三山島金礦負(fù)千米盲豎井開(kāi)拓通風(fēng)降溫技術(shù)

王鵬飛

山東黃金集團(tuán)三山島金礦 山東萊州 261400

摘要：三山島金礦位三山島金礦是山東黃金主體礦山之一，目前盲豎井深度逼近并將最終超過(guò) 1000 m。隨著深度的增大，地質(zhì)條件惡化，大量熱水涌出，地溫升高，高溫高濕問(wèn)題嚴(yán)重影響生產(chǎn)安全。在收集相關(guān)資料、評(píng)價(jià)現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)解算法確定優(yōu)化方案，提出并實(shí)施了通風(fēng)降溫治理方案。方案實(shí)施后，有效改善了井下生產(chǎn)環(huán)境，提高了工作效率。

關(guān)鍵詞：金屬礦山；盲豎井；通風(fēng)降溫；解算

三山島于膠東半島西北部，現(xiàn)已進(jìn)入全面深部開(kāi)拓、回采階段，深部主要開(kāi)拓工程區(qū)域距地表距離已超過(guò)1000 m，深部開(kāi)拓主要通過(guò)盲豎井進(jìn)行，盲豎井為混合井，井深640m（-600m～-1240m），井筒凈直徑φ5.5m，斷面23.75m2，采用多繩摩擦提升，塔式提升機(jī)，提升機(jī)大廳標(biāo)高為-537.3m。盲豎井承擔(dān)三山島礦區(qū)的礦石、廢石、人員和材料的提升，盲豎井掘進(jìn)工程至-1 070 m，扒渣作業(yè)溫度在37℃左右、濕度100%，需通風(fēng)距離600m；開(kāi)拓作業(yè)面高溫、缺氧，并且濕度非常大，嚴(yán)重制約了盲豎井開(kāi)拓工程。

盲豎井開(kāi)拓通風(fēng)降溫改造前存在的問(wèn)題：

盲豎井開(kāi)拓通風(fēng)降溫改造前采用兩臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)、一臺(tái)28KW軸流式局部通風(fēng)機(jī)向盲豎井開(kāi)拓面強(qiáng)制通風(fēng)。由于羅茨風(fēng)機(jī)屬于高壓頭、低風(fēng)量長(zhǎng)距離供風(fēng)設(shè)備，空氣經(jīng)過(guò)壓縮輸入倒盲豎井工作面；28KW軸流式局部通風(fēng)機(jī)安裝在-690m盲豎井馬頭門(mén)作壓入式通風(fēng)，由于設(shè)備有效送風(fēng)距離為400m左右，盲豎井井深610m，通風(fēng)距離需600m左右，加上風(fēng)筒局部漏風(fēng)系數(shù)較大，壓入盲豎井作業(yè)面有效風(fēng)量非常低，且盲豎井通風(fēng)系統(tǒng)未采用混合式局部通風(fēng)，造成污風(fēng)在盲豎井井筒內(nèi)循環(huán)。

盲豎井井筒淋濕溫度較高（35度左右），鑿巖、爆破、出渣產(chǎn)生的大量熱氣無(wú)法正常排出，并且井筒內(nèi)氧氣含量較低、濕度較大。井下缺氧將造成人員頭痛眩暈、惡心等現(xiàn)象發(fā)生，井下濕度大將使作業(yè)人員體內(nèi)甲狀腺素及腎上腺素的濃度就相對(duì)降低，細(xì)胞就會(huì)“偷懶”，人就會(huì)感到無(wú)精打采，萎靡不振。體內(nèi)熱量散失不出去，人也會(huì)感到悶熱，煩燥、疲倦、食欲不振。

負(fù)千米豎井開(kāi)拓通風(fēng)降溫研究

豎井入風(fēng)源選擇研究

盲豎井供風(fēng)進(jìn)風(fēng)源有兩條，一條是盲豎井斜聯(lián)巷、一條是直屬礦區(qū)與新立礦區(qū)-600m貫通大巷。

序號(hào) 地點(diǎn) 入風(fēng)溫度 風(fēng)質(zhì)

