630坑口礦井反風(fēng)試驗(yàn)及技術(shù)分析

潘燦軍，劉志輝，黃叁軍

（1.湖南新龍礦業(yè)有限責(zé)任公司，湖南 邵陽 422900；2.湖南有色冶金勞動(dòng)保護(hù)研究院有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410014）

近幾年金屬非金屬地下礦山由于各種原因引發(fā)的火災(zāi)經(jīng)常發(fā)生，造成了人員傷害的事故。湖南新龍礦業(yè)有限責(zé)任公司為保證安全生產(chǎn)，根據(jù)《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》GB 16423－2006第6.4.3.3中生產(chǎn)礦井通風(fēng)反風(fēng)試驗(yàn)的規(guī)定及要求，更好地檢驗(yàn)出反風(fēng)試驗(yàn)的效果，提高630坑口抗擊火災(zāi)事故的能力，公司利用井下設(shè)備檢修時(shí)間進(jìn)行了630坑口礦井通風(fēng)系統(tǒng)的反風(fēng)試驗(yàn)。

1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的現(xiàn)狀

1.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀簡介

湖南新龍礦業(yè)有限責(zé)任公司630坑口建立了機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，630坑口礦井通風(fēng)系統(tǒng)為中央進(jìn)風(fēng)兩翼回風(fēng)通風(fēng)系統(tǒng)［1］。新鮮風(fēng)從地表經(jīng)630中段平窿、1＃主斜井、1＃副井和猴車井進(jìn)入礦井各中段，經(jīng)各中段平巷進(jìn)入采場。270中段以上的污風(fēng)經(jīng)上中段回風(fēng)平巷到東、西主回風(fēng)井。270中段以下的新鮮風(fēng)從地表到1＃主井和猴車井進(jìn)入到270中段平巷，經(jīng)4＃副斜井進(jìn)入270中段以下各中段平巷。污風(fēng)經(jīng)東部回風(fēng)井被270中段的東翼接力風(fēng)機(jī)抽到東主回風(fēng)井。

東、西主回風(fēng)井的污風(fēng)被東、西主風(fēng)機(jī)抽至670中段。經(jīng)670中段至800中段的回風(fēng)井，最后從800中段平窿排出地表。

1.2 630坑口礦井通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

630坑口礦井通風(fēng)系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

圖1 630坑口礦井通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

1.3 630坑口礦井通風(fēng)系統(tǒng)主扇風(fēng)機(jī)及安裝地點(diǎn)

630坑口礦井通風(fēng)系統(tǒng)主扇風(fēng)機(jī)及具體安裝地點(diǎn)見表1。

表1 主扇風(fēng)機(jī)及安裝地點(diǎn)

2 反風(fēng)試驗(yàn)前期技術(shù)工作

為保障630坑口反風(fēng)試驗(yàn)按照《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》GB 16423－2006第6.4.3.3條規(guī)定順利進(jìn)行，在通風(fēng)系統(tǒng)反風(fēng)試驗(yàn)的前一天即2021年2月3日對(duì)三臺(tái)反風(fēng)試驗(yàn)的主扇風(fēng)機(jī)和接力風(fēng)機(jī)逐一進(jìn)行了前期技術(shù)工作。

2.1 反風(fēng)試驗(yàn)前期技術(shù)工作的內(nèi)容［2，3］

1.檢查主扇風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)的設(shè)備運(yùn)行情況。主扇風(fēng)機(jī)主要由電控柜、電機(jī)和風(fēng)機(jī)（葉片）三部分組成，正常情況下，每年正轉(zhuǎn)的時(shí)間在300多d，反轉(zhuǎn)的時(shí)間只在反風(fēng)試驗(yàn)時(shí)的1～2 h，在采用電機(jī)反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)反風(fēng)試驗(yàn)時(shí)，主扇風(fēng)機(jī)的電控柜、電機(jī)和風(fēng)機(jī)（葉片）都有可能出現(xiàn)故障。

2.完成主扇風(fēng)機(jī)在10 min內(nèi)反轉(zhuǎn)（反風(fēng)）的條件和措施。

3.選擇主扇測風(fēng)量（風(fēng)速）的地點(diǎn)。

4.確定反風(fēng)試驗(yàn)的組織和試驗(yàn)步驟。

2.2 東翼主扇前期技術(shù)工作

東翼主扇K45－4－NO14為礦用軸流風(fēng)機(jī)，安裝了反轉(zhuǎn)電控裝置。東翼主扇反風(fēng)試驗(yàn)的前期技術(shù)工作見表2。

