安徽省廬江龍橋礦業(yè)通風系統(tǒng)現(xiàn)狀測評及改進方法*

林 敏

(安徽省廬江龍橋礦業(yè)有限公司)

龍橋礦業(yè)位于安徽省廬江縣城東南方向25 km處的龍橋村，生產(chǎn)規(guī)模300萬t/a，主要采礦方法有分段鑿巖階段空場嗣后充填法和房柱采礦嗣后充填法。隨著采掘深度和采場環(huán)境動態(tài)變化，因此需要對通風系統(tǒng)進行定期的現(xiàn)狀評價與優(yōu)化。通過對通風系統(tǒng)總風量及風量分配、通風系統(tǒng)有效風量率、機站風機效率、通風設(shè)施設(shè)置、井下空氣溫度、有毒有害氣體濃度等的系統(tǒng)檢測，了解和掌握龍橋鐵礦通風系統(tǒng)現(xiàn)狀，及時發(fā)現(xiàn)和解決井下通風系統(tǒng)存在問題，為礦井通風系統(tǒng)改造、優(yōu)化提供基礎(chǔ)資料[1-2]。

1 通風系統(tǒng)簡介

1.1 通風方式

龍橋鐵礦采用兩翼對角抽出式通風系統(tǒng)。進風井和副井進風，東風井和西風井回風。-370 m中段生產(chǎn)時，-370 m中段作為該中段進風水平，-320 m水平作為該中段回風水平。-420 m中段生產(chǎn)時，-420 m中段、-407.5 m分段作為該中段進風水平，-342.5 m水平作為該中段回風水平。-490 m中段生產(chǎn)時，-490 m中段、-472.5 m分段作為該中段進風水平，-395 m水平作為該中段回風水平。新鮮風流沿進風井和副井進入各回采中段采場，工作面污風沿各采場回風天井排至上中段回風水平，再沿東風井、西風井排至地表。

炸藥庫硐室通風。-420 m北區(qū)炸藥庫新風取自地表進風井，-420 m大巷作為炸藥庫進風通道，沖刷炸藥庫的風流沿-420～-320 m回風井進入西區(qū)回風系統(tǒng)。

主井溜破系統(tǒng)通風。污風經(jīng)-320 m水平聯(lián)巷回風風機(K40-4-№13風機，55 kW/臺)作用，沿溜破系統(tǒng)回風井(1#井)上至-320 m水平回風系統(tǒng)。

1.2 機站設(shè)置

龍橋礦業(yè)機站設(shè)置為主輔聯(lián)合方式，其中主回風機站設(shè)置有2臺DK系列風機，分別位于東風井口和西風井口回風道內(nèi)，風機采用交流變頻遠程控制。輔扇設(shè)置有4臺，分別位于-320 m水平1#井聯(lián)巷和11線回風井聯(lián)巷、-342.5 m水平上盤聯(lián)巷和-355 m水平8線風井聯(lián)巷。機站風機參數(shù)見表1。

表1 龍橋鐵礦風機分布及運行

2 通風系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

2.1 通風系統(tǒng)檢測內(nèi)容

通風系統(tǒng)總風量、各中段風量、有效風量率、機站風機效率、通風設(shè)施設(shè)置、井下空氣溫度、有毒有害氣體濃度等項目均為檢測內(nèi)容[3-5]。為了解和掌握龍橋鐵礦井下通風系統(tǒng)現(xiàn)狀，現(xiàn)對龍橋礦業(yè)通風系統(tǒng)展開檢測，檢測主要內(nèi)容：①全礦總風量；②回風機站風機運行工況；③-320～-490 m水平等各生產(chǎn)作業(yè)中段風量分配；④采區(qū)各風井進、回風量分配。

2.2 通風系統(tǒng)檢測方法

巷道風量的測量依托于巷道斷面風速和斷面面積測量。利用走線法測量斷面風速，梯形分割法測量斷面面積。風速測量和斷面面積測量用到的儀器分別為德國TESTO425精密型風速儀和德國HILTI PD42激光測距儀[6-7]。

本次檢測共計布置測點94個，其范圍包括-320、-332.5、-342.5、-355、-370、-382.5、-395、-407.5、-420、-490 m和一期、二期延伸溜破系統(tǒng)等生產(chǎn)作業(yè)水平，測點主要分布在開拓系統(tǒng)各井筒石門、主要生產(chǎn)中段的各作業(yè)分段石門，主斜坡道和采區(qū)斜坡道與作業(yè)分段聯(lián)巷，電梯井聯(lián)巷，采區(qū)進回風井聯(lián)巷。

