林志標

（北山礦業(yè)發(fā)展有限責任公司，廣西 河池 547108）

廣西西部某礦山位于廣西河池市環(huán)江縣西北80公里。2010年在0水平中段鉆探探明儲量較大的礦體，經過不同方案比較，確定斜坡道開拓方案。該礦山運輸巷道為280水平，從運輸巷道開挖斜坡道到0水平，坡度10度，斜坡道掘進長度2000米。雖然0水平的礦體上部有舊巷道和采空區(qū)，但由于該礦山生產受雨季影響，在雨季5月～8月時期，舊巷道和采空區(qū)被水淹至280水平。因此斜坡道掘進工程要避開舊巷道和采空區(qū)，只能獨頭掘進。另外斜坡道采用之形迂回到0水平預定位置，無疑增加了通風阻力。為了加快工程進度，該礦山采用風庫接力壓抽混合方法。

隨著礦產資源的日益減少和市場需求不斷增加，向深部探礦和開發(fā)成必然趨勢。長距離獨頭巷道掘進是深部礦產開發(fā)常見工程。由于通風線路超長，不僅增加了通風難度和生產成本，而且易發(fā)炮煙中毒、職業(yè)病等安全事故。因此解決通風問題是一些礦山深部礦體初期開拓優(yōu)先解決的問題。近年來，許多礦山在這方面做了許多研究和改進，不僅解決了通風問題，而且加快工程進度、降低生產成本。取得的成效是明顯的。其中建立風庫接力通風技術是中小型礦山施工隊常用方法。下面以廣西西部某礦山為例對該通風方法進行應用研究。

1 井下風庫通風技術

1.1 通風技術方案

本次金屬巷道掘進過程中采用了壓入式通風方案，本次工程布置了X個壓風機接力站，5650m、5950m處布置5個風庫接力通風機站。設計在地表斜坡道出口處，安裝2臺SDF(A)-NO8.0/2×55型局扇風機，向斜坡道內供風;另外選用FBDY-NO6.0/4×22型局扇風機10臺，分別布置在斜坡道中的5個風庫接力通風機站內。選用800mm高強、膠質、多反邊接頭的風筒，每節(jié)長為100m，其百米漏風率為0.003。其最大風量516m3/min，最大風壓5500Pa，為取得良好的風壓傳遞效果、減少漏風，該工程中采用了高風壓、大風量的局扇，在風筒的選用上，結合壓入式通風效果，先用了柔性風筒，該柔性風筒斷面大、材質好、接頭處密封緊實，能在一定程度上避免通風能量的損失。

1.2 風量計算

需風量的計算方法有較多標準，例如：按施工最多人數計算、按排除炮煙計算、按無軌運輸設備排氣量計算、按最小排塵風速計算等。不同的計算方法考慮的工程實際不同，其計算方法也不同。結合本工程實際，本文分別分析不同情況下的需風量計算方法。

①按同時施工最多人數計算（Qr）。井下工人在從事采掘作業(yè)時，其每分鐘耗氧量為1L～3L，除去礦機中的其他氧氣損耗，人的呼吸損耗為2%～3%，根據這些數據特征，礦井作業(yè)人員的每人每分鐘4m3的需風量，假如井下有N人從事作業(yè)活動，則Qr=4×N。②按排除炮煙計算（Qy）：根據壓入式通風需風量的計算公式，在本式中Qy為壓入式通風所需風量，m3/s；t為通風的持續(xù)時間，s；A為一次爆破炸藥消耗量（kg）；L0為獨頭巷道的長度，m；S為掘進巷道的斷面積，m2。假設：某掘進巷道的通風時間為2h，為一次爆破炸藥消耗量80kg，獨頭巷道的長度為200米，斷面積為16m2，根據計算公式可以得出需風量m2/s。③按無軌運輸設備排氣量計算（Qq）：，在本式中，Qq為無軌運輸設備排氣需風量，m3/s；qs為柴油機的單位功率風量指標，4m3/(kw＊min)；N為礦井下各種柴油機的功率總數，kw；N1、N2為柴油機設備的額定功率，kw；F1、F2為工作時間系數，即機器在井下的單位時間工作百分比。④按最小排塵風速計算（Qc）：Qc=Vmin＊S，在本式中Qc為按最小排塵風速計算的風量，m3/s；S為巷道斷面面積；Vmin為最小排塵風速，根據行業(yè)相關規(guī)定，在掘進工作面，Vmin的取值范圍在0.15～0.25。綜合四個因素考慮范圍后，還需預留10%的寬裕空間來減少計算誤差對實際工程造成的影響。

