广西某矿开采中后期通风系统优化改造的实践

黄世顶++石乃敏

【摘 要】通过对某矿通风系统现状分析和通风参数的测定，确认该矿井下通风系统存在通风线路长、风流紊亂、漏风严重，导致深部风量偏小，通风效果差，气温偏高等问题；根据该矿的实际，提出了改善矿山通风状况的优化通风网络、加强通风技术管理等措施方案。通过实践，矿井通风达到了安全生产要求。

【关键词】矿井通风 优化改造 安全管理

广西某矿始建于1985年，设计生产能力为10万t/a，是一个集铅、锌、锑、银多金属矿床。目前采掘工作在10m标高以下，开采深度330m，该矿采用平硐、斜井与盲斜井联合开拓，用普通浅孔留矿法采矿，矿房长度一般为30～50m。目前该矿已进入中后期开采，随着采区的扩展、延深和采空区范围的扩大，巷道增加，设施增多，矿山地压增大，井下温度升高，巷道失修，井下工作点多，人员分散等因素的影响，造成矿井网络复杂，通风阻力增加，通风难度加大，管理困难。本文以广西某矿为例，分析了金属矿山中后期矿井通风系统安全运行中存在的主要问题，并提出相应技术和管理措施，对降低矿山成本、减少矿山安全事故发生、保障矿山生产可持续发展，具有现实意义。

1 原通风系统及存在的问题

1.1 原通风系统

在该矿原通风系统中，新鲜风流是从东面的250中段斜井口（3#斜井）、173-4#洞井口、慧荣井口（5#斜井）、180中段井口（6#斜井）以及365-2#洞进入井下，污风从北西面的拉丹回风斜井排出。拉丹回风斜井口安装有55千瓦的风机进行抽风，这样就形成分区进风集中回风的侧翼对角抽出式通风系统。

250中段经三级斜井现已经开采到220m水平；173-4#洞经三级斜井现已经开采到245m水平；180中段一级斜井底220m水平几条主巷，用来往慧荣井通新鲜风流以及回接底部30m水平污风，使污风排往拉丹主回风巷；慧荣井现已开采到10m水平，采场分布在10m水平与190m水平；365-2#洞现正在开采320m水平矿脉。

1.2 存在的问题

该矿经过30多年的开采，井下的通风回路变得长而复杂，风量分配不合理，180中段10m水平的采掘工作面风量不足，通风效果差。经过对原通风系统的调查分析，主要存在以下问题：

1.2.1 自然通风无法满足生产要求

在开采浅部矿体时，主要依靠自然通风，自然通风起到重要作用。但开采埋深较大的矿体时，自然通风并不能满足采矿生产的要求，井下无风作业或风量不足，粉尘和有害气体浓度超标，形成污风循环。该矿采用自然通风，原设计新鲜风流由3#、6#提升斜井口（标高分别为343.09m/350.75m）和5#人行天井井口（标高350.7m）经各级斜井进入各个中段的用风地点，污风经中段回风天井、上中段回风巷，再从回风斜井口（标高362.94m）排出地表。矿井自然风压仅为36Pa，实际上，在开采深部矿体时，自然通风无能为力。其主要原因是矿山经过30多年开采，通达地表的采空区和塌陷区与井下巷道沟通后，自然风压对通风系统的干扰严重，使井下通风条件恶化。

1.2.2 通风系统紊乱，漏风严重

矿山开采进入中后期后，开采深度增大，通风路线延长，作业点多，采空区多，废旧巷道多，很多巷道相继贯通，风流调节困难，通风系统紊乱。有些空区及巷道没有封闭或者是密闭不好，井下通风构筑物年久失修，都会消耗通风系统的风量，有些地方新鲜风流未经用风地点就从回风巷排出，造成漏风严重。经测定，该矿井有效风量率53.23%，低于85%的要求，外部漏风率为30.16%，高于15%的要求。

1.2.3 巷道布置不尽合理，通风线路长

从60m水平往下布置3条斜井，巷道布置不尽合理，造成通风线路过长，风量分配不科学，通风系统复杂。

1.2.4 井下温度高，湿度大

因矿井通风质量差，风量小，风压低，井下机器设备与设施排放热量增加，使井下温度大部分都超过安全生产规定的标准值以上，局部气温高达350C，井下相对湿度达90%，大大降低劳动生产率，严重伤害工人身体健康，难以保证井下安全生产。

1.2.5 风机能耗高，辅扇多，通风成本大

井下使用大量的局部通风机，通风用电量高，成本增加，同时也加大了通风安全管理人员的劳动强度，浪费了大量的人力物力。据统计，风机运转效率仅40%左右，比设计的风机效率降低一半以上，通风能耗约占矿井总能耗的50%，通风电费约占通风能耗的80%。

