劉志輝

(湖南有色冶金勞動(dòng)保護(hù)研究院,湖南長沙 410014)

香花嶺錫礦新風(fēng)工區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)改造

劉志輝

(湖南有色冶金勞動(dòng)保護(hù)研究院,湖南長沙 410014)

文章對湖南香花嶺錫礦新風(fēng)工區(qū)礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造前后的通風(fēng)系統(tǒng)指標(biāo)和效果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明:改造后的兩翼對角接力式通風(fēng)系統(tǒng)適合香花嶺礦新風(fēng)工區(qū),改善了新風(fēng)工區(qū)的井下作業(yè)環(huán)境。

礦井通風(fēng)系統(tǒng);接力式通風(fēng);變頻技術(shù)

湖南香花嶺錫礦新風(fēng)工區(qū)改造前的礦井通風(fēng)系統(tǒng)為兩翼對角井下抽出式,解決了272中段以上的通風(fēng)。但從2005年開始作業(yè)工作面大部分集中在深部272中段以下,而272中段以下的平巷和作業(yè)面處于基本無風(fēng)和微風(fēng)狀況,井下污風(fēng)排不出。因此改造前的香花嶺錫礦新風(fēng)工區(qū)的礦井通風(fēng)系統(tǒng)不能滿足其礦井深部272中段以下開采年生產(chǎn)能力100 kt的通風(fēng)需求。2008年經(jīng)湖南有色冶金勞動(dòng)保護(hù)研究院設(shè)計(jì)研究,由香花嶺錫業(yè)有限責(zé)任公司施工,于2009年上半年完工的香花嶺錫礦新風(fēng)工區(qū)的中央進(jìn)風(fēng)兩翼對角接力式通風(fēng)系統(tǒng),改善了新風(fēng)工區(qū)272中段以下的通風(fēng)狀。

1 改造前的新風(fēng)工區(qū)的兩翼對角井下抽出式礦井通風(fēng)系統(tǒng)

改造前的新風(fēng)工區(qū)的礦井通風(fēng)系統(tǒng)為兩翼對角井下抽出式。

1.1 西翼主扇通風(fēng)系統(tǒng)

兩翼主扇擔(dān)負(fù)23線以西各中段礦體的開采回風(fēng),主扇型號為70B2—11NO18#軸流式風(fēng)機(jī),主扇功率為75 kW,主扇葉片安裝角40°,風(fēng)量15～50 m3/s,風(fēng)壓500～1 400 Pa,安裝在礦井西翼17～19勘探線井下484中段回風(fēng)巷道。由西翼主扇將污風(fēng)從484至地表斜井直接排出地表。

1.2 東翼主扇通風(fēng)系統(tǒng)

東翼主扇擔(dān)負(fù)礦23勘探線以東325中段以下礦體的開采回風(fēng),主扇型號FS130-45.5(A)型軸流式風(fēng)機(jī),電機(jī)功率為45 kW。主扇安裝在礦井東翼51勘探線井下325中段的回風(fēng)巷道。主扇將污風(fēng)排至中段回風(fēng)斜井,匯入東翼484中段主回風(fēng)巷道經(jīng)484平硐排出地表。

1.3 改造前礦井通風(fēng)系統(tǒng)參數(shù)和指標(biāo)

礦井通風(fēng)狀況經(jīng)湖南有色冶金勞動(dòng)保護(hù)研究院于2007年9月測定,結(jié)果如下:

1.新風(fēng)工區(qū)礦井總進(jìn)風(fēng)量為25.50 m3/s。其中:537平硐地表進(jìn)風(fēng)為12.50 m3/s;624斜井地表進(jìn)風(fēng)為13 m3/s。

2.礦井總回風(fēng)量(回至地表)為37.58 m3/s。其中,東部:484平硐(回風(fēng)平硐)為4.62 m3/s;484放水巷道為0.44 m3/s。西部:484回風(fēng)斜井為29 m3/s。中部:590平硐(設(shè)計(jì)為進(jìn)風(fēng)井)為3.52 m3/s。

