【摘要】基于礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,對(duì)某礦山礦井通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)查與測(cè)定,并評(píng)價(jià)其通風(fēng)效果,得出該礦通風(fēng)系統(tǒng)存在:有效風(fēng)量率偏低、井下風(fēng)流內(nèi)部短路漏風(fēng)嚴(yán)重、采場(chǎng)通風(fēng)條件差、主扇裝置效率偏低、部分區(qū)域污風(fēng)循環(huán)等問(wèn)題;利用礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,對(duì)該礦山通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)改造。結(jié)果表明:經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)改造后的通風(fēng)系統(tǒng)效果良好,井下通風(fēng)條件得到了明顯改善,有效地解決了井下現(xiàn)有的通風(fēng)系統(tǒng)問(wèn)題,為井下作業(yè)生產(chǎn)提供了一個(gè)安全舒適的環(huán)境。
【關(guān)鍵詞】礦井通風(fēng)系統(tǒng);優(yōu)化設(shè)計(jì)方法;有效風(fēng)量;通風(fēng)能耗
1、引言
礦井通風(fēng)系統(tǒng)是由主通風(fēng)機(jī)裝置、井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)和主要通風(fēng)構(gòu)筑物組合而成的一個(gè)動(dòng)態(tài)多變系統(tǒng),通過(guò)運(yùn)用多種技術(shù)手段輸送、調(diào)控空氣在井下巷道中流動(dòng),維護(hù)礦井正常安全生產(chǎn)[1]。災(zāi)變時(shí)期應(yīng)利于限制和縮小事故的危害程度與范圍,并便于控制災(zāi)害,利于救災(zāi)、救人和恢復(fù)生產(chǎn)。從事故的本質(zhì)上分析,煤礦瓦斯、火災(zāi)等重大安全事故的發(fā)生,都與礦井通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)揮的作用有直接關(guān)系。因此,通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造是搞好井下通風(fēng)條件的必要技術(shù)手段之一,對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化研究是當(dāng)今一項(xiàng)非常重要的研究課題。
2、礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化研究方法的實(shí)際應(yīng)用
2.1 礦山通風(fēng)系統(tǒng)存在的問(wèn)題
某礦位于貴州省中部烏江流域開(kāi)發(fā)區(qū),礦區(qū)屬中低山地貌類型,地質(zhì)地形復(fù)雜。該礦多年來(lái),采用錨桿護(hù)頂分段空?qǐng)龇ǖ牟傻V方法,隨著生產(chǎn)發(fā)展變化的要求,現(xiàn)正準(zhǔn)備試用磷石膏充填采礦法。礦山原有年設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模80萬(wàn)噸/年,計(jì)劃生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到120萬(wàn)噸/年。礦井通風(fēng)系統(tǒng)主要由主斜坡道進(jìn)風(fēng)和附加北輔斜井與膠帶斜井進(jìn)風(fēng),隨著開(kāi)采深度加深,生產(chǎn)能力擴(kuò)大,礦山現(xiàn)已形成多盤區(qū)多分層多采場(chǎng)同時(shí)作業(yè),通風(fēng)阻力路線加長(zhǎng),加之原有采礦形成的大量采空區(qū),致使現(xiàn)有礦山風(fēng)機(jī)主扇運(yùn)行效率難以滿足正常生產(chǎn)的需要,通過(guò)對(duì)該礦通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)狀調(diào)查以及對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)分析,礦井通風(fēng)系統(tǒng)存在以下問(wèn)題:
(1)改造前北風(fēng)井風(fēng)機(jī)主扇的效率約為68.58%,南風(fēng)井風(fēng)機(jī)主扇的效率約為63.78%,基本符合要求,但在冬天效率降低。
(2)礦井進(jìn)風(fēng)風(fēng)流污染嚴(yán)重。礦山總進(jìn)風(fēng)量為114.4m3/s,主斜坡道進(jìn)風(fēng)41.92m3/s,占總進(jìn)風(fēng)的29.03%,膠帶斜井進(jìn)23.12m3/s,占總進(jìn)風(fēng)的16.01%,半數(shù)以上的新鮮風(fēng)流未達(dá)到需風(fēng)作業(yè)面之前已經(jīng)被汽車尾氣和粉塵污染。
(3)采場(chǎng)通風(fēng)條件差。由于該礦巖石穩(wěn)固性差,裸露礦體極易風(fēng)化,導(dǎo)致上部結(jié)束回采中段運(yùn)輸巷垮塌現(xiàn)象嚴(yán)重而無(wú)法作為下一中段作業(yè)采場(chǎng)的回風(fēng)通道,采場(chǎng)通風(fēng)不暢,部分采場(chǎng)作業(yè)面有風(fēng)流反向現(xiàn)象。
