夏甸矿业有限公司脉矿区分区多级机战通风系统的建立.pdf

文章编号1007- 967X200302- 0005- 04 夏甸矿业有限公司 7 脉矿区 分区多级机站通风系统的建立 穆太升, 董 鑫, 孙东先, 汪宗文 山东夏甸矿业有限公司, 山东 招远 265400 摘 要介绍了解决矿井深部通风困难和防止提升井冬季结冰的通风技术, 可供从事矿山通风设 计及现场管理人员等阅读参考。 关键词矿井通风系统; 多级机站; 预热入风流; 有效风量率 中图分类号 TD72 文献标识码 B 1 概 况 夏甸矿业有限公司 原夏甸金矿 有 7 脉和主 斜井两个矿区, 1984 年投产。7 脉矿区年产矿石 14 万t, 竖井开拓, 矿石充填法采矿。 7 脉矿区开采 7 脉及 7 脉下盘支脉两条矿 脉, 12中段以上已采完。7 脉开采深度已到 15 中 段, 到 24 中段 开采深度已达 800 m 甚至以下还有 可观的可采矿量。现同时生产的中段有 13、 14、 15 三个中段, 一个中段内采场数量多 13、 14 中段各有 7 个, 15 中段有 4 个采场 , 中段高度 30 m。 7 脉矿区通地表的井巷有 4 个, 一是北耩竖 井, 二是 7 小竖井, 三是 7 竖井 主提升井 , 四是 515 风井。另外, 7 脉下盘支脉还有一个通地表采 空塌陷区。全区仅在 12 中段 图 1 中 14 处 有一台 K40- 4- No11 风机在运转。由于开采深度深, 通风 路线长, 井巷的断面小, 通风阻力大, 该风机风量不 能满足矿井深部生产的需要, 致使采掘工作面生产 产生的烟尘不能及时排出, 有的作业面空气温度高 达28 , 生产环境很不好。在冬季, 北耩竖井淋水 大, 冬季结冰, 严重影响正常生产。 2 矿井深部通风系统的拟定 为了彻底解决矿井深部通风困难, 及时排出作 业地点产生的烟尘, 降低空气温度, 并根据矿体分布 的特征, 应建立分区通风系统。把由 7 脉三期工程 盲竖井开拓的矿体分为一个区, 由 7 脉下盘支脉二 期工程盲竖井开拓的矿体分为一个区, 见图1 所示。 这种通风系统路线短, 阻力小, 漏风小, 有效风量率 高。 图 1 7脉矿区分区多级机站通风系统图 1 北耩竖井; 2 7脉小竖井; 3 515 风井; 4 7脉二期工程盲竖井; 5 7脉竖井; 6 12 中平巷; 7 级机站风机; 8 ∀级机站风机; 9 7脉三期工程盲竖井; 10 级机站风机;11 回风井; 12 7脉下盘支脉二期工程盲竖井; 13 到地表的采空塌陷区; 14 级机站风机; 15 ∀级机站风机;16 空气预热风机 第 19 卷第 2 期 2003 年 4 月 有 色 矿 冶 NON- FERROUS MINING AND METALLURGY Vol. 19. ∃ 2 April 2003 收稿日期2003- 01- 13 作者简介穆太升 1962 , 高级工程师, 副总经理。 2. 1 7 脉区通风系统 7 脉矿区通风系统见图 1 所示。在风机的作 用下, 地表风流由北耩竖井、 7 脉竖井和 7 脉二期 工程盲竖井流入 12 中段平巷, 再由 7 脉三期工程 盲竖井及 13、 14、 15 中段平巷流入各采场。三期工 程盲竖井左翼各采场的污风由 7 脉左侧的回风天 井回到515 回风井至地表, 右翼各采场的污风则由 7 脉右侧的回风天井回至 11 中段回风巷, 再流至 515 回风井至地表。此系统使各生产中段采场均有 稳定的流动风流, 各采场的烟尘能及时排出, 各井巷 及作业地点空气温度也会有明显下降, 可以大大改 善井下作业环境, 保证安全生产和人的身体健康。 2. 2 7 脉下盘支脉区通风系统 地表风流由北耩竖井流入, 经 12 中平巷, 二期 工程北耩盲竖井, 各中段巷道, 流入采场及 7 脉下 盘支脉左侧回风天井, 最后经采空塌陷区排至地表。 2. 3 防止北耩竖井冬季结冰入风流预热系统 7 脉竖井无淋水, 冬季入冷风不结冰; 北耩竖 井淋水大, 冬季进冷风结冰, 影响安全提升。所以在 冬季必须把冷空气预热后才能引入井内。 在矿山利用废旧坑道及采空区预热入风流是节 省能耗的最好途径, 它不用锅炉, 不烧煤和油; 它是 让冷风经过预热面积足够大的废旧坑道及采空区, 岩体的热量就会传到岩壁, 再由岩壁散发到冷风流 经的废旧坑道及采空区中, 加热了空气, 提高了空气 温度, 再把它引入到提升井中就防止了提升井结冰。 7 脉下盘支脉区有 7 小竖井通地表, 在 5 m 水平有 600 m 长的中段平巷将北耩竖井和 7 小竖 井连通, 这些井巷已经停止使用但畅通, 在北耩竖井 5 m 石门中安设一台风机, 就构成了北耩竖井入 风流预热系统 见图 1 。在冬季开启此风机 井下 其他风机照常运转 , 就可将冷空气引入 7 小竖井, 经小竖井及600 m 平巷加热后, 再送到北耩竖井, 使 少量的预热后的风流由北耩竖井排出, 防止井口结 冰, 大量预热后的风流由北耩竖井流入各需风地点, 在春夏秋不结冰季节停开预热风机。 