改造前新風(fēng)區(qū)礦井通風(fēng)系統(tǒng)指標(biāo)及等級列于表1。

表1 改造前2007年新風(fēng)區(qū)礦井通風(fēng)系統(tǒng)指標(biāo)及等級

1.4 改造前新風(fēng)區(qū)礦井通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題

改造前新風(fēng)區(qū)礦井通風(fēng)系統(tǒng)存在以下問題:

1.新風(fēng)工區(qū)主要開采和開拓作業(yè)區(qū)域在227中段以下。而改造前的通風(fēng)系統(tǒng)不能使新鮮風(fēng)流有效地到達(dá)227中段、182中段、137中段。182中段和137中段基本處于無風(fēng)狀態(tài)。

2.227中段、182中段、137中段的作業(yè)面的通風(fēng)和排煙靠輔扇和局扇。排出的污風(fēng)有很大部分不能排出礦井,而又混入到“新鮮風(fēng)流”中造成污風(fēng)竄聯(lián)。因此這幾個(gè)中段的空氣質(zhì)量極差,工人勞動(dòng)環(huán)境惡劣。

3.主扇型號為70B2—11NO18#軸流式風(fēng)機(jī)和FS130-45.5(A)型軸流式風(fēng)機(jī),均為老產(chǎn)品,使用年份已長,腐蝕和磨損嚴(yán)重,效率低下

4.改造前的新風(fēng)工區(qū)礦井通風(fēng)系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)都處于危險(xiǎn)和臨界狀態(tài),227中段以下的各中段作業(yè)場所空氣質(zhì)量差,影響工人的勞動(dòng)效率,更嚴(yán)重影響工人的身體健康。

2 新風(fēng)工區(qū)礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造方案選擇

2.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造方案

參照《金屬非金屬地下礦山通風(fēng)安全技術(shù)規(guī)范》、《冶金礦山地下開采安全規(guī)程》等有關(guān)規(guī)定,根據(jù)香花嶺錫業(yè)有限責(zé)任公司新風(fēng)工區(qū)2009年度生產(chǎn)計(jì)劃和礦井通風(fēng)風(fēng)量的要求,結(jié)合新風(fēng)礦實(shí)際情況,選擇了兩個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)方案。

方案一為兩翼對角抽出式通風(fēng)系統(tǒng):在西翼484中段、東翼431中段安裝主扇大風(fēng)機(jī)。

方案二為兩翼對角接力式通風(fēng)系統(tǒng):在西翼484中段安裝主扇風(fēng)機(jī)并在西翼272中段安裝接力風(fēng)機(jī),在東翼431中段安裝主扇風(fēng)機(jī)并在325中段和272中段安裝接力風(fēng)機(jī)。

2.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造方案比較

新風(fēng)工區(qū)礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造方案比較列于表2。

2.3 礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造方案確定

通過表2的方案比較,由于方案二投資少、裝機(jī)容量低、安裝難度小、通風(fēng)系統(tǒng)管理簡單以及通風(fēng)效果好等優(yōu)點(diǎn),因此確定了方案二即兩翼對角接力式通風(fēng)系統(tǒng)為新風(fēng)工區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的改造方案。

3 新風(fēng)工區(qū)礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造內(nèi)容

3.1 風(fēng)機(jī)的更換和新增

更換和新增風(fēng)機(jī)配置情況列于表3。

表2 新風(fēng)工區(qū)礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造方案比較表

表3 風(fēng)機(jī)配置表

3.2 風(fēng)機(jī)的節(jié)能和控制

風(fēng)機(jī)的節(jié)能和控制設(shè)備具體情況列于表4。

表4 風(fēng)機(jī)控制設(shè)備表

3.3 新增通風(fēng)工程

新增通風(fēng)工程情況列于表5。

表5 新增通風(fēng)工程表

4 改造后的新風(fēng)工區(qū)的礦井通風(fēng)系統(tǒng)