表2 東翼主扇反風(fēng)試驗(yàn)前期技術(shù)工作

2.3 西翼主扇前期技術(shù)工作

西翼主扇K45－4－NO14為礦用軸流風(fēng)機(jī)，安裝了反轉(zhuǎn)電控裝置。西翼主扇反風(fēng)試驗(yàn)的前期技術(shù)工作見表3。

表3 西翼主扇反風(fēng)試驗(yàn)前期技術(shù)工作

2.4 東翼接力風(fēng)機(jī)前期技術(shù)工作

東翼接力風(fēng)機(jī)（270中段）K45－4－NO14為礦用軸流風(fēng)機(jī)，安裝了反轉(zhuǎn)電控裝置。東翼接力風(fēng)機(jī)反風(fēng)試驗(yàn)的前期技術(shù)工作見表4。

表4 東翼接力風(fēng)機(jī)反風(fēng)試驗(yàn)前期技術(shù)工作

2.5 反風(fēng)試驗(yàn)前期技術(shù)工作結(jié)論

2.5.1 礦井自然風(fēng)壓嚴(yán)重影響反風(fēng)試驗(yàn)

從表2、表3和表4中可知，在風(fēng)機(jī)停機(jī)后，風(fēng)機(jī)葉片仍然正轉(zhuǎn)。因此630坑口冬季的自然風(fēng)壓使風(fēng)機(jī)葉片正轉(zhuǎn)，阻礙風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)、特別嚴(yán)重影響風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)。

2.5.2 風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)的必要條件

在采用風(fēng)機(jī)電機(jī)和葉片反向轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的反風(fēng)運(yùn)轉(zhuǎn)中，如果風(fēng)機(jī)葉片正轉(zhuǎn)未停止時(shí)，馬上啟動(dòng)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，可能造成電控設(shè)備或電機(jī)燒壞事故，嚴(yán)重的造成風(fēng)機(jī)葉片或軸損壞事故。也就是風(fēng)機(jī)在正向運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換到反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，葉片必須經(jīng)過從正轉(zhuǎn)到靜止到反轉(zhuǎn)的過程，礦井風(fēng)機(jī)反向啟動(dòng)時(shí)必須在風(fēng)機(jī)葉片靜止后。也就是說風(fēng)機(jī)葉片靜止是風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件［4，5］，是礦井反風(fēng)試驗(yàn)和礦井反風(fēng)操作的重要條件。

2.5.3 打開風(fēng)門是使風(fēng)機(jī)葉片正轉(zhuǎn)減速的措施之一

打開風(fēng)門后將自然風(fēng)壓造成的風(fēng)流被分流?？梢允癸L(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)減速。

2.5.4 風(fēng)機(jī)鎖風(fēng)裝置

在風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口安裝風(fēng)機(jī)鎖風(fēng)裝置能使風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)靜止，再安全啟動(dòng)風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)。

2.5.5 電機(jī)三相易相可作為實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)的備用方案

從表3中可知，按反轉(zhuǎn)按鈕反轉(zhuǎn)啟動(dòng)失敗，但電機(jī)三相易相實(shí)現(xiàn)了電機(jī)和風(fēng)機(jī)葉片反轉(zhuǎn)。

3 反風(fēng)試驗(yàn)研究

630坑口礦井通風(fēng)系統(tǒng)反風(fēng)試驗(yàn)在2021年2月4日實(shí)施，在反風(fēng)試驗(yàn)期間除排水工作人員和試驗(yàn)人員外，其余人員都撤出了井下。

