回风侧多级机站通风系统的建立和混合式阶段通风网络的应用.pdf

22 采 矿 工 程 黄 金 GOLD 2006年第 4期 /第 27卷 回风侧多级机站通风系统的建立 和混合式阶段通风网络的应用 收稿日期 2005- 12- 08 作者简介 王 波 1967- , 男, 山东济南人, 高级工程师, 东北大学资源与土木工程学院在读博士, 现从事矿山安全工程技术研究工作; 山东 省济南市解放路 16号, 山东黄金集团有限公司, 250014 王 波 1, 陈宝智1, 陈喜山2, 梁晓春2, 郭晓芳2 1. 东北大学; 2. 青岛理工大学 摘要 针对开采多年老矿山的具体情况, 在通风系统改造中灵活应用了回风侧为主的多级机站 通风系统。同时, 将上下行间隔式阶段通风网络和棋盘式阶段通风网络有机结合, 建立起了二者混 合式的阶段通风网络, 较好地解决了用风段污风串联、 漏风等问题。 关键词 回风侧; 多级机站; 通风网络; 棋盘式; 上下行间隔式 中图分类号 TD725 文献标识码 B 文章编号 1001- 1277 2006 04- 0022- 03 0 引 言 矿井通风过程中, 通风系统的效果好坏不仅取决 于通风系统建立的是否合理, 是否适应具体矿山的实 际情况, 而且还与阶段通风网络结构的合理与否密切 相关。如果通风系统和阶段通风网络设计的合理, 可 以减少通风阻力, 快速排除炮烟, 提高有效风量率, 改 善作业地点的通风效果; 如果设计的不合理, 不仅增 加通风阻力, 也极易造成污风的串联污染和漏风, 降 低有效风量率, 影响作业地点的通风效果, 恶化作业 面环境。 通常, 在矿井通风设计中应结合具体情况选择合 理的通风系统和合理的阶段通风网络形式是必不可 少的工作。对于开采多年的老矿山, 由于具体情况十 分复杂, 照本宣科、 生搬硬套某种通风系统模式和阶 段通风网络形式都很难解决通风困难的实际问题。 事实也充分说明, 很少有两个矿山通风系统和阶段通 风网络是完全一样的, 都要结合各自的具体情况有所 变化, 特别是开采多年的老矿山更是如此。因此, 在 老矿山的通风系统改造过程中, 必须因地制宜地结合 具体情况具体分析, 灵活创新地应用各种通风系统模 式和阶段通风网络形式。 在山东金岭铁矿候庄分矿的通风系统改造过程 中, 结合矿山的具体情况, 因地制宜地建立起了以回 风侧为主的多级机站通风系统 [ 1, 2]; 同时对阶段通风 网络进行了合理的优化和调整, 建立起了棋盘式 [ 3] 和上下行间隔式 [ 3] 相结合的混合式阶段通风网络, 彻底地解决了通风困难的现实问题。 1 原通风系统状况及存在的问题 山东金岭铁矿候庄分矿是一个具有 20多年开采 历史的老矿山, 原设计年生产矿石能力 50万 , t 2004 年已达到 60万 t 。设计为 - 160m、- 220m、 - 280m、 - 340m和 - 400m 5个水平阶段, 阶段高度 60m。主、 副井 采用 单 翼 对角 式 通风 系 统。矿 体 走 向长 2 100余 m。根据不同的矿体赋存条件选用采矿方 法, 对于倾角较小且厚度较薄的矿体采用全面采矿法 开采; 对于倾角较大且厚度较厚的矿体采用阶段矿房 采矿法开采。采空区用井下废石直接充填。目前, 矿 山已开采至 - 340m 水平, 同时又在上部开拓出 - 100m水平, 回采早期预留的安全矿柱。 原通风系统及阶段通风网络状况如图 1所示。 矿井通风采用了西副井入风、 东副井回风的主、 辅扇配合的单翼对角式通风系统形式。主扇风机 K45- 6- No16 , 75k W 位于 - 160m 水平的东副井 石门回风绕道内; 辅扇风机 K40- 6- No14, 30k W 位于 - 160m西副井附近的西侧运输巷道中。 由图 1可知, 该矿存在着采场分散, 各中段均有 作业的采矿顺序混乱的问题, 这也是老矿山普遍存在 的问题。正是由于采场分散、 全面开花的局面, 使得 中段通风网络混乱, 漏风严重, 污风串联, 有效风量率 降低, 深部通风困难, 温度升高。同时, 随着 - 160m 水平以上的采矿作业地点的增加, 风机的总容量也难 以满足全矿通风的要求。 2 级机站通风系统的建立和混合式阶段通 风网络的形成 2006年第 4期 /第 27卷采 矿 工 程23 新通风系统及阶段通风网络状况如图 2所示。 图 1 原通风系统示意图 图 2 新通风系统示意图 2 . 1 以回风侧为主的 级机站通风系统的布置形式 鉴于原通风系统存在的问题, 通过细致的井下调 查、 测定和生产状况分析, 在原有单翼对角式通风系 统的基础上, 建立了以回风测为主的 级机站通风系 统模式。新鲜风流由西副井进入, 由各级机站引入各 中段工作面, 产生的污风从东副井排除。具体情况如 图 2所示。 级机站为主排风机站, 共设 2台风机, 负责排 除全矿的总污风。1台设在 - 100m 水平东副井马头 门的绕道内, 负责向 - 160m以上作业地点引入新风, 同时排除污风; 另 1台设在 - 220m 水平东副井石门 的绕道内, 负责向除 - 160m水平以上的其它采场引 入新风, 同时排除污风。 级机站风机设在采场的回风侧, 包括 - 340m 和 - 220m 炸药库 2个局扇, 共设置 5台, 主要负责向 采场引入新鲜风流, 同时排除采场污风。