經(jīng)過湖南有色冶金勞動(dòng)保護(hù)研究院詳細(xì)設(shè)計(jì)和香花嶺錫業(yè)有限責(zé)任公司的精心施工,改造后新風(fēng)工區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)于2009年3月完成,改造后的通風(fēng)系統(tǒng)為中央進(jìn)風(fēng)兩翼對角接力抽出式通風(fēng)系統(tǒng)。

4.1 進(jìn)風(fēng)部分

1.新鮮風(fēng)從590平窿進(jìn)入礦井,經(jīng)豎井到272中段。

2.新鮮風(fēng)從537平窿進(jìn)入礦井,經(jīng)豎井到272中段。

3.新鮮風(fēng)從623斜井進(jìn)入礦井到272中段。

4.新鮮風(fēng)流從四號斜井、五號斜井到272中段以下各中段。

4.2 回風(fēng)部分

西翼回風(fēng)部分:

1.西翼主風(fēng)機(jī)為 K40-4-NO12,37 kW風(fēng)機(jī)將西部污風(fēng)抽出地表,位置在484中段平窿口附近。風(fēng)機(jī)安裝了定時(shí)控制系統(tǒng)。

2.西翼接力風(fēng)機(jī)為 K40-4-NO12,37 kW風(fēng)機(jī)。將西部227中段以下的污風(fēng)抽上來,位置在西部272中段主回風(fēng)斜井旁。風(fēng)機(jī)安裝了定時(shí)控制系統(tǒng)。

東翼回風(fēng)部分:

1.東翼主風(fēng)機(jī)在431中段回風(fēng)平巷安裝了 K40 -8-NO19,55 kW風(fēng)機(jī),將西部污風(fēng)抽出地表。風(fēng)機(jī)安裝了定時(shí)控制系統(tǒng)。

2.東翼分區(qū)接力風(fēng)機(jī)安裝在325中段東部705號天井旁的平巷,型號為 K40-4-NO12,37 kW風(fēng)機(jī)。將272中段以下,705號天井、805天井的污風(fēng)抽至325中段東部回風(fēng)平巷內(nèi)。風(fēng)機(jī)安裝了定時(shí)控制系統(tǒng)。

3.東翼接力風(fēng)機(jī)安裝在272中段東部通風(fēng)平巷,型號為 K45-4-NO13,90 kW風(fēng)機(jī),位置在272N沿脈53號勘探線到55號勘探線之間。將西部272中段以下F1主脈采礦、掘進(jìn)的污風(fēng)抽至東部主回風(fēng)井。風(fēng)機(jī)安裝了變頻控制系統(tǒng)。

4.3 礦井通風(fēng)系統(tǒng)參數(shù)和指標(biāo)

改造后礦井通風(fēng)狀況經(jīng)湖南有色冶金勞動(dòng)保護(hù)研究院于2009年5月測定,結(jié)果如下:

1.新風(fēng)工區(qū)礦井總進(jìn)風(fēng)量為64.22 m3/s?？傔M(jìn)風(fēng)量增加152%。其中:590平窿地表進(jìn)風(fēng)為9.01 m3/s;537平窿地表進(jìn)風(fēng)為9.87 m3/s;537暗河進(jìn)風(fēng)為14.25 m3/s;537空區(qū)進(jìn)風(fēng)為14.34 m3/s;623斜井地表進(jìn)風(fēng)為16.75 m3/s。

2.礦井總回風(fēng)量為65.12 m3/s?？偦仫L(fēng)量增加73%。其中,東部:431回風(fēng)平巷為41.89 m3/s;西部:484回風(fēng)巷為23.23 m3/s。新風(fēng)區(qū)礦井通風(fēng)系統(tǒng)指標(biāo)、等級及提高比例列于表6。

