地下開采礦山通風(fēng)節(jié)能技術(shù)的研究

汪祖國(guó)

摘 要：通風(fēng)系統(tǒng)作為地下開采的礦山主要系統(tǒng)之一，其運(yùn)行的效果直接關(guān)乎著礦山的整體生產(chǎn)和安全。當(dāng)前，礦山環(huán)境不斷惡化，安全事故頻繁發(fā)生，經(jīng)濟(jì)損失較為嚴(yán)重，制約著礦山所在地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)的穩(wěn)定。因此，加強(qiáng)地下開采礦山通風(fēng)節(jié)能技術(shù)和安全管理是非常有必要的。本文論述了地下開采礦山通風(fēng)節(jié)能的技術(shù)途徑。

關(guān)鍵詞：地下開采礦山 通風(fēng)節(jié)能 礦山安全

中圖分類號(hào)：TD724 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）01（a）-0038-02

隨著國(guó)際經(jīng)濟(jì)一體化的進(jìn)展，我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展。對(duì)原材料的需求與日俱增，社會(huì)對(duì)鋼鐵、有色金屬、貴金屬等礦產(chǎn)品的需求越來越大，這樣一來，礦山企業(yè)滿負(fù)荷生產(chǎn)，超能力生產(chǎn)現(xiàn)象比較普遍。隨著企業(yè)的不斷發(fā)展災(zāi)害事故正在悄悄的走近我們，致使企業(yè)和礦工們得不到安全保障。地下開采礦山開采深度的不斷增加，不斷的為災(zāi)害事故的發(fā)生創(chuàng)造良好的條件。在五大自然災(zāi)害中，各類災(zāi)害事故的發(fā)生往往不是單純的，它們是可以連鎖發(fā)生的，地下開采礦山事故的發(fā)生是必然的，也是被動(dòng)的。所以，預(yù)報(bào)和防治工作顯得更為重要；尤其是火災(zāi)，它能產(chǎn)生火風(fēng)壓，破壞通風(fēng)系統(tǒng)，擾亂風(fēng)流穩(wěn)定性，改變風(fēng)流方向，從而造成更大的災(zāi)害事故。因此，應(yīng)加強(qiáng)地下開采礦山通風(fēng)技術(shù)和安全管理，及時(shí)的消除安全隱患，防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大，確保礦山安全生產(chǎn)是十分必要的。

1 優(yōu)化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)

（1）優(yōu)化通風(fēng)布局。受地理位置的影響，我國(guó)地下開采礦山大部分礦體埋藏不深，而且較不集中，面對(duì)這一現(xiàn)象，可以采用分區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行多方面的通風(fēng)，以緩解經(jīng)濟(jì)上的壓力，使技術(shù)得到優(yōu)化。

（2）優(yōu)化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)階段通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)模式，可有效提高效率，對(duì)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，可以降低網(wǎng)絡(luò)的功耗。而通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)可分為控制型通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、自然分風(fēng)網(wǎng)絡(luò)和一般型通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。通過各分支的已知風(fēng)量，依據(jù)各風(fēng)機(jī)工作風(fēng)壓相等，利用非線性規(guī)劃的方法，可求出風(fēng)機(jī)和調(diào)控設(shè)施的位置和工況，可以有效的保證回路風(fēng)壓的平衡。

（3）風(fēng)道設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行風(fēng)道設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)了解風(fēng)道斷面、半徑和風(fēng)道風(fēng)阻三者之間的關(guān)系。在主干道的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮把斷面設(shè)計(jì)為圓形，因?yàn)閳A形斷面的半徑較大。采取表面襯砌等措施，減少風(fēng)道表面的摩擦力。但是對(duì)于專用風(fēng)道，我們應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：①拉格朗日乘數(shù)法。這是一種尋找變量受一個(gè)或多個(gè)條件所限制的多元函數(shù)的極值方法，此方法不考慮通風(fēng)電費(fèi)。②平松良雄法。這種方法沒有考慮巷道的維護(hù)費(fèi)用，適合于單一井巷斷面的確定。③動(dòng)態(tài)分析法?？梢詫L(fēng)道不同時(shí)期的因素指標(biāo)數(shù)值進(jìn)行比較，求出比率，分析出發(fā)生變化的原因，與此同時(shí)應(yīng)考慮資金的時(shí)間價(jià)值和風(fēng)道的服務(wù)年限。④通路法。該種方法對(duì)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中各風(fēng)路的阻力路線進(jìn)行考慮，不僅可以提高效率，而且可以把投入的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用降低到最低。