其中, 在 - 160m水平西副井西侧运输巷道内采场的入风侧设 置 1台, 主要为 - 220m 水平西端的采场提供新鲜风 流, 同时排除采场污风。 经计算机网络模拟解算后各级机站风机的配备 如表 1所示。 2 . 2 棋盘式和上下行间隔式混合的中段通风网络布 置形式 如图 2所示, 新系统的新鲜风流分别经 - 160m 24 采 矿 工 程黄 金 水平、 - 280m 水平和 - 340m 水平西副井的石门进 入。由 - 160m水平进入的新风东、 西分流。东部进 入 - 160m 水平以上和以下的采掘地点清洗工作面, 形成上下行风流; 西部进入 - 160m 水平以下的采掘 地点清洗工作面, 形成下行风流。 - 220 m 水平中部 的火药库单独局扇供风。这样, 在 - 220 m 水平以上 便形成了上下行间隔式阶段通风网络。 表 1 各级机站风机配备 机站安装地点风机型号装机容量 /kW叶片角度 / 台数 /台作用 机站 - 160m水平西部巷道内K40- 8- No114 . 0261258 260采场供风 - 280m水平西部K40- 8- No114 . 0291523 526采场排风 - 280m水平东部K40- 8- No115 . 5291601 603采场排风 - 220m水平中部J K40- 1No5 . 55 . 51- 220m火药库供风 - 280m水平中部J K40- 1No5 . 55 . 51- 340m火药库排风 机站 - 100m东副井石门巷道内K40- 6- No1437291- 160m以上总回风 - 220m东副井石门巷道内K45- 6- No1690291- 220m以下总回风 合计7处151 . 57 由 - 280m 进入的新风东、 西分流供给采掘地点, 清洗工作面后上行至 - 220m 水平。由 - 340m 水平 进入的新风供给采掘地点和火药库, 清洗工作面后经 高天井排入 - 220 m 水平。因此, 在 - 220m 水平以下 便形成了棋盘式阶段通风网络。 通过上述的设计, 全矿的用风段形成了一个由上 下行间隔式和棋盘式组成的混合式阶段通风网络, 将 单一的上下行间隔式阶段通风网络和棋盘式阶段通 风网络有机地结合起来, 解决了长期困扰矿山生产的 污风串联、 漏风严重等问题。有效风量率从原来的 54提高到了 72 , 基本杜绝了污风串联的现象, 获 得了良好的通风效果。 3 结 语 矿山通风系统改造过程中应密切结合矿山的实 际情况, 建立切实可行的通风系统模式。只有这样才 能很好地解决所遇到的问题。 回风侧多级机站通风系统模式的形成就是与老 矿山的实际情况相结合的产物, 该系统投资少、 适应 性强, 经多个矿山的应用达到了令人满意的效果, 对 老矿山通风系统的改造具有实际意义。 在通风系统建立后, 阶段通风网络的合理与否将 直接影响到作业地点的通风效果。在实际工作中, 应 结合老矿山的具体情况、 工作面分布状况灵活应用各 种阶段通风网络形式或将其有机结合、 灵活创新, 将 会得到较为理想的效果。 [参考文献 ] [ 1] 陈喜山, 鞠玉忠, 张相军, 等. 回风侧分区多级机站通风系统的 应用研究 [ J]. 中国矿业, 2000 4 91 95. [ 2] 陈喜山, 梁晓春, 李扬. 金属矿山矿井通风技术的新进展 [ J]. 金 属矿山, 2002 9 55 57. [ 3] 王英敏. 矿内空气动力学与矿井通风系统 [M ]. 北京 冶金工业 出版社, 1994. 265 278 . The installation ofmultistage ventilation system in exhaust section and application of complex ventilation net W ang Bo 1, Chen Baozhi1, Chen X ishan2, Liang Xiaochun2, Guo Xiaofang2 1 . Northeast University;2 . Qingdao Technological University Abstract The multistagesventilation system model in exhaust section was used according to the actual condition of the old m ines. Moreover , the complex stages ventilation net was rationally set up by combining the chess board type w ith the updown alternate type . The problemswere solved such as contam inated air series , air leakage and so on . Keywords exhaust section ; multistage ;ventilation ne; tchessboard type ;updown alternate type 编辑 邢万芳 欢 迎 订 阅 欢 迎 投 稿