2.3 通風系統(tǒng)檢測結(jié)果

2.3.1 風量檢測結(jié)果分析

表2為各中段風量測量結(jié)果，由表2可知：①礦井總風量318.30 m3/s，礦井總風量比二期設(shè)計礦井總需風量372.00 m3/s系統(tǒng)總風量少53.70 m3/s。②-332.5 m水平進風通道為主斜坡道，進風量為41.07 m3/s，進風量大;主斜坡道為井下無軌設(shè)備運輸主要通道，內(nèi)有運輸設(shè)備尾氣和余熱，風質(zhì)差，不宜作為進風通道。③-455～-550 m為溜破系統(tǒng)，上部溜破系統(tǒng)進風量25.07 m3/s、下部溜破系統(tǒng)進風量24.46 m3/s。④-420 m為主要回采中段，風量為68.91 m3/s，-370 m為少量回采中段，風量為42.28 m3/s。各中段需風量稍顯不足。

表2 通風系統(tǒng)各井筒風量分配 m3/s

2.3.2 機站風機性能檢測結(jié)果

由表3可知，地表東回風井口回風機站(安裝1臺DK-8- №27風機，運行1臺)回風量為112.69 m3/s；地表西回風井口回風機站(安裝1臺DK-10-№34風機，運行1臺)回風量205.60 m3/s。通風系統(tǒng)回風機站共運行2臺風機，風機裝機功率1 340 kW，實耗功率合計749.46 kW，系統(tǒng)風機平均效率73.79%。

表3 主回風機站風機檢測參數(shù)

3 改進措施及建議

(1)龍橋鐵礦通風系統(tǒng)總風量為318.30 m3/s，相比設(shè)計總風量少53.70 m3/s。建議上調(diào)2個主回風機站風機的運行頻率，提高礦井總風量，并根據(jù)生產(chǎn)采場實際布置情況對礦井總風量進行重新核算。

(2)礦山專用回風水平并未與回風井直接單一貫通，且東、西回風井(倒段回風井)同時與多中段貫通，易形成污風循環(huán)或新風短路。建議在設(shè)置專用回風水平時，優(yōu)化專用回風水平與回風井之間風路過風斷面及采區(qū)進回風井斷面，根據(jù)設(shè)計的回風量確定回風通道斷面與布置位置。

(3)礦山前期將采區(qū)進、回風井由之前的下盤間隔布置改為下盤進風，上盤回風的通風網(wǎng)絡(luò)，并準備設(shè)置專用回風水平。但部分上盤回風工程、通風構(gòu)筑物等未能及時跟進，導(dǎo)致井下的通風狀況較差。建議施工-342.5 m水平回風巷(10a線-8a線)和-342.5 m水平西區(qū)26a線、24a線、22a線、斜坡道聯(lián)巷、-370～-295 m風井聯(lián)巷風門等，確保采場內(nèi)貫穿風流洗刷工作面后，污風及時回至回風系統(tǒng)。

(4)礦山東、西兩翼風機型號不同，通風能力差異較大且井下設(shè)置了許多能力較大(55 kW/臺，37 kW/臺)的通風輔扇，造成了采區(qū)內(nèi)部污風循環(huán)。建議根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)布局及需風點分布情況對采區(qū)輔扇進行優(yōu)化選型，降低輔扇裝機功率計數(shù)量，降低通風系統(tǒng)總能耗并減少采區(qū)內(nèi)部污風循環(huán)，同時簡化通風系統(tǒng)輔扇管理工作[8]。

(5)礦山在-420～-490 m中段正在開拓存在較多通風困難的獨頭掘進巷道。建議龍橋鐵礦加強井下局部通風管理，局部通風機及風筒按照規(guī)范鋪設(shè)，炮煙排放時間合規(guī)，同時注意掘進小炮炮煙對其他生產(chǎn)區(qū)域的影響[9]。

(6)為了保障井下安全生產(chǎn)，建議龍橋鐵礦每年定期開展通風系統(tǒng)檢測及反風試驗[10]。

4 結(jié) 論

(1)龍橋鐵礦年生產(chǎn)規(guī)模為300萬t/a，采用兩翼對角抽出式通風系統(tǒng)，礦井總風量為318.30 m3/s，比設(shè)計通風量372.00 m3/s少53.70 m3/s，風機運行頻率選定及各中段風量分配有待優(yōu)化。

(2)礦山存在主斜坡道進風量偏大現(xiàn)象，進風量為41.07 m3/s。主斜坡道為井下無軌設(shè)備運輸主要通道，內(nèi)有運輸設(shè)備尾氣和余熱，風質(zhì)差，不宜作為主要進風通道。

(3)通風系統(tǒng)主回風機站共運行2臺風機，風機裝機功率1 340 kW，實耗功率合計749.46 kW，系統(tǒng)風機平均效率73.79%。

(4)對于存在通風困難的獨頭掘進巷道，建議加強井下局部通風管理，局部通風機及風筒按照規(guī)范鋪設(shè)，炮煙排放時間合規(guī)，同時注意掘進小炮產(chǎn)生的炮煙對其它生產(chǎn)區(qū)域的影響。