煎茶岭镍矿基建期通风系统优化设计

2012-11-17冯金庆白朝选杨陆海

采矿技术 2012年2期

关键词：沟口风井斜井

林强，周旭，冯金庆，白朝选，杨陆海

（陕西煎茶岭镍业有限公司，陕西汉中市 724300）

煎茶岭镍矿基建期通风系统优化设计

林强，周旭，冯金庆，白朝选，杨陆海

（陕西煎茶岭镍业有限公司，陕西汉中市 724300）

矿山基建期通风问题，直接影响工程进度，同时在矿山安全建设方面起决定性作用。结合矿山实际情况，采取有效措施改进通风系统，改善了井下作业环境，保证基建工程风路畅通、作业面空气质量符合要求，促进建矿速度的提高，对确保矿山基建按期完成起着非常重要的作用。

基建期；通风系统；改造；优化

煎茶岭镍矿通风系统设计采用对角抽出式通风方式，主扇安装在28线回风井井口。新鲜风流由950m平硐、盲副井、辅助斜坡道进入井下各需风场所，污风经各中段回风巷、回风井，最终由28线主回风井排出地表。

为加快矿山建设步伐，缩短基建时间，煎茶岭镍矿基建工程建设采取多点多头同时施工，分别从地表开掘950m平硐、从煎茶岭金矿945坑口内907 m标高处开挖907辅助斜坡道、利用原沟口镍矿1070～905m斜井下延掘进890m副中段，及在28线地表1070m标高下掘主回风井。多头施工对加快基建进度，缩短基建时间，使矿山尽快达产达效，产生经济效益，有着积极而重要的作用。然而，随着基建工程的不断推进，井下供风不足＼风流紊乱等问题日渐突出，严重影响基建工程掘进效率。本文就采取措施改善通风质量＼优化矿井通风系统方面的实践经验予以阐述。

1 950m平硐及950车场、盲竖井、箕斗井掘进

1.1 通风问题

950m平硐是煎茶岭镍矿井下矿石运输至地表矿仓的主要运输道，也是掘进950m车场、盲竖井、箕斗井的前期工程。该平硐设计长1182m，平硐掘进采用压入式通风，风机安装在距平硐口15m的地表。新鲜风流由硐外风机送到掘进掌子面，污风依据“紊流形变”原理，逐步排至硐外地表。随着平硐掘进长度增加，污风排出速度越来越慢，巷道断面风速实测数据见表1。

表1数据显示，巷道长度超过500m后，污风从硐内向硐外扩散的速度急剧减慢，污风充斥绝大部分巷道。一方面若施工人员长时间处于污浊的空气中，不但身心疲惫，作业效率低，而且随时可能危及生命；另一方面，由于污风不能及时排出硐外，巷道内能见度降低，铲运设备不能自如运行，避让行人时，还存在一定的安全隐患。

表1 掘进期平硐断面风速测试结果

950m平硐尽头与950m车场相连，950m车场还有环形巷道790m，盲竖井、箕斗井都要从950车场开始下掘，两条井井深共900m。面对如此多的后续掘进工程，若不解决通风问题，盲竖井、箕斗井的掘进等矿山基建将非常缓慢。

1.2 解决办法

经过论证，将从煎茶岭镍矿坑口中央变电所、选矿厂尾砂仓、高位水池，向煎茶岭镍矿充填站分别架设3.2km高压电缆、尾砂输送管道、充填用水输送管道的地表线路的方案，修改为从950m平硐进入，经950m车场，再通过1100～950m措施斜井，最终将电缆、管道架设到镍矿充填站，修改后的线路总长2.43km。

1100～950m措施斜井全长686.5m，上口在充填站地表1100m标高，下口与950m车场连接，该工程于2011年1月与950m车场贯通，彻底解决了950m平硐通风不畅的问题，为后续的盲竖井、箕斗井施工创造了有利的通风条件。表2为1100～950m措施斜井和950m平硐联通前后检测的通风数据对比表，950平硐、1100～950m措施斜井的关系见图1。

