河东金矿多级机站通风系统的应用.pdf

河东金矿多级机站通风系统的应用 原秀和 贾汉义 招远市河东金矿 摘要 河东金矿在矿井通风时, 根据矿山的具体现状, 用多级机站通风系统代替了 原来的单翼对角式通风系统, 达到了改善作业环境, 提高粉尘合格率的目的, 并解决了竖 井冬季结冰问题。 关键词 矿井通风 多级机站 通风系统 1 概 况 招远市河东金矿是 1976 年建矿, 1980 年投产, 采选能力为 150t/ d 的县办集体黄金 矿山。该矿先后经过 1985 年、 1988 年扩建 采选能力 400t/ d。现有职工 750 人, 属中二 型企业, 并于 1988 年晋升为国家二级企业。 井下矿体属破碎带蚀变型金矿床, 矿体走向 长 300m 左右, 厚 7 30m, 采用竖井和斜井 联合开拓系统, 中段高 20 30m。原先采用 废石干式充填, 现已全部改为湿式管道尾砂 充填。每个采场有充填井、 溜矿井、 脉内人行 井和脉外人行井等与中段运输巷道连通。开 采顺序为下向式。采矿作业主要集中分布在 一个中段内进行, 其上中段通常有部分残留 矿体和矿柱回收, 其下中段为采准掘进水平。 2 原通风系统 收稿日期 199611 12 原秀和 山东省招远市蚕庄镇河东金矿 265402 原设计通风系统为中央对角双翼主扇 式。中央斜井进风, 两翼风井排风。后来, 因 北风 井塌陷, 在矿体 东北端又 新建一座 35m 竖井为主井, 形成竖井进风, 南风井抽 风的侧翼对角式通风系统。同时, 也形成了 如图 1 中所示的通风系统实际现状。图 1 绘 有北风井, 且其 12m 至- 25m 井段已严重 塌陷堵塞。 近几年来, 随着生产能力的逐年扩大, 生 产中段逐年下降, 我矿于 1990 年 5 月, 对原 通风系统作了全面调查和测定。当时新鲜风 流从主井和斜井进入, 污风从南风井地面主 扇排出, 属于侧翼对角主扇抽出统一式通风 系统。主扇型号为 4 72 11 12C 离心式扇风 机, 配 JQ2 82 6 型 40kW 电机, 额定风量 153 17. 3m3/ s, 额定风压 1400 1600Pa。 而实际风量为 16. 5m3/ s, 实际风压 137Pa, 说 明主扇是近于空载运行状态。为了较清楚显 示现有系统风量分配及其阻力损耗的不合理 现象, 现将设计要求和实际测定的风量、 风压 数据列入表 1。 The situation of technical remoulding of ventilation system at domestic metal mines and the expectation of its development after the year 2000 Sun Ying et al. MaA nShan Research Institute of Mine et al. AbstractThe fundamental situation of technical remoulding of ventilation system at domestic metal mine in the year from 1981 to 1996 is described in this paper. In addition, the expectation of its development after the year 2000 is expounded too Keywordsmetal mine ; ventilation system; technical remoulding; expectation of development 17 第 5期 1997 年 5 月 黄 金 GOLD 第 18 卷 图 1 原单翼对角主扇抽出式通风系统示意图 表 1 设计所需风量、 风压和实测数据对照表 区 段 地 点 风量 qV/ m3S- 1 设计值测定值 风压 p / Pa 分 段总 计 设计值测定值设计值测定值 北风井350323413506 进主井01237 斜井31174 风- 5m 水平60 - 50m 水平191117210 段- 80m 水平1012 需 风 采矿场1568282891 段采准7654 回 风 南风井3512622907381554 段 18黄 金 归纳原有主扇系统主要存在以下问题 1 与河东金矿通风网络不匹配。