寶山礦豎井霧害控制技術(shù)研究

龍九生

（湖南寶山有色金屬礦業(yè)有限責任公司，湖南 郴州 424402）

寶山礦豎井霧害控制技術(shù)研究

龍九生

（湖南寶山有色金屬礦業(yè)有限責任公司，湖南 郴州 424402）

寶山礦采用豎井、平硐聯(lián)合開拓，春冬季節(jié)兩處的溫差較大，導(dǎo)致下部風流同上部風流在豎井中相遇，產(chǎn)生大量水霧，易導(dǎo)致井口電力提升設(shè)施出現(xiàn)短路等問題，存在較大的安全隱患。通過多年的現(xiàn)場摸索及實踐，研制出紅外線與超聲波雙重控制的自動風門，在保證平硐人行運輸?shù)臈l件下，控制新鮮風流的進入，從而實現(xiàn)對豎井霧害的控制?，F(xiàn)場結(jié)果表明，該技術(shù)良好地控制了豎井中的水霧，提高了豎井提升運輸?shù)陌踩禂?shù)。

豎井平硐聯(lián)合開拓；霧害；紅外線與超聲波雙重控制；自動風門

采礦工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，隨著我國人口增長和經(jīng)濟的快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源消耗量急速增大，但礦產(chǎn)探明儲量增幅減緩，礦山企業(yè)面臨資源枯竭的壓力增大。對以往采富棄貧所留下的殘礦資源再次開采利用，對緩解礦山資源枯竭壓力具有重要意義，但對殘礦資源的開發(fā)會對礦體周邊巖體造成二次擾動，其開采安全性大大降低，針對于此必須對殘礦開采巖體的穩(wěn)定性進行監(jiān)測研究，確保殘礦回采安全。

湖南寶山有色金屬礦業(yè)有限責任公司（以下簡稱寶山礦），春冬季節(jié)在豎井內(nèi)易產(chǎn)生大量的水霧，極易導(dǎo)致豎井內(nèi)提升運輸?shù)碾娖餮b置短路，造成不可估量的危險，同時也導(dǎo)致通風能耗的增加。亟需采取相關(guān)措施，防止豎井內(nèi)水霧的產(chǎn)生，降低危險系數(shù)。

根據(jù)現(xiàn)場情況分析及多年的現(xiàn)場經(jīng)驗，研制出了紅外線與超聲波雙重控制的自動風門，通過該風門控制改變新鮮風流的進入流動方式，從而降低豎井內(nèi)產(chǎn)生水霧的可能性，提高礦山提升運輸?shù)陌踩取?/p>

1 礦山現(xiàn)狀簡介

寶山礦井下開采分為西部及北部，西部已開拓至－150 m中段標高，主要作業(yè)中段為－70 m、－110 m、－150 m三個中段，上部的－30 m、10 m、50 m標高為622礦（現(xiàn)稱寶嶺分公司）殘礦回采中段；北部已開采至－110 m中段，主要作業(yè)中段為－70 m、－110 m中段，上部的－30 m、10 m、50 m標高為牛郎沖礦（現(xiàn)稱殘采分公司）殘礦回采中段。采用平硐與豎井聯(lián)合開拓。

2 豎井霧害成因分析

寶山礦采用聯(lián)合開拓，且豎井和平硐均為新鮮風的地表入口。通風示意圖如圖1所示。

圖1 豎井平硐通風示意圖

豎井井口標高是472 m，而主平硐口的標高為330 m，高差為142 m，當春冬季地表溫度低于井下溫度時，由于空氣重率的不同，導(dǎo)致壓差的出現(xiàn)，冷空氣從330 m主平硐進入井下，經(jīng)巖石熱交換后，經(jīng)472 m標高的豎井口排出，由于氣溫較低的風流與豎井內(nèi)溫度較高風流交匯產(chǎn)生霧化，從而豎井330 m標高至豎井口產(chǎn)生大量水霧，使得豎井的提升電器系統(tǒng)短路，增加礦山的通風能耗，極大地提高了開采的危險系數(shù)。

3 豎井霧害控制

3.1 雙重控制風門

3.1.1 風門構(gòu)造

礦井自動風門構(gòu)造圖如圖2所示。礦用自動風門屬對開式無壓風門，由機械和電氣兩部分組成。機械部分利用電動推桿和配重鐵的相互作用力實現(xiàn)風門的開關(guān)。電控部分利用微波感應(yīng)、紅外感應(yīng)及時間繼電器實現(xiàn)風門的自動開關(guān)。另為保證自動風門的安全可靠性，在風門的兩側(cè)分別加裝了安全警示燈和安全阻車器裝置。警示燈在風門開啟到可以通車的程度時亮綠燈提示電機車可以通過，阻車器在風門開啟到一定程度后與風門同步實現(xiàn)下放，從而保護風門未完全開啟時不被機車碰撞損壞。感應(yīng)器與電動推桿通過控制回路相連接，控制電動推桿工作，感應(yīng)延時系統(tǒng)可設(shè)定風門開啟后自動關(guān)閉所需時間，從而更加安全地讓車和行人通過風門。風門一側(cè)帶固定拴，遇停電或風門故障等情況時，可人工打開風門拴固，并報修。

