王亞林

摘 要：井下通風(fēng)系統(tǒng)良好是保證井下工作人員安全健康的前提，它通過持續(xù)向井下輸送新鮮空氣，及時(shí)有效地排出井下炮煙等有毒有害氣體和粉塵，以減少和杜絕炮煙中毒與矽肺的發(fā)生，為職工提供安全良好的環(huán)境。本文旨在通過對(duì)樺樹溝井下東區(qū)通風(fēng)回路的研究，重新擬定方案，進(jìn)行井下通風(fēng)阻力的測(cè)算，根據(jù)工況曲線粗略確定風(fēng)機(jī)的選擇，完成通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化，達(dá)到通風(fēng)系統(tǒng)的暢通，通風(fēng)效果良好，確保職工健康安全的目的。

關(guān)鍵詞：井下通風(fēng)系統(tǒng)；樺樹溝礦區(qū)；風(fēng)路設(shè)計(jì)

1 現(xiàn)狀與背景

鏡鐵山礦樺樹溝礦區(qū)始建于1965年，屬高海拔大型地下開采礦山，采用無底柱分段崩落法進(jìn)行開采。礦體賦存條件為一復(fù)式向斜構(gòu)造，礦層在復(fù)式向斜中重復(fù)出現(xiàn)形成了7條礦體，即FeI～FeVII號(hào)礦體。東區(qū)分布（14線以東）I、II及III、IV礦體；西區(qū)（14線以西）分布有西I、西Ⅱ礦體，V礦體（12線以西，為西I礦體西延部分），VI、VII礦體。樺樹溝礦區(qū)7條礦體由于勘探順序及勘探程度和礦體賦存條件等原因，在建設(shè)過程中，東區(qū)先于西區(qū)，西區(qū)賦存標(biāo)高較高的VI、VII礦體先于西I、西II、V礦體，加之VI、VII礦體賦存于西II礦體上部，垂直高差不足100m，為使各礦體開采在時(shí)空關(guān)系上免受影響，樺樹溝礦區(qū)在設(shè)計(jì)和開采過程中，現(xiàn)已形成了東、中、西三個(gè)區(qū)段。

東區(qū)：I、II礦體于1970年建成投產(chǎn)，現(xiàn)已開采至2670m水平、2655m水平，開拓在2640m水平、2625m水平。III、IV礦體1974年建成投產(chǎn)，已于1998年底開采結(jié)束。

東區(qū)I礦體原通風(fēng)系統(tǒng)通過2655m水平東部、西部主扇（160kW）進(jìn)風(fēng)，通過2715m水平進(jìn)行回風(fēng)斜井通至2760m水平后，由2760m水平將原有污風(fēng)排出至地表。而目前，Ⅰ礦體開采至2655m水平，原Ⅰ礦體2715m水平回風(fēng)巷位于巖石移動(dòng)帶以內(nèi)，導(dǎo)致回采2655m水平Ⅰ礦體時(shí)，回風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生破壞，從而造成污風(fēng)不能通過2715m水平回風(fēng)斜井排至2760m水平。本次通風(fēng)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)，掘鑿?fù)L(fēng)井巷，調(diào)控風(fēng)流走向，實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)該區(qū)域內(nèi)不利的通風(fēng)局面，降低粉塵的危害，減少和杜絕塵肺病的發(fā)生。

2 風(fēng)路的優(yōu)化與設(shè)計(jì)[1]

通過對(duì)樺樹溝礦區(qū)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與研究，決定重新采用對(duì)角式通風(fēng)，即東側(cè)進(jìn)風(fēng)，西側(cè)回風(fēng)，實(shí)行二級(jí)機(jī)站通風(fēng)。Ⅰ級(jí)風(fēng)機(jī)（壓入）位于2655m水平Ⅰ、Ⅱ礦體東側(cè)進(jìn)風(fēng)巷，Ⅱ級(jí)風(fēng)機(jī)（抽出）安裝于與2655m水平Ⅰ礦體西進(jìn)風(fēng)井（2655～2760m，改為回風(fēng)井）連通的回風(fēng)巷中。

