袁慶躍

（四川省涼山州會(huì)理縣黑箐礦業(yè)有限責(zé)任公司，四川 涼山 615100）

茂源礦業(yè)公司（小山山銅礦）勘查區(qū)地貌類(lèi)型為低中山淺切割地貌。礦山自獲得探礦權(quán)以來(lái)，就一直采用地表鉆和坑探的方式進(jìn)行探礦找礦工作。目前采用豎井、斜井，以及平硐盲斜井相結(jié)合的方式進(jìn)行開(kāi)拓。由于現(xiàn)階段為探礦權(quán)階段，礦山主要是以坑探為主，坑內(nèi)鉆為輔來(lái)開(kāi)展工作。井下中段劃分從下往上為：1460m中段、1520m中段、1580m中段、1640m中段、1700m中段、1760m中段共6個(gè)階段，其中1580m標(biāo)高以上3個(gè)中段礦體被原鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)回采結(jié)束，上部區(qū)域采空區(qū)連成一片，采場(chǎng)間留有6m～8m不等的連續(xù)間柱，間柱中部施工有風(fēng)人井均貫通上中段，采場(chǎng)留頂柱10m不等。另外，各中段主運(yùn)輸巷（兼回風(fēng)巷）都保持較為穩(wěn)定。

1 現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)綜述

礦山自原鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)開(kāi)始，都是采用地下開(kāi)采自上而下的方式進(jìn)行。由于生產(chǎn)規(guī)模不大，作業(yè)面少，且靠近地表，通風(fēng)方式均采用小型風(fēng)機(jī)加風(fēng)帶壓入式進(jìn)行通風(fēng)排煙。隨著開(kāi)采深度的增加，至1640m標(biāo)高，由于見(jiàn)礦效果不佳，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)隨即停止了采礦作業(yè)。

我公司接手后，根據(jù)實(shí)際情況，分別在礦區(qū)南端開(kāi)掘直徑5.5m豎井，在礦區(qū)中南部施工一條斜井，均在1640m標(biāo)高、1580m標(biāo)高相互貫通。從礦體兩側(cè)新、老斜井排至地表。對(duì)于通風(fēng)困難區(qū)，為避免循環(huán)風(fēng)流，在各個(gè)中段平巷與回風(fēng)井連接處安置局扇，污濁風(fēng)由風(fēng)人井回到上中段回風(fēng)平巷經(jīng)新、老斜井排出地表。

2 現(xiàn)有通風(fēng)存在的問(wèn)題

（1）隨著探礦進(jìn)度的延伸，除導(dǎo)致地?zé)釡囟壬仙猓L(fēng)路線(xiàn)延長(zhǎng)，風(fēng)壓增大，通風(fēng)系統(tǒng)和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)也變得復(fù)雜，管理難度加大。

（2）礦井風(fēng)路較長(zhǎng)，阻力增大，深部通風(fēng)量不足。

（3）隨著今后生產(chǎn)能力增大，采掘面增多，需風(fēng)量也相應(yīng)增大。

3 通風(fēng)方案選擇

礦井通風(fēng)方式及井下壓力狀態(tài)，取決于主扇安裝地點(diǎn)與工作方式，常用的有壓入式、抽出式、壓抽混合式三種。

（1）壓入式通風(fēng)方案：在礦井專(zhuān)用進(jìn)風(fēng)道中安裝風(fēng)機(jī)，將地表新風(fēng)壓入井下，在壓入式工作的主扇作用下，整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)形成高于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ摹罢龎籂顟B(tài)”。由于壓入式通風(fēng)對(duì)有毒有害氣體作用以稀釋為主，需風(fēng)量大，排塵排煙速度慢，所以一般金屬礦山較少單獨(dú)采用。

（2）抽出式通風(fēng)方案：結(jié)合單元通風(fēng)規(guī)劃，擬在老洞1760中段總回風(fēng)井中（盲豎井）安裝一臺(tái)大功率抽出式工作的單元主扇，另外，在1580中段新、老斜井落平處安裝2臺(tái)抽出式風(fēng)機(jī)予以輔助回風(fēng)。在1臺(tái)大功率抽出式風(fēng)機(jī)和2臺(tái)輔助抽出風(fēng)機(jī)作用下，井下空氣呈現(xiàn)低于地表大氣壓力的“負(fù)壓狀態(tài)”。對(duì)位于采空區(qū)和生產(chǎn)區(qū)之間的1580～1700中段采取一定的隔離、封堵等措施，將生產(chǎn)區(qū)域與上部采空區(qū)隔開(kāi)，以防止污風(fēng)循環(huán)。礦山完善機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，利用各中段運(yùn)輸?shù)肋M(jìn)風(fēng)，上部采空區(qū)回風(fēng)之后，可以使本礦山絕大部分采場(chǎng)形成風(fēng)量、風(fēng)速、風(fēng)向均穩(wěn)定的上行風(fēng)流。

（3）壓抽結(jié)合通風(fēng)方案：壓抽混合式通風(fēng)在進(jìn)風(fēng)井安裝壓入式風(fēng)機(jī)，回風(fēng)井安裝抽出式風(fēng)機(jī)，使進(jìn)風(fēng)段和用風(fēng)段處于正壓狀態(tài)，回風(fēng)段處于負(fù)壓狀態(tài)，適合存在有毒有害氣體的礦井使用，所以不必采用壓抽結(jié)合通風(fēng)方式。