1.2.6 安全事故隐患增加

由于矿井风量小、风压低，导致井下作业环境恶劣，有的作业面基本无风，严重缺氧，更不能排尘，井下通风质量差，中毒窒息的安全隐患越来越大。该矿自建矿以来，矿井曾发生多起伤亡事故，主要发生在中后期开采时期，其主要原因是井下空气湿度大，空气质量差，作业环境恶劣，井下工人容易疲劳困乏。

2 井下通风系统技术改造措施

针对原通风系统存在的问题，对井下生产情况和采空区及废巷进行了详细的调查，原来的通风系统只有拉丹回风斜井来排出污风，250中段、173-4#洞、180中段以及365-2#洞的供风量均达到了生产的要求。只有慧荣井由于开采较深、风路较长、需风的地方多和漏风等因素，造成进风量难以满足生产要求，现采取以下技术改造措施：

2.1 降低风阻，缩短回风线路

采取措施降低沿途风路的风阻，优先采用刷大井巷断面、清除井巷内堆积物等技术措施。在120～160m水平之间新掘进60m长的回风天井和在250中段西面补掘进40m总回风巷，以缩短回风线路总长度。

2.2 优化通风网络

矿井进入中后期后，通风系统不再像前期那样简单，通风网络变为复杂，为降低风阻、封堵漏风、缩短回风线路，该矿加强通风管理，及时修复巷道，密闭风路沿途还未封闭的旧采场、废巷道，以减少漏风。在各中段回风联络巷、采场天井等适当地点，安装风门、调节风扇等通风设施。其主要措施有：（1）在180中段217m水平往北的两平巷中各增设一道风门，用来防止新鲜风流在217m水平直接回流至180中段的回风巷中；（2）在慧荣二级斜井井底车场（60m水平）增设两道风门，用来防止新鲜风流经30m水平斜井、30m水平旧采场和通风天井又回流至60m水平；（3）在慧荣井10m水平北面通30m水平的通风斜井底的巷道中增设一道风门，用来控制新鲜风流向10m北面采场供风；（4）对180中段220m水平302线与300线之间往北的旧巷道处进行封闭，以防止下面的190采场新鲜风直接回流220m的回风巷；（5）封闭60m水平东面联通30m水平的旧巷；（6）封闭与60m水平东面6#脉旧采空区；（7）封闭60m水平59#脉的旧采空区；（8）250中段回风巷的风门安装调节风窗，以控制风量；9）173-4#洞的风门要封闭好，以减少漏风。

2.3 优化局部通风，降低通风成本

局部通风是矿井通风系统的一个重要组成部分，局部通风系统设计与优化，必须符合“安全可靠、经济合理、技术规范”的原则，应因地制宜，充分利用现有设备，以便最经济地完成通风任务。该矿取消了各个工作面增压用的原局部通风机，在217m水平西回风巷增设22kW局部通风机一台，增加深部通风负压，减少局部风机用量，降低了通风成本。

2.4 加强通风技术管理

健全矿山通风安全计算机辅助设计和决策系统，使用计算机管理通风系统网络，对矿井漏风量、风压、风量、阻力、风机性能参数等现场监测与分析，并根据矿井生产过程中所能获得的最新情况，如用风地点、风流方向、通风设施位置等基本信息进行适时更新，及时掌握安全信息，科学预警矿山安全隐患，预防、控制、减少甚至避免事故的发生。

2.5 加强矿井通风日常管理

加强矿井通风机日常维护，认真检查每一个部位、每一个部件；做好经常性检查试验，发现问题及时汇报，及时处理，对每一次检查还应全面记录，按规定及时测定风机性能曲线，掌握风机性能状况；针对矿井通风状况，有计划地定期对通风系统及网路进行测定，包括矿井通风阻力、风压、风量等通风技术参数测定和风机性能参数、风筒参数的测定。

3 优化改造后的通风效果

通风系统经过优化改造后，井下通风状况得到了大大的改善，风流风量也得到了合理的分配。经过实测，矿井的有效风量率达到60%以上的要求，风机效率达到了70%以上，作业面温度降到28℃以下，入风区域和作业区域实现了稳定的入风。

新通风系统的总进风量达到32.02m3/s，其中250中段斜井口入风6.3m3/s，173-4#洞井口入风4.85m3/s，慧荣井口入风10.12 m3/s，180中段主斜井入风7.24 m3/s，365-2#洞井口入风3.55 m3/s。而进入到各个工作面、各需风硐室的总风量大约为21m3/s，拉丹风机总回风量29.0 m3/s，通风系统的有效风量率达到72.4%。现通风已经能够满足安全生产的要求。

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