湖南宝山有色金属矿业有限责任公司矿井通风系统优化.pdf

作者简介 邓家军 1958- , 男, 工程师, 主要从事采矿技术研究及管 理工作。 采 选 湖南宝山有色金属矿业有限 责任公司矿井通风系统优化 邓家军 湖南宝山有色金属矿业有限责任公司, 湖南 桂阳 424402 摘 要 湖南宝山有色金属矿业有限责任公司矿井深部开采通风困难, 通过对通风系统的优化治 理, 取得了良好效果。文章介绍了其通风系统存在的问题、 原因以及通风系统优化治理措施, 可供 类似矿山参考借鉴。 关键词 矿井; 通风系统; 优化治理 中图分类号 TD724 文献标识码 A 文章编号 1003- 55402009 02- 0001- 03 矿井深部开采通风困难是矿山生产中普遍性的 难题, 湖南宝山有色金属矿业有限责任公司矿山开 采深度已达- 110 m 标高, 距地表深度近 600 m, 开 采深度大、 中段多、 系统复杂, 另外矿山周边民营矿 山开采对该矿开采产生不利影响, 所以矿山通风系 统复杂、 通风难度大。为此, 矿山对通风系统进行了 优化治理, 取得了良好效果。 1 矿山基本情况 湖南宝山有色金属矿业有限责任公司原名宝山 铅锌银矿, 位于湖南省桂阳县城南郊 1 km 处。矿山 始建于 1966 年, 1974 年投产 露天开采, 国家大二型 企业, 采矿生产能力 2 000 t/ d , 1995 年露天闭坑转 为地下开采, 2004 年矿山关闭破产, 2007 年重组成 立湖南宝山有色金属矿业有限责任公司, 现公司注 册资金 3 967万余元, 拥有在职员工 1 400 余人, 采 矿生产能力 600 t/ d, 主要产品有铅精矿、 锌精矿、 硫 铁矿等。 公司矿山是一个铅、 锌、 铜、 钼、 金、 银等多种有 色金属资源的矿山。矿山主要采用平硐- 竖井、 平 硐- 斜井联合开拓; 竖井使用单罐配平衡锤、 直径 28 m 的多绳提升机提升, 斜井采用单绳串车提升, 各中段平巷采用 10 t 或6 t 架线式电机车配 075 m3 翻转式矿车运输。矿山主要采用充填法开采, 将矿 块划分为矿房、 矿柱两个步骤回采, 先采矿房, 再胶 结充填矿房, 再采矿柱, 最后充填矿柱。 矿山通风系统采用两翼对角抽出式分区通风方 式。新鲜风流分两路进入井下, 一路由 365 中段充 填平窿口和明竖井口 472 m 进入, 由竖井分风到各 中段; 另一路通过 330 平窿到排供斜井、 西部盲斜井 分风到各中段。50 中段以下西、 北部各中段是通过 各自通下部各中段的盲斜井下风, 经沿脉、 穿脉巷道 进入工作面。回风线路有东部、 北部、 西部三个互不 完全独立的部分。东部回风 东部斜井由 170 m 中 段直通地面, 污风经东部斜井排出地表。北部回风 北部的 50 m 中段 185 线穿脉位置与牛郎冲的一斜 井相通, 利用该斜井作北部回风井, 北部 50 m 以下 各中段污风经牛郎冲井下巷道、 斜井排出地表。西 部回风 把 10 m 中段 167 线穿脉与桂阳 622 矿斜井 相通的联络巷疏通, 西部 10 m 以下污风经 622 矿斜 井排出地表。 2 通风系统存在问题 公司矿山由于存在开采深度大, 开采中段多, 矿 体多 东、 中、 西、 北部矿床 , 周边矿山开采影响等原 因, 所以矿山通风系统复杂, 通风难度大、 效果差。 2008 年对其井下主要用风作业点的风量 风速 进行了实测, 结果列于表 1。 1 第 25 卷第 2 期 2009 年 4 月 湖南有色金属 HUNAN NONFERROUS METALS 表 1 风量 风速 合格率测定数据表 作业地点 作业 类别 过风 断面 / m2 测定 风速/ ms- 1 测定风 量/ m3s- 1 合格 情况 171 采场采矿15008119不合格 163 采场采矿15 微风不合格 153 掘进掘进4248993合格 西部- 110 中段平巷掘进4054214合格 800 采场采矿20022432合格 828 采场采矿200094187不合格 812 采场采矿20014289不合格 816 采场采矿20017342合格 210 中段残采15019288合格 竖井提升23761273028 排供斜井提升6272171359合格 50 中段石门运输1711272178合格 西部- 30 中段车场运输1470031452合格 西部- 70 中段平巷运输429095408合格 北部 10 段车场运输986017168不合格 北部- 70 车场运输910067610合格 西部- 30 中段171 采场2000595119不合格 西部- 70 中段171 采场20 微风不合格 经测定, 18 个用风作业点的风量 风速 有 11 个 合格, 7 个不合格, 合格率 611, 根据矿井通风系 统指标鉴定等级标准判定其风量 风速 合格率为 临界。 风源粉尘浓度测定共 8 个点, 其中 1 个点不合 格; 作业面空气质量共测了 46 个点, 其中 4 个点氧 浓度不合格; 井下作业点粉尘浓度共测 17 个点, 其 中 4 个点超标。 经调查分析, 导致上述检测结果不合格的原因 主要有 1 北部- 30 m、 - 70 m、 - 110 m 中段主平巷内 新鲜风流较小, 作业面污风未能顺利排出至上部 中段。 2 东部回风井 75 kW 主扇叶片磨损严重, 运行 特性发生变化, 工况点很不理想 主扇装置效率只有 1726 , 以致整个通风系统匹配性较差。 3 西部通风系统为当时西部地质探矿不明、 企 业改制以及经济状况不良的临时通风措施, 已不适 应目前的生产发展和深部开拓通风的需要。 