湖南宝山矿深部开采井下通风系统网络优化及应用

黄开群

(湖南宝山有色金属矿业有限责任公司,湖南郴州 423000)

湖南宝山矿深部开采井下通风系统网络优化及应用

黄开群

(湖南宝山有色金属矿业有限责任公司,湖南郴州 423000)

文章针对宝山矿井下通风外部漏风点多、漏风量大、内部风流短路、有效风量率低的问题,提出了相应的改进措施,改善了井下作业环境,取得了良好的通风效果。

通风系统;深部开采;网络优化;回风

采矿业是一门基础行业,为国民经济的发展提供各种原材料,在国民经济的发展中占有重要地位。采矿生产中产生的各种有毒有害气体和粉尘对矿内空气造成污染,影响作业人员的身体健康甚至危及作业人员的生命安全。井下开采矿山的通风系统为井下工作面供应新鲜的空气,排出污风,保证生产的正常进行及生产作业人员的身体健康和生命安全,是生产系统的重要组成部份。

湖南宝山矿业有限责任公司(以下简称宝山矿)随着深部开采的进行,其北部所排污风已经影响了牛郎冲及自身的正常生产,现有的通风系统已不能保证生产的正常进行,必须对现有的通风系统网络进行优化,同时从全局考虑西部的深部开采及中部铜矿体的回采通风,理顺通风系统的进、回风线路,同时一并考虑解决牛郎冲的井下通风,确保整个通风系统安全可靠和经济合理。

1 原通风系统存在的问题

1.1 外部漏风严重

由此次调查的情况看,宝山矿与牛郎冲在250、210、170、130中段有多处巷道相通。虽然宝山对这些巷道都进行了封闭,但其北部污风及牛郎冲排出的污风有部分还是进入其上部中段循环,造成了污风串联,不能及时排出。

1.2 存在较大短路风流

50中段北部斜井口185线安装的45 kW主扇与盲斜井之间的运输平巷未能采取有效的措施隔断风流,致使部分新鲜风流短路,导致该处严重漏风,存在一定的浪费现象,长远来看会导致北部50中段以下新鲜风量供应不足。

1.3 与牛郎冲正常作业冲突

根据湖南有色冶金劳动保护研究院对宝山矿的风质测定,宝山矿从50中段北部185线45 kW主扇所排的是经过稀释的污风,它不会影响牛郎冲正常的生产作业,也不会影响其矿工的身体健康。因此,牛郎冲就用它做为自己通风系统的进风。但是,宝山矿在50 m中段以下发现了两个富矿体,该矿体的铅锌含量极高,含硫量也极高。矿石在开采过程中,其中的部分成分经氧化溶解于水中后,挥发进入空气中,产生大量的有毒有害气体,人在该气体中不能长时间停留。含有该气体的风流经过桂阳铅锌银矿的井下时,造成了牛郎冲无法正常作业,生产陷于停顿。

1.4 局部回风系统不完善

随着国际国内有色金属市场价格的高涨,铜价的不断攀高,宝山矿暂时没有开采的170-365中段的单铜矿体,已经具备了很大的开采价值,宝山矿目前也有开采的打算。但是,现有的通风系统中,这几个中段的回风系统需要进行改造完善。

2 通风系统网络优化

2.1 通风系统网络优化方案确定

为了制定出符合宝山矿实际情况、在技术上可行、经济上合理的通风方案,通过对系统的现场调查了解,并考虑到矿山目前生产情况及远景规划,选出了两个通风方案进行技术和经济的比较,从中得出一个最佳方案作为宝山矿此次调整改造的依据。

2.1.1 第一通风方案

第一方案:472竖井口、330主平窿等多井口进风,西部622矿,北部、中部、牛郎冲两翼分区回风方案。

该方案新鲜风流分两路进入井下,一路由365中段充填平窿口和明竖井(472 m)进入,由竖井分风到各中段;另一路通过330平窿到排供斜井、西部盲斜井分风到各中段。50中段以下西、北部各中段是通过各自通-150中段的盲斜井下风,经沿脉、穿脉巷道进入工作面。

