遲豐茂，桑軍勝

(山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司焦家金礦， 山東 萊州 261441)

焦家金礦望兒山分礦井下多級(jí)機(jī)站通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化研究

遲豐茂，桑軍勝

(山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司焦家金礦， 山東 萊州 261441)

通過對(duì)望兒山礦區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)存在的漏風(fēng)、風(fēng)流紊亂以及工作面缺風(fēng)等問題的調(diào)查和原因分析，新掘大直徑排風(fēng)井并建立以排風(fēng)側(cè)為主的三級(jí)機(jī)站通風(fēng)系統(tǒng)。新通風(fēng)系統(tǒng)總風(fēng)量214m3/s，超過風(fēng)量解算的205m3/s，滿足總風(fēng)量設(shè)計(jì)要求。通風(fēng)系統(tǒng)改造優(yōu)化可為其他礦山提供參考。

多中段作業(yè)； 多級(jí)機(jī)站； 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化

1 工程概況

望兒山礦區(qū)是山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司焦家金礦的3個(gè)主要生產(chǎn)分礦之一?，F(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)采用了單翼對(duì)角抽出式。目前，隨著礦石產(chǎn)量的增加，原設(shè)計(jì)的通風(fēng)系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足通風(fēng)要求，井下排風(fēng)能力不足，溫度升高；現(xiàn)有風(fēng)量不足以降低井下熱水散發(fā)的高溫、設(shè)備排出尾氣以及生產(chǎn)爆破產(chǎn)生的炮煙和粉塵，同時(shí)大量的柴油設(shè)備尾氣污染十分嚴(yán)重，重新規(guī)劃設(shè)計(jì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)勢(shì)在必行。

2 通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀

通過對(duì)現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)的詳細(xì)調(diào)查分析可知，現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)存在以下主要問題。

(1)礦井風(fēng)量嚴(yán)重不足。現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)是在2007年礦石產(chǎn)量為800t/d(25萬t/a)時(shí)設(shè)計(jì)，隨著礦石產(chǎn)量增加到1 700t/d(60萬t/a)，風(fēng)量明顯不足。2012年達(dá)到了2 300t/d(80萬t/a)以上，2013年達(dá)到了2 500t/d(90萬t/a)以上，風(fēng)量已嚴(yán)重不足。

(2)中段通風(fēng)網(wǎng)路混亂，采場(chǎng)通風(fēng)不暢。采場(chǎng)沒有穩(wěn)定和規(guī)則的貫穿風(fēng)流通道，形不成穩(wěn)定的中段通風(fēng)網(wǎng)路，采場(chǎng)通風(fēng)困難。

(3)采礦作業(yè)面過多，需風(fēng)量增大。為了大幅增加礦石產(chǎn)量，井下大量增加采、掘作業(yè)面數(shù)量，并且極為分散，需風(fēng)量猛增。

(4)排風(fēng)斷面過小。由于礦石產(chǎn)量的急速增加，深部排風(fēng)井僅為南風(fēng)井(φ3.1m，7.54m2),全礦需近200m3/s的風(fēng)量(為滿足90萬t/a的礦石產(chǎn)量)。

(5)深部開拓?zé)崴砍觯瑴囟壬?。望兒山分礦礦井通風(fēng)除了需要排除煙、塵、尾氣，還必須排除熱水散發(fā)出的熱量。通風(fēng)量不足必然導(dǎo)致溫度過高。

(6)柴油無軌設(shè)備劇增，尾氣污染嚴(yán)重。為了完成年產(chǎn)黃金10%至20%的增產(chǎn)指標(biāo)，提高生產(chǎn)能力，大量柴油無軌設(shè)備進(jìn)入井下，大量增加了井下熱源和污染源。

(7)排風(fēng)中段風(fēng)門工作不正常，漏風(fēng)嚴(yán)重。由于管理不夠嚴(yán)格或損壞后維修不及時(shí)，風(fēng)門經(jīng)常處于常開的狀況，大量新鮮風(fēng)流直接排入南風(fēng)井系統(tǒng)，造成大量漏風(fēng)。

(8)井巷斷面均過小，通風(fēng)風(fēng)速超過安全規(guī)程的規(guī)定。

通風(fēng)系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 原通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

3 通風(fēng)系統(tǒng)擴(kuò)建優(yōu)化

3.1 通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置

本次通風(fēng)系統(tǒng)改造的主要任務(wù)是對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)建，擴(kuò)大礦井的入、排風(fēng)斷面積，降低通風(fēng)阻力，增大礦井風(fēng)量，滿足當(dāng)前生產(chǎn)要求；建立和完善合理的中段通風(fēng)網(wǎng)路，改善采場(chǎng)通風(fēng)效果。

