3 數(shù)據(jù)記錄與處理

井下鐵礦通風(fēng)系統(tǒng)較為復(fù)雜，最大通風(fēng)路線較長，在西北采區(qū)各個水平及風(fēng)井位置都均勻地布置了測點(diǎn)，詳細(xì)記錄了干濕球溫度、大氣壓、風(fēng)速等參數(shù)，經(jīng)換算后通風(fēng)阻力為424.3 Pa，其中+110 m水平為128.3 Pa，+50 m水平為108.4 Pa，-10 m水平為117.9 Pa，-50 m水平為69.7 Pa。以+110 m水平實(shí)測數(shù)據(jù)為例，測定日期為2014年6月17日，實(shí)測數(shù)據(jù)見表1。

3 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化措施

通過現(xiàn)場測定及分析，影響井下鐵礦通風(fēng)阻力分布的主要因素為漏風(fēng)、角聯(lián)、炮煙較大等。為此，進(jìn)行了以下優(yōu)化：①針對自然通風(fēng)效果較差的問題，目前正在施工新西北風(fēng)井，貫通后，利用機(jī)械通風(fēng)聯(lián)系西北采區(qū)各個水平工作面，增加通風(fēng)動力，改善作業(yè)環(huán)境；②開拓階段，巷道突兀不平，尤其-10 m 水平及-70 m水平的巷道，需要進(jìn)一步完善；③生產(chǎn)及開拓過程中的炮煙較大，局部區(qū)域形成積聚，在礦井全負(fù)壓通風(fēng)效果較差位置，設(shè)置局部通風(fēng)機(jī)，加強(qiáng)通風(fēng)強(qiáng)度；④西北采區(qū)各水平距地表較近、外部漏風(fēng)較為嚴(yán)重，安設(shè)磚墻密閉，尤其+110 m水平，鑒于目前穿口6在回采的情況，應(yīng)在廢棄穿口處安設(shè)密閉；⑤斜坡道用風(fēng)量較小，應(yīng)安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)門，控制風(fēng)量分配。

圖1 通風(fēng)阻力測點(diǎn)布置

表1 +110 m水平實(shí)測數(shù)據(jù)

[1] 梁 超，扈守全.阜山金礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造技術(shù)方案研究[J].中國礦業(yè)，2013，22(12):124-126.

[2] 郭 坤，吳 浩.多風(fēng)機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計分析[J].中州煤炭，2013(10):26-28.

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[4] 趙以蕙.礦井通風(fēng)與調(diào)節(jié)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1991.

[5] 蔣瑾瑜.計算機(jī)在礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用[J].有色冶金設(shè)計與研究，1989，10(3):1-4.

[6] 陳 晨．桓仁鉛鋅礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計研究[D].沈陽：東北大學(xué)，2009.

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2014-10-10)

劉殿軍(1973—)，男，礦長，高級工程師，碩士，111000 遼寧省遼陽市弓長嶺區(qū)。