圖1 水平風庫及風機布置示意圖

1.3 通風阻力計算

通風阻力由摩擦阻力和局部阻力組成，根據摩擦阻力計算公式，Hi=RiQi2，在本式中Hi為巷道通風摩擦阻力，Pa；Ri為巷道的摩擦風阻，Ns2/m8；Qi為巷道通過的風量。根據相關經驗，斜坡道的局部阻力(Hj)按摩擦阻力的30%計算，Hj=0.3＊Hi。井口與井底間的靜壓差按照位壓的計算公式進行分析。

1.4 局扇的選擇

根據局扇風機的風量和風壓計算，設計在地表斜坡道出口處，選擇安裝2臺SDF(A)-NO8.0/2×55型局扇風機，風量437m3/min～895m3/min，風壓1108Pa～8102Pa，額定功率55kW，向斜坡道內供風，一備一用;選用FBDYNO6.0/4×22型礦用通風機10臺，最大風量516m3/min，最大風壓5500Pa，額定功率22kW，分別布置在5個風庫內，每個風庫內安設2臺風機，1臺運行，1臺備用。

1.5 風庫機站及通風效果

風庫機站內設置2道風門，每一風門設有一大一小2個門，大門的規(guī)格為寬2.4m、高2.5m，用于搬運設備；小門的規(guī)格為寬1m、高1.8m，用于人員進出。風庫及風機的布置見圖1。

井下主要通風設施包括風機硐室、風庫、風門等。風井聯絡巷與斜坡道交叉處適當刷大成喇叭口狀以降低局部阻力，并設置安全防護欄。

當巷道延伸較長時，在斜坡道進風段設置調節(jié)風門，以調節(jié)斜坡道口進風量。風庫機站的設置為接力通風創(chuàng)造了有利條件，明顯地提高了風機串聯風量的轉遞效率，降低了串聯機站通風的能量損失，減少了長距離風筒的漏風，從而也提高了風機聯合作業(yè)的效率，為長距離掘進通風開辟了一條新的途徑。

2 總結

傾斜坡道掘進工程要避開舊巷道和采空區(qū)，只能獨頭掘進，鑒于獨頭掘進的距離較長，往往采用風庫接力通風技術來解決上述問題。

一直以來，受到井下有軌運輸條件的限制，一些大型設備很難進入井下，這給風庫的建設帶來就極大的難題。隨著現代采礦技術的發(fā)展，無軌運輸得到了突飛猛進的進步，這又給通風機的運輸、采礦機械的運輸創(chuàng)造了條件。廣西西部某礦山采用風庫接力通風的實踐，可以證實改該通風模式具有較好的通風效果，能在很大程度上保證工作面的通風需求，對改善作業(yè)環(huán)境、減低工傷事故都具備一定的貢獻意義。經實踐證明，風庫接力通風不僅可以增大風量傳遞效率、減少傳統風機串聯過程中的能量損失，還可以加快工程進度、降低生產成本。

基于筆者的學習和實踐經驗，本文對風庫接力通風技術的實施要點做以下總結：

（1）針對長距離斜坡的獨頭掘進問題，采用接力通風方案是可行的，實踐證明壓抽混合方法可以加快工程進度，也能取得較好的通風效果，具備一定的推廣意義。

（2）根據風機串聯后風流參數的計算方法對風庫設置前后進行對比，設置風庫可以明顯增加風機的能量傳遞效率，對風機節(jié)能具備一定的現實意義。

（3）在確定風量大小時，已經選取不同的風量結算方法，選取計算結果的最大值，以滿足不同工作從場合對風量大小的實際要求。

（4）鑒于無法準確確定風機的具體參數和工程地質條件，本文中的圖紙為示意圖，其中的詳細參數不代表井下的具體參數，例如風機的型號不一定為廣西西部某礦山的具實際使用的準確型號，然而本文闡述了接力通風方案的可行性，對今后的同類問題具有一定的參考價值。

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