选用 的 4721112C 离心式扇风机额定风量 15 17m3/ s , 不能满足矿井总排风量 35m3/ s 的要求, 而额定风压 1500Pa 又太大, 实际的 矿井通风阻力仅需 550Pa。因此, 对河东金 矿而言, 原有扇风机风阻大、 风量小、 效率低, 满足不了井下通风阻力低、 风量大的需求。 2 系统进风段不合理, 经对原系统的风 流测定表明, 全矿风量从斜井和主井进入, 除 造成斜井到南风井的大量短路漏风外, 更为 严重的是造成主井冬季结冰, 影响安全生产。 3 主扇系统漏风极为严重。从上述提 供数据可求得矿井漏风量为 822m3/ s, 漏风 率达 50以上。 4 主扇设立在地面回风井段造成漏风 严重, 根据测定的主扇风量和南风井- 25m 井口风量, 可以求得南风井井段 - 25m 地 表 漏风率高达 235。为尽快完善矿井通 风系统, 提高通风有效风量利用率。改善井 下作业环境, 建立一个符合安全规程、 节能的 多级机站通风系统是我矿的当务之急。 3 多级机站通风系统的应用 1990 年 5 月, 在冶金工业部马鞍山矿山 研究院的协助下, 经过一年多的努力, 确定了 多级机站通风系统方案。该方案采用了计算 机优化设计方法, 在优化求出系统的最佳状 况后, 并在风机数据库中求选出风机设备, 提 高了方案设计的科学性。应用的原则是以尽 量不增加新的井巷工程为前提, 立足于通风 技术的先进性和节约通风电能消耗。 结合河东金矿已有的现场条件, 在应用 多级机站通风系统中, 采取了 3 项主要措施。 1 恢复北风井作为全矿的多级机站通 风系统的专用进风井。由于北风井- 25m 12m 井段塌落堵塞严重, 且难以修复, 故决 定另凿一条高差为 37m 的天井。这项措施 不仅可使主井实现不进风, 而且可以造成它 少量出风, 从而解决主井冬季结冰难题。另 外, 北风井作为通风系统的进风井, 比从斜井 进风在通风路线上要短, 可以节约通风能耗。 2 采场充填井口配置轻便的 11kW 立 式风机, 作为系统的二级机站, 以便有效地控 制采场需风量, 保证有较高的矿井有效风量 率。采场辅扇调风法的特点是供风量稳定, 主要取决于所选辅扇的供风量, 并且对整个 系统的风量分配稳定性性能也比诸如风窗等 的增阻调节法要好。另外, 采场充填井口的 辅扇可安排由作业工人开和关, 从而能较容 易地实现采场作业时按需供风方法。 针对充填井结构, 要求采场风机立式安 放在充填进口格筛子上, 既不妨碍巷道运输 和行人, 又能减少机站局部阻力。而国内轴 流风机都还是卧式的。因此, 设计决策物色 联系风机制造厂特制造立卧两用辅扇, 以备 今后风机既能立式放在充填井上, 又可横卧 放在巷道侧帮使用。 3 总排风三级机站风机安设到井下南 风井- 25m 中段井口处, 南风井仍作为多级 机站系统的专用回风井。该项措施可克服现 有回风井段漏风严重的弊病。可免除了对- 25m 以上的南风井井段补加密闭设施和堵漏 工程。 进风机站为一级, 采场、 采准等需风点机 站为二级, 以及回风机站为三级, 形成了河东 金矿三级机站通风系统。改造后的通风示意 图如图 2。 从图 2 中可以看出, 一级进风机站分别 设立在北风井- 50m 水平 NO1 机站 和 - 5m水 平 NO2 机站 的 总进 风巷 内。 NO1 机站风机供给- 50m 中段采矿场、 - 80m 中段采准和竖井共三路新鲜风风流。 NO2 机站风机主要供给- 25m 水平残采采 矿场新鲜风, 系统风流分为上行和下行方式 通过采场。对于- 50m 中段的采场, 新风由 - 50m 运输巷道进入, 经过采场上行至- 25m 回风中段; 对于- 25m 中段的部分残采 19第 18卷 1997 年 第 5 期 采场, 新风是由- 5m 水平大巷进入, 经采场 下行至- 25m 回风中段, 故- 25m 中段拟为 多级机站通风系统的总回风中段。系统的二 级机站是保证各采场和采准工作面能获得所 要求的需风量而设立的。设计中模拟同时作 业采矿场达到最多数量为 7 个, 机站编号定 为NO4 NO10。另外, 为保证采准工作 面污风有效地排到总回风井, 又在南风井- 50m 倒段巷道上设置了 1 台与采场辅扇型号 相同的风机 编号为 NO11 作无风墙辅扇 式通风, 在其系统内的级数也属二级, 全矿污 风最后由南风井井下- 25m 水平的三级总回 风机站 NO3 集中排出地表。各机站应用 的设备参数见表 2。 