本次通風(fēng)系統(tǒng)改造任務(wù)的范圍為-310m水平至-630m水平中段。擴(kuò)建優(yōu)化方案如圖2所示?？紤]到現(xiàn)有的排風(fēng)側(cè)分區(qū)三級(jí)機(jī)站通風(fēng)系統(tǒng)模式經(jīng)先期實(shí)踐證明完全適用于望兒山分礦井下開拓系統(tǒng)的具體情況，通風(fēng)系統(tǒng)仍然沿用以排風(fēng)側(cè)為主的分區(qū)三級(jí)機(jī)站通風(fēng)系統(tǒng)模式。

新掘一條達(dá)-430m中段的大直徑排風(fēng)井(φ5.0m，19.6m2)與原南風(fēng)井并聯(lián)排除礦井的污風(fēng)，解決排風(fēng)斷面嚴(yán)重不足的問題；同時(shí)，考慮到-190m以上的殘采作業(yè)已接近尾聲，將2#井系統(tǒng)作為入風(fēng)井。

為了解決入風(fēng)斷面積過小問題，保證入風(fēng)風(fēng)速符合安全要求，將入風(fēng)側(cè)所有的管纜井采取措施擴(kuò)大至7m2以上；同時(shí)設(shè)計(jì)開鑿-230m中段至-270m中段之間和-390m中段至-430m中段兩條7m2的入風(fēng)井。

為了便于-270m排風(fēng)中段的污風(fēng)排除，考慮避開炸藥庫(kù)，在南端-310m中段和-350m中段之間設(shè)計(jì)開鑿一條長(zhǎng)90m、面積8m2的斜井。擴(kuò)建優(yōu)化后的通風(fēng)系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 擴(kuò)建優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

3.2 通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量分配

全礦總的需風(fēng)量為同時(shí)工作的全部采場(chǎng)、備用采場(chǎng)，各類掘進(jìn)作業(yè)面和各種需風(fēng)硐室風(fēng)量的總和，需風(fēng)點(diǎn)計(jì)算的全礦總風(fēng)量：

Q=k(Qc+Qj+Qz)=205m3/s

由于采用多級(jí)機(jī)站通風(fēng)系統(tǒng)，漏風(fēng)較少，取風(fēng)量備用系數(shù)k=1.15，按作業(yè)需風(fēng)點(diǎn)計(jì)算全礦總風(fēng)量。全系統(tǒng)共分配風(fēng)量214m3/s，超過解算結(jié)果205m3/s，可滿足總風(fēng)量設(shè)計(jì)要求。整個(gè)系統(tǒng)形成了以排風(fēng)側(cè)為主的三級(jí)機(jī)站通風(fēng)系統(tǒng)。

4 結(jié)語

(1)新掘大直徑排風(fēng)井(φ5.0m，19.6m2)與原南風(fēng)井并聯(lián)排除礦井的全部污風(fēng)，解決排風(fēng)斷面嚴(yán)重不足的問題。

(2)全系統(tǒng)共分配風(fēng)量214m3/s，超過解算結(jié)果205m3/s，可滿足總風(fēng)量設(shè)計(jì)要求。整個(gè)系統(tǒng)形成了以排風(fēng)側(cè)為主的三級(jí)機(jī)站通風(fēng)系統(tǒng)。

(3)多級(jí)機(jī)站通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化成功解決了風(fēng)流紊亂、漏風(fēng)以及采場(chǎng)排風(fēng)井不到位的問題，望兒山分礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造為類似礦山提供了參考。

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Optimization study of underground multistage station ventilation system in Wangershan mining area of Jiaojia Gold Mine

Through investigating and analyzing the existing problem in the ventilation system of Wangershan mining area, such as air leakage, airflow disorder and the shortage of air on working face, a new large exhaust air shaft and the three stages station ventilation system mainly in the exhaust side were built. The total air volume of new ventilation system is 214m3/s, more than the calculated volume 205m3/s, and it can meet the design requirement for total air volume. This optimization transformation provided reference for other similar mines.

multilevel mining; multistage fan station; ventilation optimization

TD724

B

2017-01-05

2017-01-10

遲豐茂(1985-)，男，山東萊州人，采礦工程師，主要從事井下通風(fēng)管理工作。

1672-609X(2017)03-0041-03