林 敏

(安徽省廬江龍橋礦業(yè)有限公司)

龍橋礦業(yè)位于安徽省廬江縣城東南方向25 km處的龍橋村，生產(chǎn)規(guī)模300萬(wàn)t/a，主要采礦方法有分段鑿巖階段空?qǐng)鏊煤蟪涮罘ê头恐傻V嗣后充填法。隨著采掘深度和采場(chǎng)環(huán)境動(dòng)態(tài)變化，因此需要對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行定期的現(xiàn)狀評(píng)價(jià)與優(yōu)化。通過(guò)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)總風(fēng)量及風(fēng)量分配、通風(fēng)系統(tǒng)有效風(fēng)量率、機(jī)站風(fēng)機(jī)效率、通風(fēng)設(shè)施設(shè)置、井下空氣溫度、有毒有害氣體濃度等的系統(tǒng)檢測(cè)，了解和掌握龍橋鐵礦通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決井下通風(fēng)系統(tǒng)存在問(wèn)題，為礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造、優(yōu)化提供基礎(chǔ)資料[1-2]。

1 通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 通風(fēng)方式

龍橋鐵礦采用兩翼對(duì)角抽出式通風(fēng)系統(tǒng)。進(jìn)風(fēng)井和副井進(jìn)風(fēng)，東風(fēng)井和西風(fēng)井回風(fēng)。-370 m中段生產(chǎn)時(shí)，-370 m中段作為該中段進(jìn)風(fēng)水平，-320 m水平作為該中段回風(fēng)水平。-420 m中段生產(chǎn)時(shí)，-420 m中段、-407.5 m分段作為該中段進(jìn)風(fēng)水平，-342.5 m水平作為該中段回風(fēng)水平。-490 m中段生產(chǎn)時(shí)，-490 m中段、-472.5 m分段作為該中段進(jìn)風(fēng)水平，-395 m水平作為該中段回風(fēng)水平。新鮮風(fēng)流沿進(jìn)風(fēng)井和副井進(jìn)入各回采中段采場(chǎng)，工作面污風(fēng)沿各采場(chǎng)回風(fēng)天井排至上中段回風(fēng)水平，再沿東風(fēng)井、西風(fēng)井排至地表。

炸藥庫(kù)硐室通風(fēng)。-420 m北區(qū)炸藥庫(kù)新風(fēng)取自地表進(jìn)風(fēng)井，-420 m大巷作為炸藥庫(kù)進(jìn)風(fēng)通道，沖刷炸藥庫(kù)的風(fēng)流沿-420～-320 m回風(fēng)井進(jìn)入西區(qū)回風(fēng)系統(tǒng)。

主井溜破系統(tǒng)通風(fēng)。污風(fēng)經(jīng)-320 m水平聯(lián)巷回風(fēng)風(fēng)機(jī)(K40-4-№13風(fēng)機(jī)，55 kW/臺(tái))作用，沿溜破系統(tǒng)回風(fēng)井(1#井)上至-320 m水平回風(fēng)系統(tǒng)。

1.2 機(jī)站設(shè)置

龍橋礦業(yè)機(jī)站設(shè)置為主輔聯(lián)合方式，其中主回風(fēng)機(jī)站設(shè)置有2臺(tái)DK系列風(fēng)機(jī)，分別位于東風(fēng)井口和西風(fēng)井口回風(fēng)道內(nèi)，風(fēng)機(jī)采用交流變頻遠(yuǎn)程控制。輔扇設(shè)置有4臺(tái)，分別位于-320 m水平1#井聯(lián)巷和11線回風(fēng)井聯(lián)巷、-342.5 m水平上盤(pán)聯(lián)巷和-355 m水平8線風(fēng)井聯(lián)巷。機(jī)站風(fēng)機(jī)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 龍橋鐵礦風(fēng)機(jī)分布及運(yùn)行

2 通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

2.1 通風(fēng)系統(tǒng)檢測(cè)內(nèi)容

通風(fēng)系統(tǒng)總風(fēng)量、各中段風(fēng)量、有效風(fēng)量率、機(jī)站風(fēng)機(jī)效率、通風(fēng)設(shè)施設(shè)置、井下空氣溫度、有毒有害氣體濃度等項(xiàng)目均為檢測(cè)內(nèi)容[3-5]。為了解和掌握龍橋鐵礦井下通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀，現(xiàn)對(duì)龍橋礦業(yè)通風(fēng)系統(tǒng)展開(kāi)檢測(cè)，檢測(cè)主要內(nèi)容：①全礦總風(fēng)量；②回風(fēng)機(jī)站風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況；③-320～-490 m水平等各生產(chǎn)作業(yè)中段風(fēng)量分配；④采區(qū)各風(fēng)井進(jìn)、回風(fēng)量分配。

