桑軍勝

（山東黃金礦業(yè)（萊州）有限公司焦家金礦）

礦井通風(fēng)系統(tǒng)周期性檢測(cè)與分析為礦山生產(chǎn)動(dòng)態(tài)調(diào)整提供重要的技術(shù)支撐和保障，尤其是多中段同時(shí)生產(chǎn)的礦井［1-3］。通風(fēng)系統(tǒng)檢測(cè)內(nèi)容包含通風(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)置情況及有毒有害氣體濃度等［4-6］。焦家金礦寺莊礦區(qū)生產(chǎn)規(guī)模為99 萬(wàn)t/a，主要采礦方法有上向水平分層尾砂膠結(jié)充填法與上向進(jìn)路尾砂膠結(jié)充填法。生產(chǎn)中段為-400～-490 m，中段間多分層同時(shí)開采，用風(fēng)地點(diǎn)分散。

為掌握寺莊金礦通風(fēng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化及中段多分層通風(fēng)效果，從礦井總風(fēng)量、主回風(fēng)機(jī)站及中段風(fēng)量分配3個(gè)方面對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的現(xiàn)狀展開評(píng)價(jià)及分析，提出通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整改進(jìn)措施，實(shí)現(xiàn)寺莊金礦通風(fēng)系統(tǒng)周期動(dòng)態(tài)管理，為相似礦山的通風(fēng)動(dòng)態(tài)管理提供技術(shù)上和管理上參考。

1 通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

寺莊金礦下設(shè)-140、-180、-220、-250、-280、-310、-340、-370、-400、-455、-490、-630 m 共12 個(gè)中段，上部-140和-180 m 中段開采結(jié)束，采場(chǎng)進(jìn)路封閉，保留主巷作后期回風(fēng)使用。生產(chǎn)重心調(diào)整至-400～-490 m中段，掘進(jìn)重心在-535 m水平。

1.1 通風(fēng)方式

寺莊礦區(qū)采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)，形成“四井二回”通風(fēng)格局。副井、主豎井、小豎井和斜坡道進(jìn)風(fēng)，南風(fēng)井和北風(fēng)井回風(fēng)。井下劃分進(jìn)風(fēng)水平和回風(fēng)水平，實(shí)現(xiàn)中段分層采場(chǎng)通風(fēng)，-445和-490 m 為進(jìn)風(fēng)水平，-400 m為回風(fēng)水平。

1.2 機(jī)站設(shè)置

寺莊礦區(qū)采用多機(jī)站聯(lián)合工作方式，共設(shè)3個(gè)主回風(fēng)機(jī)站，分別位于南風(fēng)井-140 m 水平回風(fēng)巷、-400 m 水平回風(fēng)巷以及北風(fēng)井-400 m 水平回風(fēng)巷，機(jī)站風(fēng)機(jī)參數(shù)見(jiàn)表1。

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2 通風(fēng)系統(tǒng)測(cè)定分析

2.1 通風(fēng)系統(tǒng)測(cè)定內(nèi)容及方法

為了解和掌握寺莊礦區(qū)井下通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀，現(xiàn)對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)展開測(cè)定工作，內(nèi)容主要包含全礦井下總風(fēng)量、主要風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況、-400～-490 m 水平等各生產(chǎn)作業(yè)中段風(fēng)量分配。

礦井風(fēng)量測(cè)定以風(fēng)速測(cè)定和斷面測(cè)定為基礎(chǔ)，巷道風(fēng)速采用走線法進(jìn)行測(cè)量，所用儀器為可伸縮熱敏風(fēng)速儀，精度為0.01 m/s；巷道斷面測(cè)量方法為截面積法［7-8］。

2.2 通風(fēng)系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)布置

根據(jù)寺莊金礦開拓系統(tǒng)和采場(chǎng)分布，于開拓系統(tǒng)各井筒石門、主要生產(chǎn)中段的各作業(yè)分段石門、斜坡道與作業(yè)分層聯(lián)巷處共布置測(cè)點(diǎn)109個(gè)。

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

對(duì)109 個(gè)關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析得出表2。由表2 可知：礦井總進(jìn)風(fēng)量為225.4 m3/s，其中，副井進(jìn)風(fēng)為80.94 m3/s，主豎井進(jìn)風(fēng)為61.23 m3/s，主斜坡道進(jìn)風(fēng)為52.98 m3/s，小豎井進(jìn)風(fēng)為21.82 m3/s。礦井總回風(fēng)為229.26 m3/s，其中南風(fēng)井回風(fēng)154.45 m3/s，北風(fēng)井回風(fēng)74.81 m3/s?？偦仫L(fēng)量多于總進(jìn)風(fēng)量3.86 m3/s，在測(cè)量允許誤差范圍內(nèi)。礦井總風(fēng)量為229.26 m3/s，與礦井設(shè)計(jì)總風(fēng)量205.5 m3/s 相比，系統(tǒng)總風(fēng)量富余23.76 m3/s。

注：“+”表示風(fēng)流流入，“-”表示風(fēng)流流出。

-445、-490 m 為主要回采中段，進(jìn)風(fēng)量分別為39.00 和34.54 m3/s，占總風(fēng) 量 的32.08%。-370 和-400 m水平出礦量少，總進(jìn)風(fēng)量為45.44 m3/s，占總風(fēng)量的19.82%，主要生產(chǎn)中段進(jìn)風(fēng)偏小，風(fēng)流分配不合理。

