香花嶺錫礦新風工區(qū)通風系統(tǒng)改造

劉志輝

(湖南有色冶金勞動保護研究院,湖南長沙 410014)

香花嶺錫礦新風工區(qū)通風系統(tǒng)改造

劉志輝

(湖南有色冶金勞動保護研究院,湖南長沙 410014)

文章對湖南香花嶺錫礦新風工區(qū)礦井通風系統(tǒng)改造前后的通風系統(tǒng)指標和效果進行了比較。結果表明:改造后的兩翼對角接力式通風系統(tǒng)適合香花嶺礦新風工區(qū),改善了新風工區(qū)的井下作業(yè)環(huán)境。

礦井通風系統(tǒng);接力式通風;變頻技術

湖南香花嶺錫礦新風工區(qū)改造前的礦井通風系統(tǒng)為兩翼對角井下抽出式,解決了272中段以上的通風。但從2005年開始作業(yè)工作面大部分集中在深部272中段以下,而272中段以下的平巷和作業(yè)面處于基本無風和微風狀況,井下污風排不出。因此改造前的香花嶺錫礦新風工區(qū)的礦井通風系統(tǒng)不能滿足其礦井深部272中段以下開采年生產能力100 kt的通風需求。2008年經湖南有色冶金勞動保護研究院設計研究,由香花嶺錫業(yè)有限責任公司施工,于2009年上半年完工的香花嶺錫礦新風工區(qū)的中央進風兩翼對角接力式通風系統(tǒng),改善了新風工區(qū)272中段以下的通風狀。

1 改造前的新風工區(qū)的兩翼對角井下抽出式礦井通風系統(tǒng)

改造前的新風工區(qū)的礦井通風系統(tǒng)為兩翼對角井下抽出式。

1.1 西翼主扇通風系統(tǒng)

兩翼主扇擔負23線以西各中段礦體的開采回風,主扇型號為70B2—11NO18#軸流式風機,主扇功率為75 kW,主扇葉片安裝角40°,風量15～50 m3/s,風壓500～1 400 Pa,安裝在礦井西翼17～19勘探線井下484中段回風巷道。由西翼主扇將污風從484至地表斜井直接排出地表。

1.2 東翼主扇通風系統(tǒng)

東翼主扇擔負礦23勘探線以東325中段以下礦體的開采回風,主扇型號FS130-45.5(A)型軸流式風機,電機功率為45 kW。主扇安裝在礦井東翼51勘探線井下325中段的回風巷道。主扇將污風排至中段回風斜井,匯入東翼484中段主回風巷道經484平硐排出地表。

1.3 改造前礦井通風系統(tǒng)參數(shù)和指標

礦井通風狀況經湖南有色冶金勞動保護研究院于2007年9月測定,結果如下:

1.新風工區(qū)礦井總進風量為25.50 m3/s。其中:537平硐地表進風為12.50 m3/s;624斜井地表進風為13 m3/s。

2.礦井總回風量(回至地表)為37.58 m3/s。其中,東部:484平硐(回風平硐)為4.62 m3/s;484放水巷道為0.44 m3/s。西部:484回風斜井為29 m3/s。中部:590平硐(設計為進風井)為3.52 m3/s。

改造前新風區(qū)礦井通風系統(tǒng)指標及等級列于表1。

表1 改造前2007年新風區(qū)礦井通風系統(tǒng)指標及等級

1.4 改造前新風區(qū)礦井通風系統(tǒng)存在的問題

改造前新風區(qū)礦井通風系統(tǒng)存在以下問題:

1.新風工區(qū)主要開采和開拓作業(yè)區(qū)域在227中段以下。而改造前的通風系統(tǒng)不能使新鮮風流有效地到達227中段、182中段、137中段。182中段和137中段基本處于無風狀態(tài)。

2.227中段、182中段、137中段的作業(yè)面的通風和排煙靠輔扇和局扇。排出的污風有很大部分不能排出礦井,而又混入到“新鮮風流”中造成污風竄聯(lián)。因此這幾個中段的空氣質量極差,工人勞動環(huán)境惡劣。