图 2 河东金矿多级机站通风系统示意图 表 2 各级机站设备参数 机站巷号风机型号 风筒直径 D / m 转数 n / rmin- 1 安装角度 / ∀ 装机容量 P/ kW 风量 qV/ m3s- 1 备 注 NO1K40BNO14149802418528有风墙 NO2K40ANO808145023557有风墙 NO3K40NO131314502322355有风墙 NO4 NO10 K40BNO707980201121无风墙 NO11K40BNO7079802611105无风墙 4 应用后的效益 1991 年, 我矿多级机站通风系统工程完 成后, 经过调试和现场实测, 多级机站的主要 技术经济指标都已达到或超过预期的目标。 实测计算达到的主要指标如下说明。 1 全系统风机电机总容量为 521kW, 实际 功 率 247kW, 比原 主 扇 系 统节 电 589, 每年可节电 26万 kWh。 2 全系统有效风量率为 746, 竖井 保持出风 36m3/ s, 可保证冬季竖井不结冰。 3 全系统风机效率均为 80以上。 20黄 金 4 系统中主要机站风机反风率达 70 以上。 5 全矿最大通风阻力为 58468Pa, 最 大阻力 路 线上 的 风机 工 作风 压 之 和为 76769Pa, 用 于克 服 机站 的局 阻 风 压为 18391Pa, 占风机全压的 2384。 6 节省竖井预热设备投资 50 万元, 年 节煤费 52 万元。 该系统具有显著的环境效益, 可保证井 下有效风量, 改善作业环境, 提高粉尘合格 率, 保障工人健康。 5 结 语 1 充填采矿法在地表无塌陷, 通地表透 口已查实的条件下, 采用多级机站通风, 可以 基本免除对废旧中段的大量密闭管理。 2 保证采场风量和控制采场间的风量 分配问题, 历来是矿井通风的难点。河东金 矿采场机站小功率立式风机的使用, 成功的 为多级机站解决采场通风开创了较好的新途 径。 3 多级机站通风系统由于能较容易地 调整井下压力状态, 使- 50m 水平主井井底 车场保持正压, 使主井有少量风上至地表, 从 而可靠地防止了竖井冬季入风结冰问题。 编辑 崔 岱 Application of ventilation system of multistage ventilator station in He Dong Gold Mine Yuan Xiuhe, Jia Hanyi HeDong Gold Mine of Zhao Yuan City AbstractA single diagonal ventilation system was replaced by the ventilation system of multi stage ventilator station inHe Dong Gold Mine. By doing so, the goal of improving working environment and standard of dust quality were attained. Besides, the problem of freezing in vertical shaft in winter was solved. Keywordsventilation of mine shaft; multi stage ventilator station; ventilation system 信 息 高效黄金氧化新技术填补国内外空白 由招远市金翅岭金矿与山东省化工研究院联合承担的 高效黄金氧化新技术 ∃∃∃ 空气泡 沫氧化法中试项目鉴定会, 于 1996 年 12 月 18日在招远市金城宾馆落下帷幕。 参加会议的有冶金工业部黄金管理局、 省市黄金公司、 国家科委、 省市科委的领导和专家, 还有山东大学、 山东工业大学、 山东石油化工厅、 山东石油化工研究院的著名专家和教授。会 上听取了该矿所作的 其独创的气体分布装置, 以空气泡沫对金进行氧化浸出的新技术, 改变了传 统的机械搅拌, 使设备结构简单, 造价低, 耗能少, 大大提高了黄金回收率, 有显著的经济效益和社会效益, 有广阔的市场前景。该项目 填补了国内外空白, 达到了国际先进水平, 以 100t 选厂为例, 浸出时间可缩短三分之二, 年节 电费 53万元, 节约维修费 66 万元, 提高金回收率 02以上, 年增加经济效益 110 多万元, 有较高的推广价值。本项目的试验成功, 必将为我国黄金生产的发展起到积极的推动作用。 招远市金翅岭金矿 张功启供稿 21第 18卷 1997 年 第 5 期