2 優(yōu)選風(fēng)機(jī)

礦井主扇是礦山的“肺臟”，主扇的能耗占全礦通風(fēng)能耗的90%以上。我國(guó)地下開采礦山從50年代以來一直采用仿蘇70B2型風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)輪轂比大，氣動(dòng)性差，與通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)不匹配，因此，效率很低，通風(fēng)能耗大。通過對(duì)該類風(fēng)機(jī)的不斷改進(jìn)，性能的不斷完善，已取得良好的節(jié)能降耗效果。尤其在國(guó)家明令該風(fēng)機(jī)為淘汰產(chǎn)品以后，加大了研制開發(fā)新型替代產(chǎn)品的力度，在不長(zhǎng)的時(shí)間里，研制出了K系列、FZ系列和FS系列等適合于地下開采礦山的通風(fēng)設(shè)備。這些新型風(fēng)機(jī)改進(jìn)了葉形參數(shù)，氣動(dòng)性能好，風(fēng)量較大，風(fēng)壓較低，風(fēng)機(jī)效率高，噪聲低；消除了“駝峰”，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，因而很快取代了落后的老式風(fēng)機(jī)。這些風(fēng)機(jī)不僅與地下開采礦山網(wǎng)絡(luò)特性相匹配，而且節(jié)能效果十分明顯，創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。因此，改進(jìn)、更新陳舊過時(shí)的通風(fēng)設(shè)備是改善礦井通風(fēng)的重要途徑。風(fēng)機(jī)優(yōu)選是從各種型號(hào)的風(fēng)機(jī)中選出與通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)相匹配的風(fēng)機(jī)，使其滿足工作面供風(fēng)要求，且能耗最小。使用計(jì)算機(jī)優(yōu)選風(fēng)機(jī)可使該項(xiàng)工作更為快捷有效。多級(jí)機(jī)站通風(fēng)方法是一種在通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)由多臺(tái)風(fēng)機(jī)并聯(lián)組成的各級(jí)機(jī)站再串聯(lián)的通風(fēng)方法，實(shí)踐結(jié)果表明：它具有漏風(fēng)小、能耗低、風(fēng)機(jī)效率高、易于調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。該方法在條件合適的礦山，值得大力推廣應(yīng)用。多級(jí)機(jī)站通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、風(fēng)機(jī)級(jí)數(shù)和位置的選擇以及機(jī)站的布局和自動(dòng)控制都有待于進(jìn)一步研究。

3 采用合適的通用構(gòu)筑物

通用構(gòu)筑物的合理選擇，可以有效的調(diào)節(jié)、控制風(fēng)流，降低通風(fēng)能源的損耗。當(dāng)采用壓入式通風(fēng)時(shí)，極易造成主風(fēng)道風(fēng)門失效，破壞風(fēng)流的穩(wěn)定性，使得通風(fēng)系統(tǒng)失去平衡性能。因此，應(yīng)制定詳細(xì)的方案，從設(shè)計(jì)入手，選擇合適的風(fēng)門，做好日常的維護(hù)、維修工作，可以保證通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性。對(duì)抽出式通風(fēng)系統(tǒng)我們也應(yīng)采取相應(yīng)的措施，避免造成出風(fēng)井口的損壞，出現(xiàn)安全隱患。

4 結(jié)語

總而言之，改革開放以來，社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步，使得人們生活水平得到了顯著的提高，地下開采礦山企業(yè)得到了前所未有的機(jī)遇。但是在地下開采礦山生產(chǎn)過程中存在著一些安全問題。面對(duì)這一問題，我們應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)節(jié)能技術(shù)研究和安全管理的工作，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)、選擇和維護(hù)好風(fēng)門，不斷優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)，提高風(fēng)流的穩(wěn)定性能，保證回路風(fēng)壓的平衡，這樣不僅可以降低安全事故的發(fā)生率，為企業(yè)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，而且可以促進(jìn)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)的穩(wěn)定。

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