表6 新風(fēng)工區(qū)2009年礦井通風(fēng)系統(tǒng)指標(biāo)、等級及提高比例

4.4 改造后新風(fēng)區(qū)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的效果

新風(fēng)工區(qū)改造后的礦井現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)比以前的通風(fēng)系統(tǒng)效果有大的改善和提高,主要體現(xiàn)在以下幾方面:

1.新鮮風(fēng)流到達(dá)需風(fēng)的作業(yè)中段227中段、182中段和137中段,改善了這三個(gè)中段工作環(huán)境。

2.污風(fēng)被抽到回風(fēng)道排出地表,無污風(fēng)竄聯(lián)。

3.改造后的通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)安裝了變頻器或定時(shí)自藕器。利用變頻技術(shù)可調(diào)整井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);利用定時(shí)自藕器可根據(jù)井下作業(yè)時(shí)間自動(dòng)開關(guān)風(fēng)機(jī),不僅達(dá)到節(jié)能目的,而且減少通風(fēng)工開關(guān)風(fēng)機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度。

4.改造后的新風(fēng)工區(qū)礦井通風(fēng)系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到安全狀態(tài),227中段以下的各中段作業(yè)場所空氣質(zhì)量好,提高了工人的勞動(dòng)效率。

4.5 改造后新風(fēng)工區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)立體圖

改造后新風(fēng)工區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)立體圖如圖1所示。

圖1 改造后新風(fēng)工區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)立體示意圖

5 結(jié) 語

1.隨著老礦山Ⅰ期、Ⅱ期開采結(jié)束,礦山向深部Ⅲ期、Ⅳ期開采、開拓延伸,礦井通風(fēng)系統(tǒng)的改造也勢在必行。由于接力式通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用使礦井通風(fēng)形成小負(fù)壓,從而達(dá)到通風(fēng)系統(tǒng)的漏風(fēng)小、密閉工程量少、有效風(fēng)量率高的效果,所以接力式通風(fēng)系統(tǒng)是老礦山的礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造的較好方案。

2.接力式通風(fēng)系統(tǒng)使用變頻和定時(shí)技術(shù)進(jìn)行調(diào)控風(fēng)機(jī)是必要的。利用井下三班作業(yè)差異大以及節(jié)假日井下停限產(chǎn)的工作特點(diǎn),調(diào)節(jié)主扇工況及開機(jī)時(shí)間,既節(jié)約能源,又減少開關(guān)風(fēng)機(jī)的繁瑣。

3.湖南有色冶金勞動(dòng)保護(hù)研究院和湖南香花嶺錫礦聯(lián)合對湖南香花嶺錫礦新風(fēng)工區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)改造是成功的,達(dá)到預(yù)期效果。

[1] 吳超.礦井通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)[M].長沙:中南大學(xué)出版社, 2008.

[2] 王德明.礦井通風(fēng)安全理論與技術(shù)[M].北京:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,1999.

[3] AQ2013-2008,金屬非金屬地下礦山通風(fēng)安全技術(shù)規(guī)范[S].

[4] 王英敏.礦井通風(fēng)與防塵[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1993.

The Ventilation System Rebuilding of Xinfeng Work Area in Xianghualing Tin Mine Corporation

LIU Zhi-hui
(Hunan Research Institute of Nonferrous Metal L abour Protection,Changsha410014,China)

This paper compares the index and effect of Xinfeng work area ventilation system before and after reconstruction,and draws the conclusion that two-vane-cross relay pattern ventilation system adapts to the Xinfeng work area and improves the work condition in the mine.

mine ventilation system;relay pattern;frequency conversion technology

TD441

A

1003-5540(2010)02-0006-04

劉志輝(1964-),男,工程師,主要從事有色金屬礦山安全及通風(fēng)工程研究工作。

2010-01-12