1 -600m盲豎井斜聯(lián)巷 29.5度 較差

2 直屬礦區(qū)與新立礦區(qū)-600m貫通大巷 21.5度 較好

-600m盲豎井斜聯(lián)巷入風(fēng)溫度29.5度，入風(fēng)風(fēng)質(zhì)較差（斜坡道大量無(wú)規(guī)設(shè)備運(yùn)行排出的尾氣及粉塵），直屬礦區(qū)與新立礦區(qū)-600m貫通大巷入風(fēng)溫度21.5度，風(fēng)質(zhì)較好（主混合井開(kāi)拓工程不進(jìn)行爆破期間，進(jìn)行爆破期間盲豎井禁止作業(yè)）。根據(jù)兩條入風(fēng)源對(duì)比研究，采用直屬礦區(qū)與新立礦區(qū)-600m貫通大巷做入風(fēng)源，封閉-600m盲豎井斜聯(lián)巷。

盲豎井井底需風(fēng)量研究

根據(jù)采掘作業(yè)電氣象條件規(guī)定，溫度大于28℃，風(fēng)速取0.5m/s-1.0m/s，盲豎井?dāng)嗝?3.75m2。

需風(fēng)量計(jì)算：

Q1=0.5 m/s×23.75m2=11.875 m3/s

Q2=0.75 m/s×23.75m2=17.81 m3/s

局部通風(fēng)機(jī)選型研究：

根據(jù)盲豎井開(kāi)拓需風(fēng)量、供風(fēng)距離、熱置換速度，查詢局部通風(fēng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)選擇局部通風(fēng)機(jī)如下：

DJK50-NO.8 2×30KW，對(duì)旋局部通風(fēng)機(jī)性能如下：

風(fēng)量：14.8m3/s—17.8m3/s，全壓2501 Pa—1089Pa，最小風(fēng)筒直徑800mm，送風(fēng)距離600m。

實(shí)施方案研究：

第一步：在 -600m中段盲豎井與斜坡道貫通處（斜聯(lián)巷）安裝一道手動(dòng)玻璃鋼風(fēng)門(mén)，在盲豎井石門(mén)巷與新南風(fēng)井貫通處安裝一臺(tái)3KW輔扇。

第二步：在-690m盲豎井馬頭門(mén)井筒上方10m處安裝一臺(tái)DJK50-NO.8 2×30KW對(duì)旋局部通風(fēng)機(jī)，風(fēng)筒直徑800mm，風(fēng)筒至局部通風(fēng)機(jī)架設(shè)到距作業(yè)面10m處（壓入）。

第三步：在-690m中段盲豎井石門(mén)巷內(nèi)安裝一臺(tái)18.5KW輔扇（抽出），將污風(fēng)抽出后排至-690m臨時(shí)南風(fēng)井風(fēng)聯(lián)內(nèi)。

使直屬礦區(qū)與新立礦區(qū)-600m貫通大巷溫度較低、風(fēng)質(zhì)較好的風(fēng)流進(jìn)入盲豎井井筒及盲豎井石門(mén)巷，采用對(duì)旋局部通風(fēng)機(jī)將新鮮風(fēng)流送入盲豎井井底作業(yè)面，新鮮風(fēng)流沖洗工作面后通過(guò)井筒回到盲豎井-690m中段馬頭門(mén)，通風(fēng)抽出輔扇排至-690m臨時(shí)南風(fēng)井內(nèi)。

負(fù)千米盲豎井開(kāi)拓通風(fēng)降溫研究技術(shù)：

具體研究技術(shù)：

充分利用現(xiàn)有優(yōu)質(zhì)入風(fēng)源，做盲豎井進(jìn)風(fēng)風(fēng)源，降低進(jìn)風(fēng)溫度，提高入風(fēng)風(fēng)質(zhì)。

采用長(zhǎng)距離、高效、節(jié)能、低噪音、高風(fēng)量DJK局部通風(fēng)設(shè)備，提高盲豎井作業(yè)面熱循環(huán)速度、氧含量，降低盲豎井作業(yè)面溫度、濕度。

充分利用深部臨時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)做回風(fēng)系統(tǒng)，提高風(fēng)流利用率，降低污風(fēng)循環(huán)。