（4）通過(guò)分析比較，認(rèn)為維持原有的自然進(jìn)風(fēng)通風(fēng)系統(tǒng)，利用主豎井（主豎井將延伸至1460m標(biāo)高）作為進(jìn)風(fēng)井及其原有風(fēng)道等，新鮮風(fēng)流由此進(jìn)入，清洗井下各作業(yè)面后，污濁風(fēng)由安裝在1580中段新、老斜井落平處的2臺(tái)輔助抽出式風(fēng)機(jī)和礦區(qū)北端老洞平巷與盲豎井連接地段的抽出式風(fēng)機(jī)排出地表。

4 通風(fēng)量計(jì)算

（1）總通風(fēng)量計(jì)算：

根據(jù)國(guó)內(nèi)礦山統(tǒng)計(jì)，礦井所需風(fēng)量參考《采礦設(shè)計(jì)手冊(cè).下》進(jìn)行簡(jiǎn)單估算，計(jì)算如下：

Q=AY

Q——礦井所需總風(fēng)量，m3/s；

A——礦井年產(chǎn)量，根據(jù)今后年產(chǎn)量20萬(wàn)t/a；

Y——年產(chǎn)萬(wàn)噸耗風(fēng)量，m3/s.萬(wàn)t;參照經(jīng)驗(yàn)參數(shù)取2；

則總風(fēng)量Q=40 m3/s。

（2）單個(gè)掘進(jìn)面風(fēng)量計(jì)算：

A、排塵風(fēng)量Q1=Sv

s——作業(yè)面的過(guò)風(fēng)斷面，m2；

v——工作面排塵風(fēng)速，m/s；取0.25；

排塵風(fēng)量Q1=0.25×6.25=1.56 m3/s；

平均取5個(gè)作業(yè)面，共需風(fēng)量7.8 m3/s.

B、排 煙 風(fēng) 量Q=2.3×（2400/（0.566×3600））×lg（（500×50）/2400）=2.76m3/s。

平均取6個(gè)作業(yè)面，共需風(fēng)量16.5 m3/s。

（3）按同時(shí)工作最多人數(shù)計(jì)算《安全規(guī)程》要求，供給每人的風(fēng)量應(yīng)不少于4m3/min，礦山井下每個(gè)班最多作業(yè)人數(shù)為40人，故人員需風(fēng)量為Q人員=40人×4m3/人=160m3/min=2.67m3/s。

漏風(fēng)系數(shù)取1.3，全礦總需風(fēng)量為（16.5+7.8+2.67）×1.3=35.1m3/s。

5 通風(fēng)摩擦阻力計(jì)算

（1）主豎井風(fēng)阻R=aLP/S3=(5×237×17.27）/23.753

=1.53Pa；

（2）1520中段運(yùn)輸平巷風(fēng)阻

R=aLP/S3=(10×500×9.15）/6.253

=187.39Pa；

（3）3#斜井（1580m～1520m）風(fēng)阻

R=aLP/S3=(10×273×8.55）/5.53=140.29Pa；

（4）4#斜井（1580m～1520m）

風(fēng)阻R=aLP/S3=(20×273×8.55）/5.53=280.59Pa；

（5）1460中段運(yùn)輸平巷風(fēng)阻

R=aLP/S3=(10×460×9.15）/6.253

=172.4Pa；

（6）1580中段回風(fēng)平巷風(fēng)阻

R=aLP/S3=(10×500×9.15）/6.253

=187.39Pa；

（7）1640中段回風(fēng)平巷風(fēng)阻

R=aLP/S3=(10×350×9.15）/6.253

=131.17Pa；

（8）1700中段回風(fēng)平巷風(fēng)阻

R=aLP/S3=(10×200×9.15）/6.253

=74.96Pa；

（9）老斜井風(fēng)阻（1760m～1580m）風(fēng)阻

R=aLP/S3=(10×410×8.55）/5.53=210.7Pa；

（10）新斜井風(fēng)阻（1580m～1520m）風(fēng)阻

R=aLP/S3=(10×410×8.55）/5.53=210.7Pa；

摩擦風(fēng)阻共計(jì)1597.12Pa。

6 風(fēng)機(jī)選擇

今后大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，建議在井下各中段回風(fēng)地段安裝使用回風(fēng)主扇和采場(chǎng)調(diào)控輔扇，可選用淄博風(fēng)機(jī)廠(chǎng)生產(chǎn)的K系列輕型節(jié)能風(fēng)機(jī)。

主扇建議選擇山東淄博風(fēng)機(jī)廠(chǎng)生產(chǎn)的K 45-6抽出式對(duì)旋主扇通風(fēng)機(jī)。

表1 對(duì)軒主扇通風(fēng)機(jī)參數(shù)型號(hào)

7 結(jié)論

礦山目前探礦區(qū)域深度已逐漸超出了原自然通風(fēng)系統(tǒng)的服務(wù)范圍。1580m標(biāo)高以上，原鄉(xiāng)企多年開(kāi)采形成的大量采空區(qū)和廢舊巷道成為外部漏風(fēng)通道，通風(fēng)效果越來(lái)越弱，自然風(fēng)壓影響逐漸增大，原自然通風(fēng)排塵、排煙效果差，不能滿(mǎn)足目前甚至今后安全生產(chǎn)的需求。本設(shè)計(jì)方案實(shí)施后，礦井通風(fēng)系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)將達(dá)到《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》的要求，礦井主通風(fēng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，風(fēng)量、風(fēng)壓能滿(mǎn)足井下各用風(fēng)點(diǎn)的需風(fēng)要求，井下各風(fēng)支風(fēng)流穩(wěn)定，風(fēng)流質(zhì)量較高，風(fēng)量分配合理，建立起了高效、低耗、合理的新型通風(fēng)系統(tǒng)，為礦山安全生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造必要條件。