(4)局部區(qū)域污風(fēng)循環(huán)。各中段均有不少溜礦井與上下中段貫通,使其回采作業(yè)面污風(fēng)從溜礦井漏入進(jìn)風(fēng)巷,以致進(jìn)風(fēng)巷的新鮮風(fēng)流受到污染。
2.2 礦山通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)改造
針對(duì)該礦山通風(fēng)系統(tǒng)存在的以上問(wèn)題,利用礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,對(duì)該礦山通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)改造,確定該礦通風(fēng)系統(tǒng)需新鑿一條專用進(jìn)風(fēng)斜井,可解決改造前通風(fēng)系統(tǒng)存在的問(wèn)題和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的需要,并且針對(duì)礦山優(yōu)化改造方案進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真模擬,論證了該優(yōu)化改造方案具有技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性。
具體優(yōu)化改造方案為:在主斜坡道附近新鑿一條專用進(jìn)風(fēng)斜井,專用進(jìn)風(fēng)斜井與各中段運(yùn)輸巷的聯(lián)絡(luò)石門相接,在中段聯(lián)絡(luò)石門巷道上(各需風(fēng)中段)設(shè)置一級(jí)機(jī)站(為本中段壓入式供風(fēng)),原有主斜坡道采取密閉措施,使其新鮮風(fēng)流由專用進(jìn)風(fēng)斜井進(jìn)入各需風(fēng)中段的下盤,然后由下盤沿脈巷經(jīng)盤區(qū)斜坡道進(jìn)入到各分層沿脈巷道,然后由各分層穿脈巷道進(jìn)入采場(chǎng)作業(yè)面,清洗工作面的污風(fēng)由上一中段回風(fēng)巷排入回風(fēng)井,然后由主扇排出地表,形成中央專用進(jìn)風(fēng)斜井進(jìn)風(fēng),南北兩翼回風(fēng)井回風(fēng)的兩翼對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)。
2.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)改造后通風(fēng)系統(tǒng)的效果
礦山通過(guò)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)改造后,全礦井下通風(fēng)效果得到明顯的改善:
(1)全礦通風(fēng)系統(tǒng)總進(jìn)風(fēng)量為147.45m3/s,比原來(lái)增加23.32m3/s,主斜坡道采取空氣幕阻隔措施,能滿足礦山擴(kuò)產(chǎn)到年生產(chǎn)能力為120萬(wàn)噸的通風(fēng)系統(tǒng)要求,避免了進(jìn)風(fēng)風(fēng)質(zhì)受到汽車尾氣和粉塵污染的問(wèn)題;其次,礦山通風(fēng)能耗降低。專用進(jìn)風(fēng)斜井一級(jí)機(jī)站與南北風(fēng)機(jī)(只開(kāi)一段風(fēng)機(jī))串并聯(lián)運(yùn)行為礦山井下供風(fēng),南、北風(fēng)機(jī)由原來(lái)兩段運(yùn)行變?yōu)橐欢芜\(yùn)行,風(fēng)機(jī)功率由2×132kW降到132kW,一級(jí)機(jī)站風(fēng)機(jī)功率為55 kW,礦山年總通風(fēng)能耗可降低517492.8元。
(2)通過(guò)在中段下盤運(yùn)輸巷道南、北回風(fēng)井聯(lián)絡(luò)道安裝調(diào)節(jié)風(fēng)窗,有效控制盤區(qū)斜坡道風(fēng)流,通過(guò)局扇壓入式供風(fēng)改善采場(chǎng)通風(fēng)效果。
3、結(jié)論
通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造是搞好井下通風(fēng)條件的必要技術(shù)手段之一。本文以某礦山礦井通風(fēng)系統(tǒng)為例,指出了其存在的一些問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上,利用礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,對(duì)該礦山通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)改造。結(jié)果表明:經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的通風(fēng)系統(tǒng)效果良好,井下通風(fēng)條件得到了明顯改善,有效地解決了井下現(xiàn)有的通風(fēng)系統(tǒng)問(wèn)題,從而為井下作業(yè)生產(chǎn)提供了一個(gè)安全舒適的環(huán)境。
參考文獻(xiàn)
[1]文永勝.礦井通風(fēng)技術(shù)的新發(fā)展[J].世界有色金屬,2008(12):32-34.