表2 1100～950m措施斜井和950m平硐联通前后检测的通风数据

图1 950m平硐、1100m措施斜井的关联示意

2 907辅助斜坡道掘进

2.1 通风问题

907辅助斜坡道是从煎茶岭金矿945m主平硐907m标高向东开掘的将来用于通行无轨设备、运输材料的巷道，也具备880分段、860分段、840分段的开拓、采准功能。907斜坡道距离煎茶岭金矿945 m主平硐口368m，设计为907～880m段斜长1428m，880～830段斜长596m，属于独头掘进，掘进期采用压入式通风。考虑独头掘进较长，采取分段掘进，即先掘进907～880m段。掘进907斜坡道遇到的通风问题和950m平硐掘进类似，前100m掘进时，巷道进风量尚有8.2m3／s，随着掘进掌子面的推进，进风量急剧减少。即使采取分段掘进措施，巷道掘进通风问题也不能解决，势必要影响基建工程，使矿山建设不能按照既定目标实现。

2.2 采取的措施

研究金矿、原沟口通风系统巷道和907斜坡道的平面、空间关系，经对照和计算，制定了一套利用煎茶岭金矿920主回风巷，原沟口镍矿通风系统，排出907斜坡道掘进污风的办法，具体措施如下：

（1）在907斜坡道掘进至260m位置时，掘进一段20m长的回风联络道与金矿920主回风巷连接，解决420m长斜坡道的排污风问题；

（2）907斜坡道掘进至750m位置时，从斜坡道掘进回风小斜巷和890m东沿脉联通，利用原沟口镍矿通风系统把污风抽出地表；

（3）907斜坡道掘进至1120m位置时，上挑通风小井和890m东沿脉联通，再利用原沟口镍矿通风系统把污风抽出地表，907m斜坡道风流流向见图2。

图2 907斜坡道风向

通过通风措施工程的掘进，907斜坡道进、出风流畅通，检测巷道进风量达19.6m3／s，完全满足施工风量要求，促进了掘进速度的提高，初步估算，提高台班效率30%～40%。

3 890副中段掘进

3.1 通风问题

890副中段掘进，首先下延掘进原沟口镍矿995～905m斜井至890m标高，开始掘进890南3穿。主要利用原沟口镍矿905～1070m回风系统排出污风，掘进所需新鲜风量由地表进入1070m平硐→1070～995m斜井→995～905m斜井到达掌子面。南3穿掘进至设计位置后，开始沿东西方向掘进890m水平沿脉巷道。此时，890m东西沿脉都属于独头巷道掘进，因为原沟口镍矿回风井的最低标高在905m标高，890～905m高差15m，没有回风通道与905m水平回风井相连通，因此，无法形成进、出风回路。井下掘进污风不能及时排出，制约基建工程的顺利施工。

3.2 改进措施

经过梳理原沟口井下通风系统后，采取安装风门，隔断905m回风井和995～905m斜井连接段平巷；从890m南5穿新掘进一条通风短井与905 m通风井连通，使890m作业面的污风通畅地进入沟口镍矿的回风系统，充分地利用了原有通风系统，改善了作业环境，加快了基建进度。理顺后的890 m沿脉进、回风见图3。

图3 890m沿脉进、回风示意

4 830m标高以上风流紊乱及通风系统优化

4.1 风流紊乱表现

前期采取增加措施工程，改造通风回路等方法，解决了各个单项基建工程的掘进通风问题，促进了基建工程快速推进。许多基建工程结束，由于多处井巷已互相连通，井下通风串联、并联以及较复杂的角联情况并存，风流方向发生紊乱，污风不能及时被抽排进回风道。部分新鲜风直接被排出地表，作业掌子面新鲜风量不足，严重影响后期基建工程建设，同时，井下环境因污风不能及时排出，新鲜风无法顺利进入，变得较为恶劣，使得施工效率低下，作业安全风险较高。面对如此严峻局面，改造、优化通风系统势在必行。