關(guān)于原礦深部開采的通風(fēng)和降溫問題研究

■　趙成軍

（中國黃金集團(tuán)夾皮溝礦業(yè)有限公司生產(chǎn)技術(shù)部吉林樺甸132411）

關(guān)于原礦深部開采的通風(fēng)和降溫問題研究

■趙成軍

（中國黃金集團(tuán)夾皮溝礦業(yè)有限公司生產(chǎn)技術(shù)部吉林樺甸132411）

隨著深部資源開采狀態(tài)的積極運(yùn)用，當(dāng)前礦井的深部發(fā)展中的高溫?zé)岷σ呀?jīng)成為一種重要災(zāi)害，對(duì)礦井的安全生產(chǎn)以及礦工的人身安全與勞動(dòng)質(zhì)量等造成一定影響。因此，本課題在分析深井降溫技術(shù)與通風(fēng)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀的同時(shí)，提出了有效解決原礦深部開采的通風(fēng)與降溫問題的合理舉措，從而對(duì)礦井的高溫治理帶來積極地作用，促進(jìn)原礦深部開采工作的進(jìn)行。

原礦深部開采通風(fēng)降溫

0　前言

作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，礦產(chǎn)資源的深部開采當(dāng)前成為礦產(chǎn)資源開發(fā)的主要內(nèi)容。在一般條件下，地表以下的800-1000m就意味著是深度開采，而隨著開采深度的增加，所面臨的開采環(huán)境也比較惡劣，就會(huì)出現(xiàn)高地壓、高溫以及高井深等方面的問題。因此當(dāng)前解決這些問題已經(jīng)成為學(xué)者研究的重中之重。所以，筆者針對(duì)于此，對(duì)如何促進(jìn)國內(nèi)礦山企業(yè)的通風(fēng)與降溫工作進(jìn)行方法論的研究，以此更好的促進(jìn)原礦深部開采工作的發(fā)展。

1　深井降溫技術(shù)現(xiàn)狀分析

1.1研究現(xiàn)狀

深井降溫技術(shù)從對(duì)國內(nèi)外的調(diào)查來看，主要有以下兩種：人工制冷降溫技術(shù)與非人工制冷降溫技術(shù)。礦井風(fēng)流溫度的影響因素有開拓與部署礦井以及對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等[1]。因此，采用科學(xué)的通風(fēng)手段可以使高溫?zé)岷ΜF(xiàn)象得到一定緩解。特別是在非人工降溫技術(shù)中，如果將風(fēng)量增強(qiáng)，那么對(duì)降溫效果就會(huì)產(chǎn)生積極的影響。如果改變相應(yīng)的通風(fēng)方式，加大進(jìn)風(fēng)量，那么在圍巖溫度與進(jìn)風(fēng)溫度的影響下，降溫幅度效果就不太明顯。對(duì)于非人工降溫技術(shù)來說，主要有采空區(qū)全面充填、熱源隔離、預(yù)冷及個(gè)體防護(hù)等方式，而且降溫作用也比較強(qiáng)。從當(dāng)前的調(diào)查與研究來看，如果要想積極對(duì)熱害嚴(yán)重礦井的降溫要求得到滿足，僅僅運(yùn)用非人工降溫技術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，非人工降溫技術(shù)在一些情況下只能作為一種輔助手段，促進(jìn)人工降溫技術(shù)的積極利用。

而人工制冷水降溫技術(shù)、空氣壓縮式制冷降溫技術(shù)以及人工制冰降溫技術(shù)作為人工制冷降溫技術(shù)的三種方式，是當(dāng)前降溫礦井的主要方式。對(duì)于在系統(tǒng)布置上存在著井下集中式、地面集中式、井下地面聯(lián)合集中式以及井下局部分散式等。關(guān)于人工制冰降溫技術(shù)的應(yīng)用區(qū)域當(dāng)前在南非比較多，而且首次進(jìn)行井下降溫就得到了積極的效果。它主要是通過制冰機(jī)的作用來制作一種粒狀冰或者是泥狀冰，在風(fēng)力或者水力的作用下，向井下融冰池中輸送；而對(duì)于集中式制冷降溫技術(shù)率先在德國得到有效利用。關(guān)于井下集中式制冷降溫技術(shù)是借助地面集中制冷模式與工作原理向礦井降溫工程引入，從而使工作面的降溫得以實(shí)現(xiàn)；對(duì)于地面集中式制冷降溫系統(tǒng)的載冷劑循環(huán)管道承受著較大的壓力，會(huì)造成損壞與腐蝕現(xiàn)象，出現(xiàn)較大的冷損；而井上與井下聯(lián)合的混合制冷降溫系統(tǒng)主要通過地面、井下對(duì)制冷站進(jìn)行同時(shí)設(shè)置[2]。對(duì)于這幾種降溫技術(shù)，在經(jīng)濟(jì)上，井上、井下與地面集中制冷降溫系統(tǒng)具有一定的優(yōu)勢(shì)，而在技術(shù)方面看，這三種技術(shù)都有各自的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，積極滿足降溫的需求。

