沈正通

（云南金沙礦業(yè)股份有限公司，云南 昆明 654100）

濫泥坪銅礦是東川礦區(qū) “一五”期間重點開發(fā)項目，己有六十多年開發(fā)歷史，經(jīng)過多年開采上部形成了較多空區(qū)和廢棄巷道，通風網(wǎng)路呈現(xiàn)出工作面數(shù)量多、分布廣、戰(zhàn)線長，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)控困難、通風紊亂的情況。為了解決老礦山通風系統(tǒng)難題，采用了抽壓結(jié)合、分區(qū)通風，取得了較好的效果。

1 自然環(huán)境

濫泥坪礦區(qū)地處東川礦區(qū)黃水箐溝流域的峽谷區(qū)南坡，屬于深切割的高山陡坡，屬亞熱帶干熱河谷氣候；海拔標高在1750m～3000m左右，地形復(fù)雜，山高坡陡，氣候惡劣，年均氣溫7℃左右，每年5月到9月為雨季，11月至次年3月為霜凍及冰霜期，平常多為大霧天氣。1～4月風季，最大風速可達28m/s。

2 原通風系統(tǒng)存在問題

該銅礦于上一世紀后期先后分別建立了蓑衣坡礦段壓抽結(jié)合式集中通風系統(tǒng)和白錫臘礦段抽出式集中通風系統(tǒng)。隨著地表的礦體基本采完，開采中段下降，生產(chǎn)區(qū)域已遠遠超出原通風系統(tǒng)服務(wù)范圍，大量采空區(qū)和廢舊巷道成為外部漏風通道，通風有效性逐步下降，自然風壓影響逐漸增大，排塵、排煙效果逐漸變差。整個開采區(qū)域具有走向長、范圍大、中段多的特色；采礦工作面呈條帶狀串聯(lián)分布，具有藥量少、斷面大、數(shù)量多、風量大、分布廣、戰(zhàn)線長的特點；井下通風網(wǎng)絡(luò)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、一翼進風、串聯(lián)用風、風量調(diào)節(jié)困難、沒有專用回風道等問題。礦區(qū)海拔高，一年四季礦井內(nèi)外溫差變化大；加上開采深度下降，開采中段高差也比較大，由此引起的自然壓差也比較大。部分采區(qū)超出機械通風系統(tǒng)控制范圍之后，自然風壓影響逐漸增大，由此形成的自然風流風向和大小隨著氣候變化而變化，忽上忽下，非常不穩(wěn)定，尤其是夏季下行風流對安全生產(chǎn)影響比較大。

3 抽壓結(jié)合、分區(qū)通風系統(tǒng)

針對該銅礦通風系統(tǒng)的難題，采用抽壓結(jié)合、分區(qū)通風思路，建立白錫臘6～2中段采區(qū)、蓑衣坡礦段過溝17～13中段采區(qū)、過溝17～11中段采區(qū)和過溝8中段～上老龍東11中段采區(qū)的4個通風單元。4個通風單元分別通過對單元主扇、中段輔扇和采場輔扇的共同調(diào)控，統(tǒng)籌考慮進風和回風問題，構(gòu)建成單元式分區(qū)通風系統(tǒng)。新鮮風流從直通地表的8條運輸?shù)肋M入，經(jīng)副斜井、1#主平坑、2#主平坑、蓑衣坡礦段13中段、過溝8中段、過溝14、過溝17中段人行運輸?shù)溃族a蠟礦段3#主平硐、2中段、6中段人行運輸?shù)赖?0條通道進入4個通風單元，然后由采場調(diào)控輔扇抽入生產(chǎn)采場，經(jīng)工作面后，各采區(qū)污風由中段輔扇匯聚至通風單元總回道，最后由單元主扇從各采區(qū)上部的廢棄井巷及采空區(qū)就近排出地表。

4 礦井風量計算

4.1 按同時工作最多人數(shù)計算

《安全規(guī)程》要求供給每人的風量應(yīng)不少于4m3/min[1]，每班井下最多作業(yè)人數(shù)為150人，故所需風量為：

Q=150人×4m3/min=600m3/min=10.0m3/s

4.2 按排塵風量計算

由于礦區(qū)的炸藥庫布置在輔助斜井口，有專用的機械通風系統(tǒng)，所以通風系統(tǒng)不必再考慮炸藥庫的通風問題。而維修房、變電所等這一類硐室，并不產(chǎn)生有毒有害氣體或粉塵，只是需要通風系統(tǒng)的過路新鮮風流來解決其供氧和散熱問題，因此不必將它們納入礦井需風量統(tǒng)計，只需待通風系統(tǒng)形成之后，校核其過風量是否滿足要求即可。各個中段獨頭掘進工作面的污風，全部通過采場排入回風系統(tǒng)，與采場串聯(lián)用風，所以實際需風量僅按照采場計算即可。按照《安全規(guī)程》“硐室型采場最低排塵風速不小于0.15m3／s，電耙道最低排塵風速不小于0.5m3／s”的要求，礦區(qū)作業(yè)工作面需風量：Q=v×Sm3/s。計算排塵需風量，結(jié)果見表1。

表1 作業(yè)面排塵風量計算

4.3 礦井需風量的確定

從以上計算結(jié)果得知，按照井下最多人數(shù)計算的需風量10.0m3/s，按照采場排塵風速計算的需風量為90.39m3/s。由于排塵需風量遠遠大于人員呼吸需風量，故以排塵需風量90.39m3/s作為礦井生產(chǎn)需風量。

4.4 供風量的確定

根據(jù)多個同時作業(yè)采場生產(chǎn)需風量90.39m3/s，以及確定的風量備用系數(shù)，按下式計算供風量Q供=k×ΣQ需m3/s。計算得整個通風系統(tǒng)合理需風量為102.73m3/s。

4.5 分區(qū)風量分配、風阻計算

根據(jù)礦井總風量進行風路風量分配及全礦通風阻力計算，計算結(jié)果如表2。

表2 單元分區(qū)通風系統(tǒng)主要參數(shù)計算表

5 設(shè)備選型

5.1 風機選型

根據(jù)表3-3的計算結(jié)果，按照風機選型的基本原則，對各臺風機進行供風量、風壓、功率、電動機功率進行計算[2]，結(jié)果如表3。

表3 風機風量、風壓及功率計算表

根據(jù)上表計算結(jié)果，選擇的單元主扇、中段輔扇和采場輔扇型號如表4。

表4 風機選型結(jié)果表

6 結(jié)語

濫泥坪銅礦通風系統(tǒng)將礦區(qū)復(fù)雜系統(tǒng)劃分為4個通風單元，構(gòu)建成的單元式分區(qū)通風系統(tǒng)以礦山原有的10條主平巷道作為進風道，新鮮風流經(jīng)過經(jīng)劃分為單元區(qū)域的用風地段，

每年耗電量為82.92×104kW·h，通風成本為1.05元/噸。利用了原有巷道，進行分區(qū)通風，提高通風效率和減少專用進、回風巷道的投資。