北风井凿井期间的通风.pdf

，’井 饬 - 3 o 一3 I l 6 1 9 9 7 年 第1 期 l 前言 北风井凿井期间的通风 堕 堑 芏1 7 2 矿 业公 司 A t o l l 介 绍 铁 矿 二 期 重 点 工 程 北 风 井 凿 井 期 间 通 风 问 题 的 解 决 方 法 ，及 取 得 竖井施工安全、 快速的经侪效果． 北风井是铁矿二期扩建 的一项重点工 程， 井筒设计净直径为 s ． o m， 井口标高 l 3 ． O m， 井深 3 4 ． 3 m， 是铁矿所有竖井中断面最 小的井筒， 因井筒断面狭小， 给井筒布置带来 困难 北风井井筒基岩段施工， 设计采用双层 吊盘作为井筒作业工作面保护盘， 兼吊桶稳 绳盘 ； 一台 0 ． 4m 靠壁式抓岩机配 2 ． 0m 单橘 ， 供排矸与人员材料上下； 一独立悬吊的 单盘作为挠灌工作盘兼环形钻架的普通凿井 法。 其中通风系统设计采用抽出式通风方式， 风机功率为2 8 k w， 两台井联使用。 在现场施 工中， 工程队根据井筒施工由浅至深的特点， 结合以往竖井施工通风经验， 对通风设计进 行局部修改， 采取分步实施措施， 即由井口 至 一 1 5 0 m井筒段施工采用单机压入式通风； 一 l 5 O m至井底施工采用两机井联抽出式通 风， 以达到节能的目的 实践表明， 由井口 至 一 l 5 0 m段竖井施工工作面通风效果良好， 但存在对激光测距仪使用干扰的严重缺点。 等改用两台风机并联抽出式通风继续向下作 业时， 又发现通风满足不了工作面要求， 且排 炮姻时间长达 4 0 5 0 m ， 制约了竖井施工 速度井威胁到作业人员身体健康。 为此， 对第 二步通风进行了改造。 2 问题分析 2 ． 1 通风有关参数与数据计算 2 ． 1 ． 1 抽出式通风有效吸程 f ， ≤l _ S S ⋯⋯ 1 式中 一有效吸程 m ； S 一井筒断面积 m。 。 对北风井 ≤1 ． 5／ 7 ． 4 m 2 ． 1 ． 2 压入式掘进排烟有效射程 ， ， 4 ～5／S ⋯⋯ 2 式中 ， 一有效射程 m ； S ～井筒断面积 m 。 对北风井， 4 ～S／ 一1 9 ． 8 ～2 4 ． 8 m 2 ． 1 ． 3 压入式掘进排烟对风量要求值 ； ⋯． 3 式中 Q ～压入式的局扇风量 m ／ s ； 一 通风时间 s ； 一 井筒淋水系数 E 0 ． 3 ； 一 井筒断面积 s 2 4 ． 6 3 m 卜一 井筒深度G3 4 3 m ； 一一次爆破炸药耗量 5 l k s 。 对于北风井 当f 9 0 0 s时， Q 8 ． 9 2 m ／ s 1 8 0 0 s时， Q 一4 4 6 m ／ s ； f 2 7 0 0 S 时， Q 2 ． 9 7 m’ ／ s 2 ． 1 ． 4 风筒风阻R 维普资讯 梅山科技 3 1 R一 1 2 5 ⋯ ． ． 4 口 式中 R一风筒的总风阻 干缪 一 风筒的摩擦阻力系数 n 一3 ． 0 1 0 一 k g s 0 ／ m‘ ； 一 风简直径 一0 ． 6 m ； ， ． 一风筒长度 一3 4 3 m 。 则 Rl 0 ． 7 5 干缪 2 ． 1 ． 5 金属风筒的漏风系数 一 f 1 1 d n v 厂 I ⋯ ⋯ 5 式中 一相当于直径为 1 fir 的风筒的 透风系数 l 一0 ． 0 0 3 ； 一 风筒接头数目 1 0 6 个 ； 则 1 ． 4 6 。 2 ． 1 ． 6 局扇的选择计算 压入式通风， 局扇供风量 Q， 一 Q ⋯⋯ 6 t 1 风 压 H 【 j ⋯ ⋯ 7 式中 s ． 一风筒出口断面积 1 0 ． 2 8 m。 ； r一空气速率 一1 ． 2 k g ／ m ； 、 、R同前； g 一重力加速度 m ／ s 。 ； 当t 9 0 0 s时 Q ， 一1 3 ． 0 3 m ／ s ， H 1 7 ． 9 MP a ； 当f 一1 8 0 0 s 时 Q j 6 ． 5 1 m ／ s ， H 4 ． 5 MP a ； 当t 一2 7 0 0 s 时 Q ， 一4 ． 