2.2 通風(fēng)系統(tǒng)檢測(cè)方法

巷道風(fēng)量的測(cè)量依托于巷道斷面風(fēng)速和斷面面積測(cè)量。利用走線法測(cè)量斷面風(fēng)速，梯形分割法測(cè)量斷面面積。風(fēng)速測(cè)量和斷面面積測(cè)量用到的儀器分別為德國(guó)TESTO425精密型風(fēng)速儀和德國(guó)HILTI PD42激光測(cè)距儀[6-7]。

本次檢測(cè)共計(jì)布置測(cè)點(diǎn)94個(gè)，其范圍包括-320、-332.5、-342.5、-355、-370、-382.5、-395、-407.5、-420、-490 m和一期、二期延伸溜破系統(tǒng)等生產(chǎn)作業(yè)水平，測(cè)點(diǎn)主要分布在開(kāi)拓系統(tǒng)各井筒石門(mén)、主要生產(chǎn)中段的各作業(yè)分段石門(mén)，主斜坡道和采區(qū)斜坡道與作業(yè)分段聯(lián)巷，電梯井聯(lián)巷，采區(qū)進(jìn)回風(fēng)井聯(lián)巷。

2.3 通風(fēng)系統(tǒng)檢測(cè)結(jié)果

2.3.1 風(fēng)量檢測(cè)結(jié)果分析

表2為各中段風(fēng)量測(cè)量結(jié)果，由表2可知：①礦井總風(fēng)量318.30 m3/s，礦井總風(fēng)量比二期設(shè)計(jì)礦井總需風(fēng)量372.00 m3/s系統(tǒng)總風(fēng)量少53.70 m3/s。②-332.5 m水平進(jìn)風(fēng)通道為主斜坡道，進(jìn)風(fēng)量為41.07 m3/s，進(jìn)風(fēng)量大;主斜坡道為井下無(wú)軌設(shè)備運(yùn)輸主要通道，內(nèi)有運(yùn)輸設(shè)備尾氣和余熱，風(fēng)質(zhì)差，不宜作為進(jìn)風(fēng)通道。③-455～-550 m為溜破系統(tǒng)，上部溜破系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)量25.07 m3/s、下部溜破系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)量24.46 m3/s。④-420 m為主要回采中段，風(fēng)量為68.91 m3/s，-370 m為少量回采中段，風(fēng)量為42.28 m3/s。各中段需風(fēng)量稍顯不足。

表2 通風(fēng)系統(tǒng)各井筒風(fēng)量分配 m3/s

2.3.2 機(jī)站風(fēng)機(jī)性能檢測(cè)結(jié)果

由表3可知，地表東回風(fēng)井口回風(fēng)機(jī)站(安裝1臺(tái)DK-8- №27風(fēng)機(jī)，運(yùn)行1臺(tái))回風(fēng)量為112.69 m3/s；地表西回風(fēng)井口回風(fēng)機(jī)站(安裝1臺(tái)DK-10-№34風(fēng)機(jī)，運(yùn)行1臺(tái))回風(fēng)量205.60 m3/s。通風(fēng)系統(tǒng)回風(fēng)機(jī)站共運(yùn)行2臺(tái)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)裝機(jī)功率1 340 kW，實(shí)耗功率合計(jì)749.46 kW，系統(tǒng)風(fēng)機(jī)平均效率73.79%。

表3 主回風(fēng)機(jī)站風(fēng)機(jī)檢測(cè)參數(shù)

3 改進(jìn)措施及建議

(1)龍橋鐵礦通風(fēng)系統(tǒng)總風(fēng)量為318.30 m3/s，相比設(shè)計(jì)總風(fēng)量少53.70 m3/s。建議上調(diào)2個(gè)主回風(fēng)機(jī)站風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率，提高礦井總風(fēng)量，并根據(jù)生產(chǎn)采場(chǎng)實(shí)際布置情況對(duì)礦井總風(fēng)量進(jìn)行重新核算。