1.2高溫對(duì)人體產(chǎn)生的危害

1.2.1體溫調(diào)節(jié)

人體的體溫在通常情況下是由中樞神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的，而且正常體溫主要是在36.5-37℃之間。如果人體進(jìn)行強(qiáng)烈勞動(dòng)會(huì)將產(chǎn)生的熱量代謝掉，借助空氣皮膚出汗、空氣對(duì)流以及擴(kuò)散等方式進(jìn)行，從而有效調(diào)節(jié)體溫[3]。然而，如果長期在環(huán)境氣溫比人體體溫高的環(huán)境中，就會(huì)出現(xiàn)無法散失體內(nèi)能量，而僅僅通過排汗來進(jìn)行，從而致使人體虛脫。

1.2.2水鹽代謝

人體的排汗過程還會(huì)出現(xiàn)氛化鈉與維生素被攜帶走，這就產(chǎn)生紊亂水鹽代謝平衡，從而對(duì)水分的貯留造成嚴(yán)重影響，水分會(huì)通過腎臟迅速排出，造成血液濃縮現(xiàn)象，因此使心臟與腎臟的負(fù)擔(dān)嚴(yán)重增加。

1.2.3循環(huán)系統(tǒng)

因?yàn)樗值拇罅可⑹?，高溫?duì)人體的水鹽代謝造成一定影響，與此同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)血液濃縮[4]。另外，在勞動(dòng)過程中輸送大量血液的肌肉血管網(wǎng)也會(huì)高度擴(kuò)張起來，就會(huì)加大心臟負(fù)擔(dān)，以此產(chǎn)生心率與血壓不正常的變化。

1.2.4神經(jīng)系統(tǒng)

如果人體長期在高溫、高濕環(huán)境下勞動(dòng)，會(huì)對(duì)中樞神經(jīng)產(chǎn)生一定的抑制作用。因?yàn)閱适梭w中大量的電解質(zhì)，但是又得不到及時(shí)的補(bǔ)充，就會(huì)出現(xiàn)肌肉痙攣與疼痛現(xiàn)象。人體通常會(huì)出現(xiàn)的癥狀就是高燒、頭昏、嘔吐等，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致死亡。

2　通風(fēng)系統(tǒng)存在的主要問題

2.1礦井的通風(fēng)管理不恰當(dāng)

當(dāng)前，根據(jù)對(duì)實(shí)際情況的測(cè)定能夠發(fā)現(xiàn)存在著水平不高的井下通風(fēng)管理，風(fēng)門被破壞現(xiàn)象到處可見，而且得不到及時(shí)的修理與維護(hù)，在風(fēng)墻上開洞以后得不到及時(shí)地密封。

2.2生產(chǎn)與開采造成通風(fēng)系統(tǒng)的巨大破壞

目前，井下的天井得不到良好的上下中段的密封，而且開采作業(yè)以后所留下的采空區(qū)沒有進(jìn)行有效處理，造成嚴(yán)重的漏風(fēng)現(xiàn)象。

2.3風(fēng)機(jī)的設(shè)置與安裝不盡合理

對(duì)于風(fēng)機(jī)的安裝，應(yīng)該事先進(jìn)行模擬風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效果。但是，從當(dāng)前的安裝現(xiàn)狀來看存在著盲目安裝風(fēng)機(jī)的現(xiàn)象，而且對(duì)于風(fēng)機(jī)的運(yùn)行管理也比較混亂，從而起不到良好的通風(fēng)效果[5]。

3　原礦深部開采的通風(fēng)與降溫問題的解決對(duì)策

3.1通風(fēng)系統(tǒng)方面的方案措施

3.1.1通風(fēng)與用風(fēng)方面

設(shè)立風(fēng)門與密封在一些不必要連通的巷道中，而對(duì)于人員不通過的巷道應(yīng)該進(jìn)行切筑密封邊縫，在通過人員的巷道內(nèi)設(shè)立至少兩道的風(fēng)門；其次，將凈風(fēng)系統(tǒng)中的與采空區(qū)有聯(lián)系的一切進(jìn)行隔絕，封堵出礦的入口。另外，采空區(qū)的封堵比較簡單，通過成型的阻燃板材，加之密骨架與阻燃膠布的結(jié)合，還需要一定長度的出礦口才能做到密封；最后，在進(jìn)風(fēng)巷道與回風(fēng)巷之間應(yīng)該設(shè)置正反風(fēng)門，來加強(qiáng)它們之間的聯(lián)系，從而使反風(fēng)得以實(shí)現(xiàn)[6]。另外，對(duì)于采礦點(diǎn)來說，可以使用出風(fēng)口的天窗進(jìn)行調(diào)風(fēng)，可以方便進(jìn)行固定風(fēng)量而且不會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成影響，借助局部通風(fēng)機(jī)與風(fēng)筒來提供風(fēng)量等。

