劉松茂

（攀鋼礦業(yè)公司攀枝花鐵礦，四川 攀枝花 617000）

1 攀枝花鐵礦尖山采場露天轉(zhuǎn)地下開采通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題

（1）部分通露天坑進(jìn)路封堵不嚴(yán)，漏風(fēng)嚴(yán)重。經(jīng)現(xiàn)場測定，井下總回風(fēng)量只有129.02m3/s，但設(shè)計總回風(fēng)量為278.52m3/s，主要是1300m上各分段通露天坑進(jìn)路封堵不嚴(yán)漏風(fēng)，受風(fēng)機(jī)負(fù)壓影響，露天坑漏風(fēng)現(xiàn)象將更加突出。新鮮風(fēng)通過露天坑在自然風(fēng)壓以及風(fēng)機(jī)負(fù)壓作用下進(jìn)入井下，自然風(fēng)壓隨季節(jié)性變化，使得井下通風(fēng)系統(tǒng)不穩(wěn)定，將造成部分巷道無風(fēng)及風(fēng)流逆轉(zhuǎn)，嚴(yán)重影響礦井的安全生產(chǎn)。

（2）井下缺乏風(fēng)流控制輔扇和通風(fēng)構(gòu)筑物。按《金屬非金屬地下礦山通風(fēng)技術(shù)規(guī)范》硐室型采場最低風(fēng)速不應(yīng)小于0.15m/s；巷道型采場和掘進(jìn)巷道不應(yīng)小于0.25m/s，1200m中段運(yùn)輸平巷截面為10.78m2，最低風(fēng)量為2.69m3/s，1200m中段運(yùn)輸平巷至少有三處設(shè)計風(fēng)量低于2.69m3/s；礦井偏東側(cè)人行進(jìn)風(fēng)管纜井風(fēng)流微弱；1300m～1200m中段污風(fēng)沒有回風(fēng)通道，無法排出地表。

（3）由于回采進(jìn)路、開拓和采切掘進(jìn)巷道及爆破排煙的局扇的設(shè)置不合理，因此造成風(fēng)壓不足，污風(fēng)排出時間長，產(chǎn)生了有害氣體，形成了污風(fēng)循環(huán)的現(xiàn)象。

2 攀枝花鐵礦尖山采場露天轉(zhuǎn)地下開采通風(fēng)系統(tǒng)的原因分析

（1）攀枝花鐵礦尖山采場露天轉(zhuǎn)地下開采通風(fēng)經(jīng)過三個不同設(shè)計單位不同時期的設(shè)計。①2009年12月尖山采場露天轉(zhuǎn)地下開采基建工程建設(shè)開工，針對尖山采場1300m標(biāo)高以上的掛幫礦體開采區(qū)、1020m～1300m標(biāo)高范圍內(nèi)的下部礦體開采區(qū)及1020m標(biāo)高以下的深部開采區(qū)進(jìn)行的初步設(shè)計，設(shè)計采礦規(guī)模為200萬t/a（6000t/d）。因建設(shè)資金、采礦權(quán)等原因尖山采場露天轉(zhuǎn)地下開采基建工程建設(shè)于2016年暫停。②2013年12中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院對尖山地采掛幫礦井下通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化研究項(xiàng)目，并做了較大的優(yōu)化。③為了保證礦石供給，有效提高選礦回收指標(biāo)，保證礦山部分投資效益。2019年地下開采在原初步設(shè)計的基礎(chǔ)上，針對尖山采場1200m標(biāo)高至1320m標(biāo)高的礦體作為一期建設(shè)進(jìn)行地下開采變更設(shè)計，設(shè)計采礦規(guī)模為150萬t/a（4545t/d）。

（2）攀枝花鐵礦尖山露天采場地質(zhì)發(fā)生變化。2017年攀枝花鐵礦對露天尖山東北幫進(jìn)行擴(kuò)幫，造成1300m以上各分段穿脈巷道與露天坑貫穿。

（3）攀枝花鐵礦尖山采場露天轉(zhuǎn)地下開采變更通風(fēng)設(shè)計中基于原初步設(shè)計中巷道全部施工完，但實(shí)際上1300及1280部分進(jìn)風(fēng)井、1200~1280回風(fēng)天井未建設(shè)。