(2)礦山專用回風(fēng)水平并未與回風(fēng)井直接單一貫通，且東、西回風(fēng)井(倒段回風(fēng)井)同時(shí)與多中段貫通，易形成污風(fēng)循環(huán)或新風(fēng)短路。建議在設(shè)置專用回風(fēng)水平時(shí)，優(yōu)化專用回風(fēng)水平與回風(fēng)井之間風(fēng)路過(guò)風(fēng)斷面及采區(qū)進(jìn)回風(fēng)井?dāng)嗝?，根?jù)設(shè)計(jì)的回風(fēng)量確定回風(fēng)通道斷面與布置位置。

(3)礦山前期將采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)井由之前的下盤(pán)間隔布置改為下盤(pán)進(jìn)風(fēng)，上盤(pán)回風(fēng)的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，并準(zhǔn)備設(shè)置專用回風(fēng)水平。但部分上盤(pán)回風(fēng)工程、通風(fēng)構(gòu)筑物等未能及時(shí)跟進(jìn)，導(dǎo)致井下的通風(fēng)狀況較差。建議施工-342.5 m水平回風(fēng)巷(10a線-8a線)和-342.5 m水平西區(qū)26a線、24a線、22a線、斜坡道聯(lián)巷、-370～-295 m風(fēng)井聯(lián)巷風(fēng)門(mén)等，確保采場(chǎng)內(nèi)貫穿風(fēng)流洗刷工作面后，污風(fēng)及時(shí)回至回風(fēng)系統(tǒng)。

(4)礦山東、西兩翼風(fēng)機(jī)型號(hào)不同，通風(fēng)能力差異較大且井下設(shè)置了許多能力較大(55 kW/臺(tái)，37 kW/臺(tái))的通風(fēng)輔扇，造成了采區(qū)內(nèi)部污風(fēng)循環(huán)。建議根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)布局及需風(fēng)點(diǎn)分布情況對(duì)采區(qū)輔扇進(jìn)行優(yōu)化選型，降低輔扇裝機(jī)功率計(jì)數(shù)量，降低通風(fēng)系統(tǒng)總能耗并減少采區(qū)內(nèi)部污風(fēng)循環(huán)，同時(shí)簡(jiǎn)化通風(fēng)系統(tǒng)輔扇管理工作[8]。

(5)礦山在-420～-490 m中段正在開(kāi)拓存在較多通風(fēng)困難的獨(dú)頭掘進(jìn)巷道。建議龍橋鐵礦加強(qiáng)井下局部通風(fēng)管理，局部通風(fēng)機(jī)及風(fēng)筒按照規(guī)范鋪設(shè)，炮煙排放時(shí)間合規(guī)，同時(shí)注意掘進(jìn)小炮炮煙對(duì)其他生產(chǎn)區(qū)域的影響[9]。

(6)為了保障井下安全生產(chǎn)，建議龍橋鐵礦每年定期開(kāi)展通風(fēng)系統(tǒng)檢測(cè)及反風(fēng)試驗(yàn)[10]。

4 結(jié) 論

(1)龍橋鐵礦年生產(chǎn)規(guī)模為300萬(wàn)t/a，采用兩翼對(duì)角抽出式通風(fēng)系統(tǒng)，礦井總風(fēng)量為318.30 m3/s，比設(shè)計(jì)通風(fēng)量372.00 m3/s少53.70 m3/s，風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率選定及各中段風(fēng)量分配有待優(yōu)化。

(2)礦山存在主斜坡道進(jìn)風(fēng)量偏大現(xiàn)象，進(jìn)風(fēng)量為41.07 m3/s。主斜坡道為井下無(wú)軌設(shè)備運(yùn)輸主要通道，內(nèi)有運(yùn)輸設(shè)備尾氣和余熱，風(fēng)質(zhì)差，不宜作為主要進(jìn)風(fēng)通道。

(3)通風(fēng)系統(tǒng)主回風(fēng)機(jī)站共運(yùn)行2臺(tái)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)裝機(jī)功率1 340 kW，實(shí)耗功率合計(jì)749.46 kW，系統(tǒng)風(fēng)機(jī)平均效率73.79%。

(4)對(duì)于存在通風(fēng)困難的獨(dú)頭掘進(jìn)巷道，建議加強(qiáng)井下局部通風(fēng)管理，局部通風(fēng)機(jī)及風(fēng)筒按照規(guī)范鋪設(shè)，炮煙排放時(shí)間合規(guī)，同時(shí)注意掘進(jìn)小炮產(chǎn)生的炮煙對(duì)其它生產(chǎn)區(qū)域的影響。