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

表3為寺莊金礦主回風(fēng)機(jī)站風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況參數(shù)。南風(fēng)井-140 m 的FKCDZ№19型風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率為39.8 Hz時(shí)，回風(fēng)量為48.14 m3/s；南風(fēng)井-400 m 并聯(lián)安裝2臺(tái)FKCDZ№19型風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率為45 Hz，回風(fēng)量為106.31 m3/s。北風(fēng)井-400 m 水平并聯(lián)安裝2 臺(tái)FKZN№15 型風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率為45 Hz，回風(fēng)量為74.81 m3/s。通風(fēng)系統(tǒng)5臺(tái)風(fēng)機(jī)均未按最大頻率運(yùn)行，系統(tǒng)富余量大，能滿足礦山生產(chǎn)的小幅度動(dòng)態(tài)調(diào)整。

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系統(tǒng)風(fēng)機(jī)裝機(jī)功率為1 360 kW，實(shí)耗功率合計(jì)為856.22 kW，系統(tǒng)風(fēng)機(jī)平均效率為70.21%，風(fēng)機(jī)性能參數(shù)滿足當(dāng)前礦山生產(chǎn)需要。

2.3.3 通風(fēng)系統(tǒng)存在問(wèn)題

經(jīng)檢測(cè)，寺莊通風(fēng)系統(tǒng)存在以下問(wèn)題。

（1）寺莊金礦用風(fēng)地點(diǎn)分散，主要用風(fēng)中段-445及-490 m 采場(chǎng)風(fēng)量分配不足，部分采場(chǎng)通風(fēng)量不滿足規(guī)范要求。

（2）-445 及-490 m 上部中段回采作業(yè)面開采結(jié)束，封堵不及時(shí)，導(dǎo)致漏風(fēng)。

（3）用風(fēng)中段通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)窗進(jìn)行風(fēng)量分配，致使各中段出現(xiàn)風(fēng)量過(guò)大或過(guò)小現(xiàn)象。

3 改進(jìn)方法及效果

3.1 改進(jìn)方法

為改善寺莊金礦通風(fēng)系統(tǒng)檢測(cè)出的問(wèn)題，提出以下改進(jìn)方法。

（1）將-445 及-490 m 以上完成回采的中段采場(chǎng)實(shí)行封堵，將富余風(fēng)量23.76 m3/s分配至-445、-490 m等回采中段，提高礦井深部總風(fēng)量。

（2）優(yōu)化采場(chǎng)進(jìn)回風(fēng)路線，完善采場(chǎng)進(jìn)回風(fēng)工程，對(duì)采場(chǎng)通風(fēng)方式進(jìn)行統(tǒng)籌考慮。

（3）礦山存在風(fēng)流短路，建議對(duì)短期內(nèi)不生產(chǎn)的作業(yè)采場(chǎng)進(jìn)路采取臨時(shí)封堵。對(duì)分配過(guò)多風(fēng)量的中段或采場(chǎng)于回風(fēng)側(cè)設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)門，風(fēng)量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。

（4）-140 和-180 m 中段回采結(jié)束，中段封閉，保留回風(fēng)機(jī)站回風(fēng)功能。

3.2 改進(jìn)效果

寺莊金礦通風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，礦井主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率不變，其通風(fēng)系統(tǒng)檢測(cè)結(jié)果如表4所示。

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采取改進(jìn)措施后，礦井總風(fēng)量為217.44 m3/s，比初步設(shè)計(jì)總風(fēng)量多11.94 m3/s。-445 和-490 m 中段分別分配風(fēng)量52.68 和54.61 m3/s，占總風(fēng)量的49.34%，主要生產(chǎn)中段用風(fēng)量得到保障。-630 m 中段兼顧-535 m中段掘進(jìn)作業(yè)，分配風(fēng)量72.40 m3/s。

經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，寺莊金礦中段風(fēng)量分配不合理現(xiàn)象改善，短路漏風(fēng)減少。

4 結(jié) 論

（1）寺莊金礦采用兩翼對(duì)角多機(jī)站抽出式通風(fēng)系統(tǒng)，礦井總風(fēng)量為229.26 m3/s，與初步設(shè)計(jì)總風(fēng)量相比富余23.76 m3/s，但主要用風(fēng)中段-445 及-490 m采場(chǎng)存在風(fēng)量分配不足、漏風(fēng)等問(wèn)題。

（2）通風(fēng)系統(tǒng)3 個(gè)主回風(fēng)機(jī)站共運(yùn)行5 臺(tái)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)裝機(jī)功率為1 360 kW，實(shí)耗功率合計(jì)為856.22 kW，系統(tǒng)風(fēng)機(jī)平均效率為70.21%，風(fēng)機(jī)性能滿足當(dāng)前礦山生產(chǎn)需求。

（3）對(duì)回采結(jié)束采場(chǎng)及中段進(jìn)行封堵，補(bǔ)充進(jìn)、回風(fēng)工程，調(diào)整風(fēng)流路線后，礦井總風(fēng)量為217.44 m3/s，-445 和-490 m 中段分配風(fēng)量為107.29 m3/s，主要生產(chǎn)中段用風(fēng)量得到保障。

（4）-630 m 中段兼顧-535 m 中段掘進(jìn)作業(yè)，分配風(fēng)量72.40 m3/s。對(duì)于-535 m中段通風(fēng)困難的掘進(jìn)工作面，建議采用壓入式通風(fēng)方式，保障新鮮風(fēng)源的供應(yīng)，加強(qiáng)局部通風(fēng)系統(tǒng)管理。