（4）攀枝花鐵礦尖山采場露天轉(zhuǎn)地下開采變更通風(fēng)設(shè)計在原初步設(shè)計的通風(fēng)設(shè)計基礎(chǔ)上，基于1300m巷道以上各進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)巷道的全部封堵、膠帶斜井至1200m聯(lián)道封堵、破碎回風(fēng)豎井至1200m封堵、輔助豎井至1200m封堵的情況考慮，目前上述都未封閉，出現(xiàn)了嚴(yán)重竄風(fēng)、漏風(fēng)現(xiàn)象。

3 攀枝花鐵礦尖山采場露天轉(zhuǎn)地下開采原通風(fēng)設(shè)計與變更通風(fēng)設(shè)計對比

3.1 攀枝花鐵礦尖山采場露天轉(zhuǎn)地下開采原通風(fēng)設(shè)計

（1）通風(fēng)系統(tǒng)采用二級機(jī)站抽出式通風(fēng)站通風(fēng)方式、對角通風(fēng)的井筒布置方式。一級機(jī)站1#風(fēng)機(jī)（132kW）并聯(lián)設(shè)置設(shè)于1400m中段回風(fēng)平巷，負(fù)責(zé)掛邦礦體采區(qū)的回風(fēng)；一級機(jī)站2#～3#風(fēng)機(jī)（各一臺132kW）分別設(shè)于1300m中段、1280m中段回風(fēng)平巷；二級機(jī)站4#風(fēng)機(jī)（30kW）設(shè)于960m破碎系統(tǒng)回風(fēng)平巷，負(fù)責(zé)破碎系統(tǒng)通風(fēng)，二級機(jī)站5#風(fēng)機(jī)設(shè)于全礦總回風(fēng)豎井口，負(fù)責(zé)中段及采場總回風(fēng)，5#風(fēng)機(jī)（3臺250KW）并聯(lián)作業(yè)。

（2）主進(jìn)風(fēng)巷道為：主斜坡道、輔助豎井、膠帶斜井、采場進(jìn)風(fēng)井等。

（3）主要回風(fēng)巷道為：卸載站回風(fēng)平巷、破碎系統(tǒng)回風(fēng)井、總回風(fēng)豎井等。

3.2 攀枝花鐵礦尖山地采變更通風(fēng)設(shè)計

（1）通風(fēng)系統(tǒng)采用一級機(jī)站抽出式通風(fēng)站通風(fēng)方式、對角通風(fēng)的井筒布置方式。開采1200m中段的礦體時，在總回風(fēng)豎井坑口并聯(lián)設(shè)置3臺250KW的風(fēng)機(jī)，作為主要回風(fēng)；在破碎回風(fēng)井1200m回風(fēng)聯(lián)道處安裝一臺30KW的輔扇風(fēng)機(jī)，使井底水倉及泵房、變電所等形成獨(dú)立的回風(fēng)方式；在5#膠帶斜井處安裝一臺18.5KW的輔扇來解決井下卸載硐室的通風(fēng)需求。

表1 1200m以下及1300以上需設(shè)置的封堵部位點(diǎn)

（2）主進(jìn)風(fēng)巷道為：輔助豎井、輔助斜坡道、膠帶斜井及密蘭平硐。

（3）主回風(fēng)巷道為：總回風(fēng)豎井、破碎回風(fēng)豎井及5#膠帶斜井。

4 攀枝花鐵礦尖山地采變更通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化

為了確保礦井通風(fēng)系統(tǒng)達(dá)到安全、可靠、高效、節(jié)能的工作狀態(tài)，通過對各分段未設(shè)置通風(fēng)構(gòu)筑物及未施工通風(fēng)巷道進(jìn)行逐點(diǎn)分析優(yōu)化，來解決變更通風(fēng)設(shè)計中通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題。（見圖1）。