圖2 礦井自動風門構(gòu)造圖

3.1.2 風門控制原理

當人（車）到達風門前微波感應(yīng)器位置時，感應(yīng)開關(guān)自動開啟，負載電器開始工作，并啟動延時系統(tǒng)，此時電動推桿動作風門自動開啟，同時風門兩側(cè)紅綠警示燈和安全阻車器聯(lián)動作業(yè)，只要人（車）未離開感應(yīng)區(qū)，負載電器將持續(xù)工作。當人（車）離開感應(yīng)區(qū)后，感應(yīng)器開始計算延時，延時結(jié)束，感應(yīng)器開關(guān)自動關(guān)閉，負載電器停止工作，風門自動關(guān)閉。當人（車）到達紅外感應(yīng)器位置時，感應(yīng)開關(guān)自動開啟，負載電器再次工作，延時系統(tǒng)重新啟動，此時若風門處于完全敞開狀態(tài)，則風門自動關(guān)閉時間重新計時，若風門處于關(guān)閉狀態(tài)或正在關(guān)閉時，則風門再次自動開啟，相關(guān)設(shè)施聯(lián)動作業(yè)。四個感應(yīng)器任一受到感應(yīng)時，感應(yīng)開關(guān)均會自動開啟，負載電器重新工作，延時系統(tǒng)重新啟動。安全警示燈用于提示風門開啟狀態(tài)，安全阻車器在風門未開啟時，若遇停電機車滑行或自動風門故障等情況，可阻停電機車，防止機車與風門相撞。

3.2 豎井霧害控制技術(shù)

豎井內(nèi)的水霧主要是由于冷熱氣流相遇造成的，分析其成因及基本的物理原理可知，僅需要控制兩種氣流的其一，即可實現(xiàn)對豎井霧害的控制。因豎井負擔全礦的提升運輸工作，且為礦山的主要進風口，進風量要遠大于平硐，因此需要控制平硐內(nèi)的進風量，減少熱氣流的進入，從而控制豎井內(nèi)的水霧的產(chǎn)生。平硐是人行及運輸?shù)闹饕ǖ溃诳刂破溥M風量的同時，需保證平硐的人行、運輸通風的功能。

根據(jù)上述的分析，因平硐為主要水平運輸通道，采用一般的風門，存在耗損量大、調(diào)節(jié)慢、需占用人員及成本等問題。所以利用雙重自動控制風門放置于豎井與平硐連接的石頭門處，即可減少豎井內(nèi)霧害的發(fā)生，且可同時保證平硐的運輸功能。

霧害控制示意圖如圖3所示。

圖3 霧害控制示意圖

4 結(jié) 論

現(xiàn)場實際應(yīng)用表明，采用該控制技術(shù)，即利用紅外線與超聲波雙重控制的自動風門放入平硐與豎井連接口的馬頭門處，控制平硐內(nèi)新鮮風流的進入，可以大大地降低豎井內(nèi)水霧的產(chǎn)生，從而降低豎井霧害發(fā)生的可能性，提高豎井提升的安全系數(shù)，降低通風能耗，提高通風效率。

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Study of Fog Controlling Technology in Baoshan Mine Shaft

LONG Jiu-sheng

（Hunan Baoshan Nonferrous Metal Mining Co.，Ltd.，Chenzhou 424402，China）

Baoshan mine adopts the shaft adit joint development and the large temperature difference between spring and winter of two，resulting in lower airflow with upper airflow in the shaft meet，resulting in a large number of water，is easy to cause the wellhead power to enhance the measure problems such as short circuit，so there is a big security risk.Through the exploration and practice for many years，it developed the infrared and ultrasonic double control automatic door，in order to ensure the adit pedestrian transportation conditions，control of the fresh air to enter，so as to realize the control of the fog shaft.The results show that，the good control of the shaft in the mist improves the safety coefficient of hoisting transportation shaft.

the shaft adit combined development；fog；infrared and ultrasonic dual control；automatic door

TD724

A

1003－5540（2015）03－0005－02

2015－04－11

龍九生（1972－），男，工程師，主要從事金屬礦山安全及開采技術(shù)研究、管理工作。