3.主扇型號為70B2—11NO18#軸流式風機和FS130-45.5(A)型軸流式風機,均為老產品,使用年份已長,腐蝕和磨損嚴重,效率低下

4.改造前的新風工區(qū)礦井通風系統(tǒng)各項指標都處于危險和臨界狀態(tài),227中段以下的各中段作業(yè)場所空氣質量差,影響工人的勞動效率,更嚴重影響工人的身體健康。

2 新風工區(qū)礦井通風系統(tǒng)改造方案選擇

2.1 礦井通風系統(tǒng)改造方案

參照《金屬非金屬地下礦山通風安全技術規(guī)范》、《冶金礦山地下開采安全規(guī)程》等有關規(guī)定,根據香花嶺錫業(yè)有限責任公司新風工區(qū)2009年度生產計劃和礦井通風風量的要求,結合新風礦實際情況,選擇了兩個礦井通風系統(tǒng)方案。

方案一為兩翼對角抽出式通風系統(tǒng):在西翼484中段、東翼431中段安裝主扇大風機。

方案二為兩翼對角接力式通風系統(tǒng):在西翼484中段安裝主扇風機并在西翼272中段安裝接力風機,在東翼431中段安裝主扇風機并在325中段和272中段安裝接力風機。

2.2 礦井通風系統(tǒng)改造方案比較

新風工區(qū)礦井通風系統(tǒng)改造方案比較列于表2。

2.3 礦井通風系統(tǒng)改造方案確定

通過表2的方案比較,由于方案二投資少、裝機容量低、安裝難度小、通風系統(tǒng)管理簡單以及通風效果好等優(yōu)點,因此確定了方案二即兩翼對角接力式通風系統(tǒng)為新風工區(qū)通風系統(tǒng)的改造方案。

3 新風工區(qū)礦井通風系統(tǒng)改造內容

3.1 風機的更換和新增

更換和新增風機配置情況列于表3。

表2 新風工區(qū)礦井通風系統(tǒng)改造方案比較表

表3 風機配置表

3.2 風機的節(jié)能和控制

風機的節(jié)能和控制設備具體情況列于表4。

表4 風機控制設備表

3.3 新增通風工程

新增通風工程情況列于表5。

表5 新增通風工程表

4 改造后的新風工區(qū)的礦井通風系統(tǒng)

經過湖南有色冶金勞動保護研究院詳細設計和香花嶺錫業(yè)有限責任公司的精心施工,改造后新風工區(qū)通風系統(tǒng)于2009年3月完成,改造后的通風系統(tǒng)為中央進風兩翼對角接力抽出式通風系統(tǒng)。

4.1 進風部分

1.新鮮風從590平窿進入礦井,經豎井到272中段。

2.新鮮風從537平窿進入礦井,經豎井到272中段。

3.新鮮風從623斜井進入礦井到272中段。

4.新鮮風流從四號斜井、五號斜井到272中段以下各中段。

4.2 回風部分

西翼回風部分:

1.西翼主風機為 K40-4-NO12,37 kW風機將西部污風抽出地表,位置在484中段平窿口附近。風機安裝了定時控制系統(tǒng)。

2.西翼接力風機為 K40-4-NO12,37 kW風機。將西部227中段以下的污風抽上來,位置在西部272中段主回風斜井旁。風機安裝了定時控制系統(tǒng)。

東翼回風部分:

1.東翼主風機在431中段回風平巷安裝了 K40 -8-NO19,55 kW風機,將西部污風抽出地表。風機安裝了定時控制系統(tǒng)。

2.東翼分區(qū)接力風機安裝在325中段東部705號天井旁的平巷,型號為 K40-4-NO12,37 kW風機。將272中段以下,705號天井、805天井的污風抽至325中段東部回風平巷內。風機安裝了定時控制系統(tǒng)。

3.東翼接力風機安裝在272中段東部通風平巷,型號為 K45-4-NO13,90 kW風機,位置在272N沿脈53號勘探線到55號勘探線之間。將西部272中段以下F1主脈采礦、掘進的污風抽至東部主回風井。風機安裝了變頻控制系統(tǒng)。