3 4 m ／ s ， H 一1 ． 9 8 MP a 。 2 ． 2 原因分析 2 ． 2 ． 1 客观因素 1 北风井竖井掘进吊盘及风筒下口与 工作面间距必须1 5 m， 以防爆破对吊盘设 施及风筒的破坏。 2 北风并井筒设计净直径仅 5 ． 0 m， 且 井筒表土段周围地层不稳定， 造成井筒局部 偏移， 无法实施两路风筒， 实现混合通风。 2 ． 2 ． 2 主观困素 北风井通风设计采用抽出式通风， 两台 2 8 k W 风机井联使用， 未考虑其他辅助通风 设旖。根据公式 1 理论计算， 北风井采用抽 出式通风有效吸程应7 ． 4 m， 即要求风筒 吸风口至工作面距离必须7 ． 4 m， 否则放 炮后， 工作面将出现炮烟停滞区。 3 通 风改 造设计 3 ． 1 方案 针对北风井通风中存在的压入式通风蚀 风污染整个井筒， 对激光干扰严重及抽出式 通风满足不了工作面通风要求， 且排烟时间 长， 严重制约竖井施工速度， 威胁作业人员健 康问题， 提出将抽出与压入共用一通风管路 的通风改造方案。 3 ． 2 设计 根据公式 2 的计算 ， 对北风井压入式掘 进排炮烟的有效射程可达 2 4 ． 8 m， 可以满足 9 ． 8 m井筒段掘进通风， 实现短掘短砌通风 要求。 由此， 在北风井竖井继续旖工放炮后采 用压入式通风 根据抽出式通风井筒全断面进入新鲜空 气的特点， 使用井筒激光期间变压入式为抽 出式通风 。 考虑压入式风机与抽出式风机共用一个 风筒， 为防止由一种通风形式转变为另一种 通风形式存在漏风问题， 采取在风机前加一 可开关风门， 靠人工调节开关， 达到压入与抽 出风机共用一个风筒而互不影响的效果。 根据公式 4 和公式 6 、 7 的计算结 果， 我们选择硒台 2 8 k W 的风机作为压风 机， 一台2 8 k w 的风机作为抽风机。 4 效果 4 ． 1 经济效益 下转第6 4页 维普资讯 6 4 1 9 9 7 年第 1 期 表 1 ， 最终开发出适合5 号高炉的炮泥。 出长13 棒虚 ram 图 1 2 停止冷却水对出铁口 温度分布的影响 4 小结 由于各种改进措施， 高炉的一代炉龄由 通常的 5 ～7 年延长到 1 5 2 0 年。在各种改 进措旌中， 稳定铁口状况是重要的。 所以， 和歌山5 号高炉采用了S iC砖， 虽 然 S i C砖在强度和特性方面都很好， 但它也 t侥■崖 c 图 I 3 炮泥燃烧温度 的比较 存在一些问题， 例如高传热性造成的出铁口 温度降低， 炮泥灼烧不充分和气体吹出。 不管怎样， 已经对这些问题采取了各种 措施， 结果能使出铁口保持在稳定状态。 张莉 石奇雄 译 自 I r o n ma k i n g C o n f e r e n c e P r o c e e d i n g s 1 9 9 5 ， 5 4 ．1 7 7～ l 8 2 校 上接 第3 1页 经对通风设计进行局部修改， 采取单机 压入式通风， 共节电8 ． O 6 万k w h 。 ． 4 ． 2 社会兢益 1 根据竖井施工特点， 采取分步实施通 风措施， 不仅节约了能源， 而且降低了对环境 的污染。 2 北风井凿井期采用并联压入与单机 抽出共用一个风筒的通风方案后， 不仅解决 了工作面通风难题， 而且实现了较短时间排 净炮烟的目的， 创造了月成井 4 2 m矿竖井 的成并纪录， 提前一个月完成了北风井施工 任务 。 3 通风修改方案的实施， 还解决了竖井 激光难以穿透污染气层到达工作面的难题， 确保丁竖井的施工质量。 5 结语 通风系统在井巷工程中是个十分重要的 环节， 它不仅关系到工程施工快慢， 而且关系 到作业人员生命安全与身体健康。科学合理 地选择通风方案是井巷工程取得良好施工效 果的前提与保障。 北风井凿井期间通风方案修改是对通风 设计的完善与补充， 是理论与实践的结晶。 要 求方案设计与施工者， 在方案设计时， 应从实 际出发， 确保方案的科学性、 合理性。 参考文献 1 王英敏． 矿井通风与安全． 北京 暗盒工业出版 社 ， 1 9 7 9 ． 垦 j ■■田藿卜 一■ 维普资讯