和睦山鐵礦通風(fēng)系統(tǒng)適應(yīng)性評(píng)價(jià)

逯富強(qiáng)

(馬鋼集團(tuán)姑山礦業(yè)公司)

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和睦山鐵礦通風(fēng)系統(tǒng)適應(yīng)性評(píng)價(jià)

逯富強(qiáng)

(馬鋼集團(tuán)姑山礦業(yè)公司)

由于和睦山鐵礦采礦方法發(fā)生改變，需對通風(fēng)能力進(jìn)行重新校核。對現(xiàn)階段該礦的總需風(fēng)量與礦山現(xiàn)有的通風(fēng)量進(jìn)行了對比分析，結(jié)果表明：該礦現(xiàn)有的通風(fēng)系統(tǒng)難以滿足采礦方法變更后的通風(fēng)需求，需對現(xiàn)有的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化或適當(dāng)改變風(fēng)機(jī)型號(hào)、增加風(fēng)機(jī)數(shù)量，確保生產(chǎn)安全。

采礦方法 通風(fēng)能力 通風(fēng)系統(tǒng)

和睦山鐵礦后和睦山礦段原設(shè)計(jì)采用無底柱分段崩落法開采[1],后觀音山礦段采用分段空場嗣后充填法開采[2]。由于后觀音山礦段礦石穩(wěn)固性較差，目前采用的分段空場嗣后充填法第一步礦柱開采完畢后，相鄰礦房極易冒落，致使第一步礦柱采場充填作業(yè)和第二步礦房回采作業(yè)難度增大，無法滿足礦段生產(chǎn)需要。為此，保持后和睦山礦段采礦方法不變，后觀音山礦段采礦方法變更為上向水平進(jìn)路充填法，隨著該礦段采礦方法的變更，需對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行適應(yīng)性評(píng)價(jià)。

1 現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)

和睦山礦區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)為主、副井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)井回風(fēng)的對角式通風(fēng)系統(tǒng)(圖1)。為使2個(gè)礦段的通風(fēng)互不干擾，分別在后和睦山、后觀音山礦段回風(fēng)巷道設(shè)置風(fēng)機(jī)機(jī)站，即在后和睦山礦段-50 m水平回風(fēng)道安裝一臺(tái)K40-6-14風(fēng)機(jī)，在后觀音山礦段-150 m水平回風(fēng)道安裝一臺(tái)K40-6-20的風(fēng)機(jī)。后和睦山礦段的新鮮風(fēng)流由2#副井、斜坡道→石門→底盤沿脈運(yùn)輸巷道→各作業(yè)工作面→上中段回風(fēng)巷→接力回風(fēng)井→-50 m總回風(fēng)巷→回風(fēng)井→地表。后觀音山礦段的新鮮風(fēng)流由1#副井、主井→石門→底盤沿脈運(yùn)輸巷道→各作業(yè)工作面→接力回風(fēng)井→-150 m總回風(fēng)巷→回風(fēng)井→地表。通風(fēng)工作制度為年工作330 d，每天3班，每班8 h。

圖1 和睦山礦區(qū)現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)

2 礦井風(fēng)量與風(fēng)阻計(jì)算

2.1 礦井風(fēng)量計(jì)算

2.1.1 按排塵風(fēng)速要求計(jì)算

礦井總需風(fēng)量按風(fēng)速要求計(jì)算的公式為

(1)

式中，k1為外部漏風(fēng)系數(shù)，1.15；k2為內(nèi)部漏風(fēng)系數(shù)，1.08；Q采為回采工作面需風(fēng)量，m3/s；Q掘?yàn)殚_拓和探礦工作面需風(fēng)量，m3/s；Q備為備采工作面需風(fēng)量，m3/s；Q硐為硐室需風(fēng)量，m3/s；Q其他為其他需風(fēng)點(diǎn)需風(fēng)量，m3/s。

后和睦山礦段、后觀音山礦段均為巷道型采場，與其余采切、備采工作面一致，均按排塵風(fēng)速0.25 m/s計(jì)算，硐室需風(fēng)量按需計(jì)算。全礦實(shí)際需風(fēng)量計(jì)算結(jié)果如表1所示。由表1可知：全礦實(shí)際需風(fēng)量為111.6 m3/s，該值與內(nèi)、外部漏風(fēng)系數(shù)相乘即可得到全礦總需風(fēng)量為138.6 m3/s。

表1 需風(fēng)量計(jì)算結(jié)果

2.1.2 按井下同時(shí)工作最多人數(shù)計(jì)算

據(jù)《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》(GB 16423—2006)，井下供風(fēng)量應(yīng)不少于每人4 m3/min。和睦山鐵礦采礦工人735人，管理人員50人，共計(jì)785

人，故總需風(fēng)量為53 m3/s。

綜合上述解算結(jié)果，本研究確定的和睦山鐵礦總需風(fēng)量為138.6 m3/s。

2.2 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算

礦井通風(fēng)阻力計(jì)算公式為

h=(α·P·L·q2)/S3，

(2)

式中，h為巷道通風(fēng)摩擦阻力，Pa；α為巷道通風(fēng)摩擦阻力系數(shù)，N·s2/m4；P為巷道通風(fēng)斷面周長，m；L為巷道長度，m；q為巷道過風(fēng)量，m3/s；S巷道通風(fēng)斷面面積，m2。

根據(jù)風(fēng)量分配狀況，礦井通風(fēng)負(fù)壓值計(jì)算結(jié)果見表2。由表2可知：后和睦山礦段、后觀音山礦段的最大通風(fēng)阻力分別為348.3,2 637.5 Pa。

3 討 論

根據(jù)整個(gè)和睦山鐵礦所需總風(fēng)量(138.6 m3/s)以及風(fēng)機(jī)最大通風(fēng)阻力(2 985.8 Pa)，風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量應(yīng)為152.5 m3/s。該礦山現(xiàn)有K40-6-14型和K40-6-20型通風(fēng)機(jī)，其中K40-6-14型通風(fēng)機(jī)風(fēng)量(15.8～34.4)m3/s，風(fēng)壓(150～695)Pa；K40-6-20通風(fēng)機(jī)風(fēng)量(15.8～34.4)m3/s，風(fēng)壓(150～695)Pa?？梢姡摰V山現(xiàn)有的風(fēng)機(jī)難以滿足通風(fēng)需求。

表2 通風(fēng)阻力計(jì)算結(jié)果

[1] 魏建海，黃興益，戈 超，等.基于PFC2D的無底分段崩落法放礦數(shù)值模擬[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2015(12)：30-31.

[2] 周 旭.急傾斜極薄礦脈小分段空場法的應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2014(2):11-13.

2016-05-24)

逯富強(qiáng)(1980—)，男，工程師，243182 安徽省馬鞍山市當(dāng)涂縣太白鎮(zhèn)。