4.3 礦井通風系統(tǒng)參數(shù)和指標

改造后礦井通風狀況經湖南有色冶金勞動保護研究院于2009年5月測定,結果如下:

1.新風工區(qū)礦井總進風量為64.22 m3/s。總進風量增加152%。其中:590平窿地表進風為9.01 m3/s;537平窿地表進風為9.87 m3/s;537暗河進風為14.25 m3/s;537空區(qū)進風為14.34 m3/s;623斜井地表進風為16.75 m3/s。

2.礦井總回風量為65.12 m3/s。總回風量增加73%。其中,東部:431回風平巷為41.89 m3/s;西部:484回風巷為23.23 m3/s。新風區(qū)礦井通風系統(tǒng)指標、等級及提高比例列于表6。

表6 新風工區(qū)2009年礦井通風系統(tǒng)指標、等級及提高比例

4.4 改造后新風區(qū)礦井通風系統(tǒng)的效果

新風工區(qū)改造后的礦井現(xiàn)有通風系統(tǒng)比以前的通風系統(tǒng)效果有大的改善和提高,主要體現(xiàn)在以下幾方面:

1.新鮮風流到達需風的作業(yè)中段227中段、182中段和137中段,改善了這三個中段工作環(huán)境。

2.污風被抽到回風道排出地表,無污風竄聯(lián)。

3.改造后的通風系統(tǒng)的風機安裝了變頻器或定時自藕器。利用變頻技術可調整井下通風網絡結構;利用定時自藕器可根據井下作業(yè)時間自動開關風機,不僅達到節(jié)能目的,而且減少通風工開關風機的勞動強度。

4.改造后的新風工區(qū)礦井通風系統(tǒng)各項指標都達到安全狀態(tài),227中段以下的各中段作業(yè)場所空氣質量好,提高了工人的勞動效率。

4.5 改造后新風工區(qū)通風系統(tǒng)立體圖

改造后新風工區(qū)通風系統(tǒng)立體圖如圖1所示。

圖1 改造后新風工區(qū)通風系統(tǒng)立體示意圖

5 結 語

1.隨著老礦山Ⅰ期、Ⅱ期開采結束,礦山向深部Ⅲ期、Ⅳ期開采、開拓延伸,礦井通風系統(tǒng)的改造也勢在必行。由于接力式通風系統(tǒng)的設計和應用使礦井通風形成小負壓,從而達到通風系統(tǒng)的漏風小、密閉工程量少、有效風量率高的效果,所以接力式通風系統(tǒng)是老礦山的礦井通風系統(tǒng)改造的較好方案。

2.接力式通風系統(tǒng)使用變頻和定時技術進行調控風機是必要的。利用井下三班作業(yè)差異大以及節(jié)假日井下停限產的工作特點,調節(jié)主扇工況及開機時間,既節(jié)約能源,又減少開關風機的繁瑣。

3.湖南有色冶金勞動保護研究院和湖南香花嶺錫礦聯(lián)合對湖南香花嶺錫礦新風工區(qū)的通風系統(tǒng)改造是成功的,達到預期效果。

[1] 吳超.礦井通風與空氣調節(jié)[M].長沙:中南大學出版社, 2008.

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[3] AQ2013-2008,金屬非金屬地下礦山通風安全技術規(guī)范[S].

[4] 王英敏.礦井通風與防塵[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1993.

The Ventilation System Rebuilding of Xinfeng Work Area in Xianghualing Tin Mine Corporation

LIU Zhi-hui
(Hunan Research Institute of Nonferrous Metal L abour Protection,Changsha410014,China)

This paper compares the index and effect of Xinfeng work area ventilation system before and after reconstruction,and draws the conclusion that two-vane-cross relay pattern ventilation system adapts to the Xinfeng work area and improves the work condition in the mine.

mine ventilation system;relay pattern;frequency conversion technology

TD441

A

1003-5540(2010)02-0006-04

劉志輝(1964-),男,工程師,主要從事有色金屬礦山安全及通風工程研究工作。

2010-01-12