3.1 反風(fēng)試驗(yàn)的要求

《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》GB 16423－2006第6.4.3.3中的規(guī)定：主扇應(yīng)有使礦井風(fēng)流在10 min內(nèi)反向的措施。當(dāng)利用軸流式風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)反風(fēng)時(shí)，其反風(fēng)量應(yīng)達(dá)到正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)風(fēng)量的60%以上。每年至少進(jìn)行一次反風(fēng)試驗(yàn)，并測定主要風(fēng)路反風(fēng)后的風(fēng)量。采用多級(jí)機(jī)站通風(fēng)系統(tǒng)的礦山，主通風(fēng)系統(tǒng)的每一臺(tái)通風(fēng)機(jī)都應(yīng)滿足反風(fēng)要求，以保證整個(gè)系統(tǒng)可以反風(fēng)。主扇或通風(fēng)系統(tǒng)反風(fēng)，應(yīng)按照事故應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行。

二是永久、臨時(shí)。包括樹和枝兩個(gè)方面。即樹有永久、臨時(shí)之分，枝也有永久、臨時(shí)之分，區(qū)別對(duì)待。永久樹、永久枝，長遠(yuǎn)考慮、全面培養(yǎng)；臨時(shí)樹、臨時(shí)枝，及早拿產(chǎn)、角度拉大 （拉至110°），臨時(shí)樹哪個(gè)枝影響到永久樹就去掉哪個(gè)枝，一切為永久樹讓路，逐漸縮扁，直至挖掉。

3.2 630坑口反風(fēng)試驗(yàn)內(nèi)容

1.正轉(zhuǎn)情況下主要回風(fēng)巷的風(fēng)速測定、風(fēng)量計(jì)算。

2.各風(fēng)機(jī)正轉(zhuǎn)停機(jī)到風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)所需時(shí)間。

3.反風(fēng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況觀察。

4.反風(fēng)情況下主要風(fēng)路的風(fēng)速測定、風(fēng)量計(jì)算。

3.3 反風(fēng)試驗(yàn)操作步驟

630坑口反風(fēng)試驗(yàn)在2021年2月4日上午9∶00～12∶00實(shí)施。

反風(fēng)試驗(yàn)操作步驟見表5。

表5 反風(fēng)試驗(yàn)操作步驟

3.4 反風(fēng)試驗(yàn)結(jié)果

1.主扇反轉(zhuǎn)運(yùn)行情況及反轉(zhuǎn)操作時(shí)間見表6。

表6 主扇反轉(zhuǎn)運(yùn)行情況及反轉(zhuǎn)操作時(shí)間 min

2.主扇回風(fēng)道風(fēng)量及反風(fēng)風(fēng)量見表7，其中：

表7 主扇回風(fēng)巷風(fēng)量及反風(fēng)風(fēng)量

3.主要風(fēng)路反風(fēng)風(fēng)量見表8，其中：

表8 主要風(fēng)路反風(fēng)風(fēng)量

3.5 反風(fēng)試驗(yàn)結(jié)論

1.630坑口在2021年2月4日的反風(fēng)試驗(yàn)是成功的。

2.630坑口3臺(tái)主扇在10 min內(nèi)實(shí)現(xiàn)了反轉(zhuǎn)反風(fēng)（見表6）；三臺(tái)主扇在反轉(zhuǎn)反風(fēng)時(shí)其反風(fēng)風(fēng)量均超過正常運(yùn)行風(fēng)量的60%以上（見表7）。反風(fēng)試驗(yàn)結(jié)果符合《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》GB 16423－2006中6.4.3.3條的要求。

3.本次反風(fēng)試驗(yàn)的步驟是630坑口礦井通風(fēng)系統(tǒng)反風(fēng)操作規(guī)程的依據(jù)。同時(shí)也是630坑口井下防火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案的依據(jù)。

4 結(jié) 語

1.由于礦井通風(fēng)系統(tǒng)的反風(fēng)試驗(yàn)是全公司動(dòng)員的工作，所以礦井反風(fēng)試驗(yàn)的前期技術(shù)工作非常重要，將礦井通風(fēng)系統(tǒng)反風(fēng)試驗(yàn)可能出現(xiàn)的問題提前暴露，保障了此次反風(fēng)試驗(yàn)的順利進(jìn)行。

2.礦井自然風(fēng)壓使風(fēng)機(jī)葉片正轉(zhuǎn)，嚴(yán)重影響了風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)。

3.運(yùn)用鎖風(fēng)裝置成功鎖風(fēng)，使風(fēng)機(jī)葉片靜止，再安全有效地反轉(zhuǎn)啟動(dòng)。此裝置能使風(fēng)機(jī)在10 min內(nèi)實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。