利用局扇調(diào)節(jié)分支巷道回風(fēng)量，提高新鮮風(fēng)量利用率。

采用漏風(fēng)系數(shù)低的軟質(zhì)風(fēng)筒，降低局部通風(fēng)機(jī)漏風(fēng)系數(shù)。

利用通風(fēng)構(gòu)筑調(diào)節(jié)、隔斷風(fēng)流流動(dòng)方向。應(yīng)用效果：

負(fù)千米盲豎井開(kāi)拓通風(fēng)降溫改造工程改造前后對(duì)比：

負(fù)千米盲豎井開(kāi)拓通風(fēng)降溫改造后，盲豎井井口溫度下降了7度、盲豎井井底溫度下降2度以上，盲豎井井底供風(fēng)量調(diào)高了15m3/s。

解決了直屬礦區(qū)盲豎井井底開(kāi)拓作業(yè)面、高溫、缺氧、濕度大、風(fēng)流循環(huán)速度慢等問(wèn)題。

提高風(fēng)流的有效利用率，降低污風(fēng)串聯(lián)率。

采用漏風(fēng)系數(shù)低的軟質(zhì)風(fēng)筒，有效的提高了局部通風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率。

保證了井下作業(yè)人員的人身健康，有效的預(yù)防和減少職業(yè)病和CO中毒事故的發(fā)生。

提高了盲豎井開(kāi)拓作業(yè)工效，由于負(fù)千米盲豎井開(kāi)拓通風(fēng)降溫改造后，盲豎井井底開(kāi)拓作業(yè)面新鮮風(fēng)風(fēng)量大大提高、風(fēng)流循環(huán)速度加快、溫度、濕度降低，提高了作業(yè)人員的積極性，勞動(dòng)生產(chǎn)率得到很大的提高。

經(jīng)濟(jì)效益分析：

由于直屬礦區(qū)負(fù)千米盲豎井開(kāi)拓通風(fēng)降溫改造后，盲豎井井底開(kāi)拓作業(yè)面新鮮風(fēng)風(fēng)量大大提高、風(fēng)流循環(huán)速度加快、溫度、濕度降低，提高了作業(yè)人員的積極性，勞動(dòng)生產(chǎn)率得到很大的提高，改造前盲豎井開(kāi)拓速度緩慢（停工狀態(tài)），改造后解決了扒渣作業(yè)缺氧、高溫、濕度大等問(wèn)題，提高了扒渣作業(yè)效率由原扒渣時(shí)間不超過(guò)2小時(shí)，提高到正常扒渣時(shí)間（一個(gè)工日），生產(chǎn)效果提高了一半以上，加速了盲豎井開(kāi)拓速度，縮短了盲豎井開(kāi)拓工期；，從本質(zhì)上保障了生產(chǎn)通風(fēng)安全。其經(jīng)濟(jì)效益是不可估計(jì)的

按每日抽水費(fèi)用、輔助工人工資（提升機(jī)工、信號(hào)工、維修工等）、照明、設(shè)備折舊等每日1萬(wàn)元計(jì)算，生產(chǎn)效率調(diào)高一半以上，工期縮短一半計(jì)算每日節(jié)省輔助費(fèi)用0.5萬(wàn)元，一個(gè)月節(jié)省15萬(wàn)元，一年節(jié)省費(fèi)用150萬(wàn)元。

參考文獻(xiàn)：

[1] 苗勝軍，萬(wàn)林海，來(lái)興平，等.三山島金礦地應(yīng)力場(chǎng)域地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系分析[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2004，23（23）：3996-3999.

[2] 中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有公司.三山島金礦井下通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀檢測(cè)與評(píng)價(jià)報(bào)告[ R] . 馬鞍山：中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司，2008.

[3] 張維濱，郭樹(shù)林，姚 香，等.中國(guó)金屬礦山深井通風(fēng)技術(shù)研究現(xiàn)狀綜述[J]. 黃金，2009，30（9）：26- 29.

[4] 王英偉.礦井通風(fēng)與防塵[ M] . 北京：冶金工業(yè)出版社，1997.

[5] 杜翠鳳，張 昊，田文明.礦井網(wǎng)絡(luò)解算可視化軟件研究[J].