西部的主要作业中段为-30、-70、-110、-150、-190等五个中段,而622矿在宝山的西部上部,其主要作业中段为10、-30、-70等三个中段,根据西部和622矿的位置,同时为了充分利用现有井巷,把西部、622矿划分为一个分区通风。

北部的主要作业中段为-70、-110、-150、-190等四个中段,而牛郎冲在北部的上部,其主要作业中段为10、-30、-70等三个中段,同时中部铜矿体距离北部铅锌矿体较近,所以西部、中部、牛郎冲划分一个分区通风。该通风方案的通风线路如图1所示。

图1 宝山矿业公司井下通风系统第一方案立体图

2.1.2 第二通风方案

第二方案:西部、北部、中部、牛郎冲统一通风, 210东部斜井集中回风方案。

宝山矿深部的矿体主要分布在西、北部,西部延伸到-500 m,进入-500 m深部开拓的方案还没有实施。故西部开采的长远通风方案以后另行考虑。北部矿体延伸到-190 m,现已开拓到-150 m。因此,本次的通风方案主要是解决北部和牛郎冲的开采通风,其次是解决西部过渡时期的通风和中部开采的通风。从目前西部、北部、牛郎冲、中部进风风路和生产作业区域的位置及四个分区的相互关系,同时为了充分利用现有井巷工程,初步选用西部、北部、中部、牛郎冲不独立分区供风,东部斜井集中回风方案。该通风方案的通风线路如图2所示。

2.2 通风方案技术、经济比较

通过对以上两个方案技术经济比较(具体技术经济指标表省略),第一方案在技术上可行,安全上可靠,管理上简单,投资少,施工容易。同时符合宝山矿的实际情况,是切实可行经济合理的。

图2 宝山矿业公司井下通风系统第二方案立体图

3 通风系统网络优化效果

通过对优化后的通风系统测定,并将结果同优化前测得的数据进行比较、分析,可以知道主要的进风量、有效风量均有较大的增加,各风机的运转效率也得到较大提高,系统有效风量率及风机平均效率得到明显的改善,取得了良好的通风效果。通风系统主要风量分配情况列于表1。

4 结 语

宝山矿目前的开采深度为662 m,已进入了中深部开采,井下的通风系统特别复杂,主要作业区域为西部、北部和622矿及牛郎冲。通过调整和完善通风系统后,可以达到以下目的:

1.首先对初选的通风方案进行安全和经济及技术比较,可以直接反映通风方案的优劣。

2.对通风网络进行解算,通过对初选通风网络解算,反映通风系统运行的节能及效果。

3.对进入中深部开采的通风系统,采用辅扇与主扇配合的联合工作方式,即在主要作业中段或较分散的采区安装小功率的辅扇,能及时将污风送入主回风系统,然后通过井下主扇将污风排出地表。所以通过对设计的通风网络优化和辅、主扇联合工作,既节约能源又能达到良好的通风效果。

表1 通风系统主要风量分配情况优化前后比较

[1] 王德明.矿井通风与安全[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2007.

[2] 杨文杰,贺昶友.昭通市铅锌矿井下通风系统改造设计风量计算[J].云南冶金,2009,38(3):8-12.

[3] 袁梅芳.深勃开采通风主风机变频调速与网路匹配研究及节能技术的应用[J].湖南有色金属,2006,22(4):6-7.

[4] 韩贞健,黄德镛,罗常敏,等.银厂坡矿井下通风系统改造[J].中国矿山工程,2010,39(1):1-3.

[5] 何茂才.金属矿山矿井通风系统分析与设计[J].有色冶金设计与研究,2010,31(1):4-6.

Abstract:In this paper,some corresponding improvement measures were proposed for the problems of ventilation air leakage at the external,large amount of air leakage,internal air flow short circuit and the low effective air flow of Baoshan mine.It has improved the underground working environment and achieved good ventilation.

Key words:ventilation system;deep mining;network optimization;return air

Network Optimization and Application of Ventilation System in Baoshan Deep Mining

HUANG Kai-qun
(Hunan Baoshan Nonferrous Metal Mining Co.,Ltd,Chenzhou423000,China)

TD72

A

1003-5540(2011)04-0005-03

2011-06-11

黄开群(1976-),男,工程师,主要从事有色金属矿山采矿技术管理工作。