4 西部 10 m 中段主扇前漏风, 影响了- 30 m、 - 70 m、 - 110 m 等中段的通风效果。 5 周边矿山与矿井下有联通之处, 造成通风紊 乱, 影响了矿井下通风效果。 3 通风系统优化与治理 31 通风系统优化方案 针对通风系统存在的问题, 公司对其矿井通风 系统采取了如下优化措施 1 为解决北部- 30 m、 - 70 m、 - 110 m 中段通 风困难的问题, 在 90 m 中段增设通风工程并分别在 130 中段 1 线和东部斜井口安装主扇 串联运行 , 将 污风送至东部 130 m、 170 m、 210 m 中段回风区经东 部斜井排出地表。 2 将西部井下污风经 365 m 中段露采边坡主扇 排出地表, 优化了西部通风网络。 3 为解决西部10 m 中段主扇前漏风问题, 将该 主扇移位、 安装到了- 30 m 中段, 避免了漏风和提 高了深部中段开采的通风效果。 32 风量计算分析 321 北部井下通风计算分析 北部井下按 4 个同时作业采场, 2 个备采作业 点, 9 个掘进作业点, 2 个需风硐室计算。 1 采场需风量 Q1 按排炮烟计算需风量 每个采场需风量 q 23 V Ktt lg 500A V 123 m3/ s 式中 V 为硐室容积, 480 m3; A 为炸药量, 60 kg; t 为通风时间, 1 800 s; Kt为紊流扩散系数, 09。 同时作业采场需风量 Q q n 492 m3/ s。 按排尘计算需风量 排尘需风量是排炮烟所需风量的一倍即 96 m3/ s。 采场需风量取二者的大值 Q1 96 m 3/ s。 2 备采工作面需风量 Q2 24 m3/ s。 3 掘进工作面需风量 Q3 135 m3/ s。 4 硐室需风量 Q4 每个硐室需风量 2 m3/ s, 北 部井下硐室未进行独立供风, 需风量 Q4 4 m 3/ s不 计入总需风量。 各工作面及独立供风硐室需风总量 Q Q1 Q2 Q3 255m3/ s。风量备用系数 取 11, 则 Qt 255 11 2805 m3/ s。 5 牛郎冲需风量 Q5 牛郎冲矿的年产量为 2 万 t/ a, 按产量估算其需 风量 8 m3/ s。 所以北部井下通风系统加上牛郎冲从北部的回 风量, 计算出北部井下总需风量为 3605 m3/ s; 回风 2湖南有色金属第 25卷 线路总风阻为 2 240 Pa。 优化措施将该矿库存的一台 DK40- 6- ∀ 18- 2 90 kW 主扇, 拆分成两台 DK40- 6- ∀ 18- 90 kW 主扇, 分别安装在 130 中段 1 线和东部斜井口串 联运行, 满足了北部井下风量和风阻的要求。 322 西部井下通风计算分析 西部井下 6 个作业采场需风量 18 m3/ s, 4 个掘 进工作面需风 4 132 528 m3/ s, 3 个备采采场需 风量 3 15 45 m3/ s; 硐室需风总计 4 m3/ s。西 部总需风量 Qt 12 18 528 45 4 38 m3/ s 风量备用系数 K 取 12 。经计算西部井下回 风线路风阻为 90644 Pa 原西部 10 中段安装的 FS170 B - 75 kW 主扇 不能满足西部通风要求。系统优化后由安装在西部 10 中段的 FS170 B - 75 kW 主扇移位到- 30 m 中 段并与新增安装在 90 中段的 K40- 4∀ 15 110 kW 主扇串联, 满足了西部井下风量和风阻的要求。 33 治理措施 针对通风系统存在的问题除采取上述系统优化 措施之外还进行了治理 1 东部回风井内更换新主扇, 保证其具有良好 的工况、 效率, 保证了应有的通风效果。 2 详细调查掌握了周边矿区与矿井下通风的相 互联系, 对影响矿井下通风效果的地方进行了密闭 等处理, 避免了风流紊乱。 3 对通风专业技术人员进行了培训、 学习, 提高 了其业务能力; 增配了部分通风系统测定 测尘 仪 器设备。 4 结 语 湖南宝山矿通过对矿井通风系统采取的上述优 化治理措施, 井下通风效果、 空气质量已大大改善。 通风系统优化治理后经再次检测结果表明 西部、 北 部井下通风系统已能满足矿井通风需要。 参考文献 [ 1] 采矿手册编辑委员会 采矿手册[ M] 北京 冶金工业出版社, 1991 [ 2] GB/ T 16423- 2006, 金属非金属矿山安全规程[ S] 收稿日期 2009- 01- 15 Mine Ventilation System Optimization of Baoshan Mining DENG Jiajun Hunan Baoshan Nonf errous Metal Mining Co, Ltd, Guiyang 424402, China Abstract Mine ventilation is difficult in deep mining in Baoshan MiningIt has achieved good results through the optimization of the ventilation system of governanceThe article introduced the problems, causes of the ventilation system and management measures to optimize it, which provided reference for the same types of mine Key words mine; ventilation system; optimize management 欢迎投稿 欢迎刊登广告 3第 2 期邓家军 湖南宝山有色金属矿业有限责任公司矿井通风系统优化