新鮮風(fēng)經(jīng)Ⅰ礦體東側(cè)進(jìn)風(fēng)巷流入2655m水平脈內(nèi)聯(lián)巷和回采進(jìn)路，清洗工作面后，污風(fēng)經(jīng)垂直礦體走向的聯(lián)絡(luò)巷排至Ⅰ、Ⅱ礦體間巖石中（新掘）脈外巷道，再經(jīng)14～15線間的（新掘）回風(fēng)巷、Ⅰ礦體回風(fēng)井（原Ⅰ礦體西進(jìn)風(fēng)井）排出地表。

3 通風(fēng)網(wǎng)路解算

3.1 風(fēng)量（表1）

3.2 通風(fēng)阻力[2]

扇風(fēng)機(jī)全壓HS和自然風(fēng)壓HN然共同作用，克服風(fēng)流流經(jīng)礦井的總阻力hm、流經(jīng)風(fēng)硐的總阻力hd以及風(fēng)流進(jìn)入大氣出口處的動(dòng)壓損失hvd（對(duì)于抽出式通風(fēng)系統(tǒng)為擴(kuò)散器出口的動(dòng)壓，對(duì)于壓入式通風(fēng)系統(tǒng)為風(fēng)井出口的動(dòng)壓）。

風(fēng)硐的總阻力hd一般不超過100-200Pa。

容易時(shí)期：Hsmin=hm+hd+hvd-|HN|

困難時(shí)期：Hsmax=hm+hd+hvd+|HN|

其中：hm=hf+hj+hc

hf為摩擦阻力；hj為局部阻力；hc為正面阻力，具體有hf=αQ2，hj=ξQ2，hc=Q2，這里的α為摩擦阻力系數(shù)（38-226×10-4N·s2/m4）；L為風(fēng)流流經(jīng)巷道的總長（m）；P為巷道斷面的周長（m）；S為巷道斷面面積（m2）；Q為總風(fēng)流量（m3/s）；ξ為局部阻力系數(shù)（根據(jù)情況0.1-3.6之間取值）；ρ為空氣的平均密度（kg/m3）；C為正面阻力系數(shù)（到目前為止，尚不能從理論上確定正面阻力系數(shù)，實(shí)際上都是用實(shí)際測(cè)定或者模型試驗(yàn)方法來確定C值，故我們這里略去hc）；Sm為正面阻力物在垂直于風(fēng)流總方向上的投影面積。

4 后續(xù)工作的開展

①完成2655m水平ⅠⅡ礦體巖石中布置一條脈外回風(fēng)巷道（14至20線之間）；

②完成掘I礦體深部溜井與脈外回風(fēng)巷道聯(lián)絡(luò)道；

③完成對(duì)通風(fēng)巷道內(nèi)部分破碎地段進(jìn)行發(fā)碹支護(hù)；

④完成相關(guān)風(fēng)門和密閉墻安設(shè)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)流了分配與控制。

5 結(jié)論

礦山井下通風(fēng)系統(tǒng)是礦山建設(shè)的重要組成部分，它與職工的生命安全息息相關(guān)，樺樹溝井下 2655m水平I礦體通風(fēng)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)能夠?yàn)樵摴ぷ鲄^(qū)域提供一個(gè)完整通風(fēng)回路，有效降低和控制區(qū)域內(nèi)粉塵濃度，為井下工作職工的健康、安全提供保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃翰文.多風(fēng)井復(fù)雜通風(fēng)系統(tǒng)方案選優(yōu)[J].煤礦安全，1983（10）.

[2]程紹仁，程建軍.礦井通風(fēng)阻力測(cè)定及對(duì)幾個(gè)問題的分析[J].煤礦開采，2006（01）.