3 需风量的计算 3. 1 7 脉区需风量计算 7 脉区年产矿石计划增到 15 万 t, 取万吨矿石 需风系数为2. 0 m 3 s万 t, 则全区需风量为 Q7 15 Cp 空气的定压比热, Cp 1 005 J kg ; 空气密度, 1. 2 kg m 3; tn 五中段 5 m 岩体温度, 经计算 略去 计算过程 , tn 15. 82 ; K 热交换系数, 由 2 式计算, K 8. 7 1. 33 0. 8w m 2 2 式中 岩体的热导率, 围岩为花岗岩, 1. 9 w m ; v 流经井巷的风速, 取 V 6 m s; 将 、 V 之值代入式 2 得 K 9. 5 w m 2 ; tO 冷空气温度, 查气象资料得该地区最低 气温为- 11 ; tL 风流经L 长井巷后的温度, 即要求达到的 温度一般取tL 2 , 井巷不会结冰。 将以上所知数据代入式 1 得, Q 69 m 3 s, 此 计算说明该预热系统可以把 69 m 3 s 的风量由- 11 加热到2 。 全矿区总需风量为 38 m 3 s, 按风量自然分配解 算知, 由 7 竖井流入 20 m 3 s, 由北耩竖井流入 18 m 3 s; 另外, 为防止北耩竖井井口结冰, 让有 5 m3 s 的热风由井口排出, 所以全矿区需要预热的风量为 18 5 23 m 3 s。 由上分析知, 能够预热的风量 69 m 3 s 大于需 要预热的风量 23 m 3 s , 此预热系统是可靠的。 4 机站及风机 我国金属矿山以往多采用统一通风系统, 把风 机建在地表作压、 抽或压抽混合式工作, 井下调风多 用风窗人为加阻的方法。这种通风系统突出存在的 6 有 色 矿 冶 第 19 卷 问题是通风路线长, 井下通风构筑物多, 通风阻力 大, 漏风大, 有效风量率低, 耗能高, 通风效果不佳; 同时由于井下通风构筑物多, 损坏的机率大, 通风可 靠性也较差。20 世纪 80 年代以来, 我国金属矿山 通风技术有了很大发展, 已有多个矿山建成了多级 机站通风系统。 多级机站通风系统是由几级风机站接力地将地 面新风直接送到井下各作业区, 而污风同样由几级 风机站排放到地表。这种通风系统由多台风机串、 并联工作, 哪里需风就在哪里建机站, 井下不用风窗 调风, 严格控制网路风机风压, 风压分布均衡。该系 统通风阻力小, 漏风小, 有效风量率高, 节省能耗。 在已规划好的 7 脉区和 7 脉下盘支脉区两个 分区通风系统中再采用多级机站的通风系统, 就形 成了夏甸矿业有限公司 7 脉矿区分区多级机站通 风系统。 4. 1 7 脉区机站和风机 4. 1. 1 7 脉区机站 多级机站通风系统一般由 ∋、 、 ∀、 四级机 站组成, 以采矿作业面为界, 进风侧为∋、 级, 排风 侧为 ∀、 级, ∋、 级机站负责全矿的总阻力, 、 ∀级机站调节各中段各采场的风量, 但当 ∋级机站 无地方安设时, 也可以采用 ∀级机站的通风模式。 7 脉区就无安设 ∋级机站的地方。图 1 中序号 10 为级机站, 级机站的风机安装在采矿场入风天 井与中段运巷连通的小川中, 每个采场均设 级机 站, 它的作用是将中段平巷中的风流引到采场; 序号 8 为 ∀级机站, ∀级机站的风机安装在中段回风平 巷与回风天井连通的小川中, 它的作用是将由采场 排出的污风引至回风天井中; 序号 7、 14 为 级机 站, 7、 14代表的机站中各安设一台同型号的风机, 这两个机站是并联机站, 机站中风机并联工作后再 与15 代表的机站中的风机串联工作, 组成了一个完 整的 级机站, 用来克服系统的总阻力。 4. 1. 2 7 脉区风机 选定Q7 30 m 3 s, 由此, 计算出全矿区风路风 压为 1 681 Pa, 据此选择风机。 不设 ∋级站, 级机站选用K40- 6- No7 风机, 有18 个采场, 风机共 18 台。 ∀级机站在 13 中、 14 中, 7 脉两侧各设一台, 每站选用 K40- 6- No9 风机一台, 全区共 4台。 级机站采用两级风机串联工作, 前级风机选 用K45- 4- No11 风机两台, 并联工作, 后级选用 K45- 4- No12 风机一台。 4. 2 7 脉下盘支脉区机站及风机 本区仍不设∋级机站。 级机站、 ∀级机站安设的位置分别设在下盘 支脉采矿场入风天井与中段运巷, 中段回风巷与回 风天井连通的小川中, 级机站与 ∀级机站均选用 K40- 6- No7 风机, 各两台。 级机站设在 12 中回 风巷与回风天井连通的小川中, 选用 K40- 4- No11 风机一台。当采场不作业时, 其 、 ∀级机站风机可 停运, 以节约能源。 4. 3 预热风机的选择 预热系统总阻力经计算得 605 Pa, 预热风量为 23 m 3 s, 选用 K40- 4- No11 风机一台。