3.1.2加強(qiáng)礦井的通風(fēng)檢測(cè)與管理制度

首先，進(jìn)行測(cè)風(fēng)站的設(shè)置，可以在礦井的主要進(jìn)、回風(fēng)道或者所有用風(fēng)巷道的位置上進(jìn)行，通過日常測(cè)風(fēng)，再加之對(duì)風(fēng)流的溫度氣壓等進(jìn)行測(cè)定，從而使礦井的總風(fēng)量、有效風(fēng)量與分布的風(fēng)量被有效地掌握；其次，還要加強(qiáng)對(duì)工作地點(diǎn)的環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)，對(duì)風(fēng)速、溫度、風(fēng)量、CO、礦塵等需要每天進(jìn)行檢測(cè)，而且對(duì)于進(jìn)回流中的變化也要進(jìn)行檢測(cè)，從而使工人的安全得到有效保障。另外，還要對(duì)通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓、電流、電壓等定期進(jìn)行測(cè)定，從而使通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)被積極掌握，并針對(duì)具體問題進(jìn)行及時(shí)的維護(hù)與調(diào)節(jié)；還要對(duì)礦井的通風(fēng)構(gòu)筑物定期進(jìn)行檢測(cè)，而且還要保證風(fēng)量的調(diào)節(jié)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)整工作的順利進(jìn)行；除此以外，可以使充足的通風(fēng)安全檢測(cè)儀表配備齊全，使相應(yīng)的維護(hù)、校正與使用等管理規(guī)范建立與完善起來，以此促進(jìn)正規(guī)通風(fēng)報(bào)表制度的形成；最后，還要將礦井通風(fēng)安全的檢測(cè)系統(tǒng)、井下避險(xiǎn)系統(tǒng)適當(dāng)建立起來，從而使礦井的安全得到有效保障。

3.2熱源的控制措施

首先，應(yīng)該實(shí)施巖壁隔熱，也就是隔熱材料在巖壁上的噴涂，從而使圍巖放熱盡量減少；其次，可以實(shí)施對(duì)熱水與管道熱的控制，借助超前疏放熱水的方式，從而可以通過隔熱管道向地表排放，還可以將通過隔熱蓋板的水溝向水倉方向流入，再有就是在回風(fēng)道內(nèi)布置高溫排水管；最后，對(duì)機(jī)械熱與爆破熱的控制，使機(jī)電硐室的通風(fēng)效果得到一定加強(qiáng)，從而使爆破時(shí)間與采礦時(shí)間相互錯(cuò)開

3.3加強(qiáng)對(duì)通風(fēng)專業(yè)人員的培訓(xùn)工作

由于當(dāng)前分配礦井風(fēng)量與冷量需要借助現(xiàn)代信息技術(shù)計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)，這就需要對(duì)實(shí)施通風(fēng)工作的人員進(jìn)行現(xiàn)代電子技術(shù)的培養(yǎng)，而且對(duì)于井下工作的經(jīng)驗(yàn)要求也比較高，能夠針對(duì)電子數(shù)據(jù)處理機(jī)進(jìn)行熟練地使用與掌握，并對(duì)各種數(shù)據(jù)積極進(jìn)行處理等[7]。作為通風(fēng)員來說，主要任務(wù)就是通風(fēng)、抽放瓦斯、調(diào)節(jié)空氣、局部通風(fēng)以及對(duì)自燃火災(zāi)危險(xiǎn)的監(jiān)視等，而及時(shí)觀察瓦斯有無涌出危險(xiǎn)、沖擊地壓情形的出現(xiàn)以及防火防爆現(xiàn)象的產(chǎn)生等則是局部通風(fēng)的間接任務(wù)，從而積極促進(jìn)通風(fēng)與降溫工作的進(jìn)行。

4　結(jié)論

綜上所述，對(duì)于煤礦深部開采中所出現(xiàn)的通風(fēng)與降溫方面的問題，相關(guān)學(xué)者已經(jīng)進(jìn)行了深入研究，通過對(duì)當(dāng)前通風(fēng)技術(shù)與降溫系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對(duì)熱源進(jìn)行研究，進(jìn)而提出解決通風(fēng)與降溫問題的合理舉措。因此，要想努力做好原礦深部資源開采工作，就需要采用科學(xué)的通風(fēng)技術(shù)與熱源處理技術(shù)，在遵循一定安全規(guī)程規(guī)定的基礎(chǔ)上，積極保證礦工的人身安全以及開采工作的質(zhì)量與效率，并加強(qiáng)專業(yè)人員的業(yè)務(wù)水平與技術(shù)水平，從而有效地在通風(fēng)與降溫問題處理中發(fā)揮有效作用，以此促進(jìn)原礦深部開采工作的順利進(jìn)行。

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P617[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-3-101-1