圖1 攀枝花鐵礦尖山地采變更通風(fēng)設(shè)計解算示意圖

（1）通過對攀枝花鐵礦尖山采場露天轉(zhuǎn)地下開采通風(fēng)現(xiàn)狀分析。①1340m分段以上新風(fēng)主要由1340m分段與露天坑相貫通的回采進(jìn)路和1320m礦石平硐和廢石平硐進(jìn)風(fēng)。新鮮風(fēng)流通過人行進(jìn)風(fēng)天井、人行管纜進(jìn)風(fēng)天井進(jìn)入1380m和1360m分段。風(fēng)流通過采場后由采區(qū)斜坡道和采區(qū)回風(fēng)天井回到1380m總回風(fēng)巷，再排到總回風(fēng)豎井，最后由總回風(fēng)豎井排出地表。②1340m以下1320m和1300m分段主要由主要由1320m礦石平硐和廢石平硐、輔助豎井和運(yùn)礦斜坡道進(jìn)風(fēng)，污風(fēng)通過1300m回風(fēng)巷匯入總回風(fēng)豎井，由總回風(fēng)豎井排出地表。③深部1300m以下開拓工程新鮮風(fēng)流主要由輔助豎井、斜坡道和膠帶斜井進(jìn)入。新鮮風(fēng)流經(jīng)過各個作業(yè)面以后，由端部回風(fēng)井上排至1280m回風(fēng)平巷，再匯入總回風(fēng)豎井，由總回風(fēng)豎井排出地表。

因此，為滿足變更通風(fēng)設(shè)計通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)解算，1200m以下及1300m以上各分段需設(shè)置的通風(fēng)構(gòu)筑物（見表1），共需9個封堵，4個風(fēng)門。

（2）1300m及1280m部分進(jìn)風(fēng)井、1200~1280回風(fēng)天井未開拓，1300m～1200m中段污風(fēng)沒有回風(fēng)通道，可以在1300m沿脈運(yùn)輸平巷靠1300~1380人行進(jìn)風(fēng)天井設(shè)置輔扇控制風(fēng)量分配。在正式生產(chǎn)后通過檢測，可適當(dāng)恢復(fù)1300m回風(fēng)巷2#風(fēng)機(jī)一級站。增大通風(fēng)量，最后優(yōu)化后的通風(fēng)系統(tǒng)變?yōu)樽枇π?、風(fēng)回路程短且易于控制的礦井通風(fēng)系統(tǒng)。

（3）嚴(yán)格要求對回采進(jìn)路、開拓和采切掘進(jìn)巷道及爆破排煙產(chǎn)生的污風(fēng)有效的處理。合理布置局扇，局扇需配（風(fēng)量3.0～5.2m3/s，電機(jī)功率11kW）并配備1000m的阻燃風(fēng)筒。當(dāng)采用壓入式通風(fēng)時，吸風(fēng)口應(yīng)設(shè)在貫穿風(fēng)流巷道的上風(fēng)側(cè)，距離獨(dú)頭巷道口不得小于10m；采用抽出式通風(fēng)時，排風(fēng)口應(yīng)設(shè)在貫穿風(fēng)流巷道的下風(fēng)側(cè)，距離獨(dú)頭巷道口不得小于10m。

（4）建立完善通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)管理。通風(fēng)系統(tǒng)本身就要精細(xì)管理，加強(qiáng)人員的培訓(xùn)，建立建全各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，比如：對爆破排煙、回采進(jìn)路、開拓和采切掘進(jìn)巷道、無軌設(shè)備安裝尾氣凈化裝置并建立規(guī)范的制度。完善通風(fēng)檢測管理系統(tǒng)。盡可能的在技術(shù)及環(huán)境上減少對整個系統(tǒng)的影響。

5 結(jié)束語

地下開采的通風(fēng)技術(shù)決定了企業(yè)的安全、穩(wěn)定、高效生產(chǎn)。通過運(yùn)用經(jīng)濟(jì)、安全和有效的通風(fēng)技術(shù)，給井下作業(yè)環(huán)境提供充足的新鮮氣流，有力的減輕井下環(huán)境中有害氣體對操作人員的健康構(gòu)成的威脅，使井下的環(huán)境得到一定的改善，從而形成一個舒適、健康的作業(yè)環(huán)境。這有利于提高操作人員的生產(chǎn)效率，保證井下工作的員工的安全健康利益。