全矿区选用 风机列入表 1 中。 表 1 7脉脏乱区机站风机一览表 分区机站风机型号 风机风量 m3 s 风机风压 Pa 功率 kW 台数 K40- 6- No72. 0 4. 338 1741. 118 7脉区∀ K40- 6- No94. 2 9. 162 2875. 54 K40- 4- No11 K40- 4- No12 17. 3 32.6 22. 5 42.3 675 1 295 804 1 543 45 75 2 1 7脉下 K40- 6- No72. 0 4. 338 1741. 12 ∀ K40- 6- No72. 0 4. 338 1741. 12 盘支脉区 K40- 4- No96. 2 13.5136 629111 预热系统K40- 4- No11 11. 3 24.7203939301 5 结 语 1 该系统已运行两年, 各采场均有稳定的风 流, 及时排出了生产中产生的烟尘, 作业地点空气温 度降到 25 以下, 彻底改善了工人的劳动条件。 2 利用废旧坑道及采空区预热入风流, 在冬 季最冷时期, 北耩竖井井口空气温度达 6 , 防止 了提升井结冰, 保证了正常生产。 3 采用了分区多级机站和机站风机安设在 井下的通风技术, 并应用了 ∋、 机站克服全矿总阻 力, 、 ∀级机站调节风量的通风模式, 彻底解决了 矿井深部通风困难的难题, 平均有效风量率 72, 节电率 39, 经济与社会效益显著。 下转第11 页 7 第 2 期 穆太升等 夏甸矿业有限公司 7脉矿区分区多级机站通风系统的建立 参考文献 [ 1] 周昌达. 井巷工程[ M] . 北京 冶金工业出版社, 1996. [ 2] 沈季良. 建井工程手册[M] . 北京 煤炭工业出版社, 1986. [ 3] 淮南煤炭学院, 山东矿业学院. 建井工程结构[M] . 北京 煤炭 工业出版社, 1986. Shaft Stretch by Ellipse Section YANG Zunquan 1;HAO Zhe2;MA Xiurong3 1. Co. Ltd of Laiwu Mining, Laiwu 271100, China; 2. School o f Resource and Civil Engineering, Northeastern University, Shenyang 110006, China; 3. Shenyang Design and Research Institute o f Non f errous Metallurgy, Shenyang 110003, China AbstractAiming at construction of first ellipse section shaft in our country, the economic contrast analysis on choice of section of shaft was conducted, specific construction flow of shaft was described. It has important reference value to other similar shaft construction. Key words ellipse section; shaft stretch 上接第 7页 Setting up of Ventilating System in Xiadian Mine Co. Ltd. 7Vine Mine Area Divide Area Multigrade Magnetic Station MU Taisheng, DONG Xin, SUN DongXian,WANG Zhongwen Shandong Xiadian Mining Co. Ltd. , Xiadian 265400, China AbstractThis article introduced technology of solving ventilating difficult in depth of minewell and ventilating technology of preventing promoting well from iceing inwinter, it provided read and reference for people of mine ventilating design and spot manager Key words minewell ventilating system; multigrade magnetic station; heated in advance entering wind flow; effective of wind amount rate 有色矿冶∗愿竭诚为您服务 11 第 2 期 杨尊权等 采用椭圆断面进行竖井延伸