安徽省庐江龙桥矿业通风系统现状测评及改进方法*

林 敏

(安徽省庐江龙桥矿业有限公司)

龙桥矿业位于安徽省庐江县城东南方向25 km处的龙桥村，生产规模300万t/a，主要采矿方法有分段凿岩阶段空场嗣后充填法和房柱采矿嗣后充填法。随着采掘深度和采场环境动态变化，因此需要对通风系统进行定期的现状评价与优化。通过对通风系统总风量及风量分配、通风系统有效风量率、机站风机效率、通风设施设置、井下空气温度、有毒有害气体浓度等的系统检测，了解和掌握龙桥铁矿通风系统现状，及时发现和解决井下通风系统存在问题，为矿井通风系统改造、优化提供基础资料[1-2]。

1 通风系统简介

1.1 通风方式

龙桥铁矿采用两翼对角抽出式通风系统。进风井和副井进风，东风井和西风井回风。-370 m中段生产时，-370 m中段作为该中段进风水平，-320 m水平作为该中段回风水平。-420 m中段生产时，-420 m中段、-407.5 m分段作为该中段进风水平，-342.5 m水平作为该中段回风水平。-490 m中段生产时，-490 m中段、-472.5 m分段作为该中段进风水平，-395 m水平作为该中段回风水平。新鲜风流沿进风井和副井进入各回采中段采场，工作面污风沿各采场回风天井排至上中段回风水平，再沿东风井、西风井排至地表。

炸药库硐室通风。-420 m北区炸药库新风取自地表进风井，-420 m大巷作为炸药库进风通道，冲刷炸药库的风流沿-420～-320 m回风井进入西区回风系统。

主井溜破系统通风。污风经-320 m水平联巷回风风机(K40-4-№13风机，55 kW/台)作用，沿溜破系统回风井(1#井)上至-320 m水平回风系统。

1.2 机站设置

龙桥矿业机站设置为主辅联合方式，其中主回风机站设置有2台DK系列风机，分别位于东风井口和西风井口回风道内，风机采用交流变频远程控制。辅扇设置有4台，分别位于-320 m水平1#井联巷和11线回风井联巷、-342.5 m水平上盘联巷和-355 m水平8线风井联巷。机站风机参数见表1。

表1 龙桥铁矿风机分布及运行

2 通风系统现状分析

2.1 通风系统检测内容

通风系统总风量、各中段风量、有效风量率、机站风机效率、通风设施设置、井下空气温度、有毒有害气体浓度等项目均为检测内容[3-5]。为了解和掌握龙桥铁矿井下通风系统现状，现对龙桥矿业通风系统展开检测，检测主要内容：①全矿总风量；②回风机站风机运行工况；③-320～-490 m水平等各生产作业中段风量分配；④采区各风井进、回风量分配。

2.2 通风系统检测方法

巷道风量的测量依托于巷道断面风速和断面面积测量。利用走线法测量断面风速，梯形分割法测量断面面积。风速测量和断面面积测量用到的仪器分别为德国TESTO425精密型风速仪和德国HILTI PD42激光测距仪[6-7]。

本次检测共计布置测点94个，其范围包括-320、-332.5、-342.5、-355、-370、-382.5、-395、-407.5、-420、-490 m和一期、二期延伸溜破系统等生产作业水平，测点主要分布在开拓系统各井筒石门、主要生产中段的各作业分段石门，主斜坡道和采区斜坡道与作业分段联巷，电梯井联巷，采区进回风井联巷。

2.3 通风系统检测结果

2.3.1 风量检测结果分析

表2为各中段风量测量结果，由表2可知：①矿井总风量318.30 m3/s，矿井总风量比二期设计矿井总需风量372.00 m3/s系统总风量少53.70 m3/s。②-332.5 m水平进风通道为主斜坡道，进风量为41.07 m3/s，进风量大;主斜坡道为井下无轨设备运输主要通道，内有运输设备尾气和余热，风质差，不宜作为进风通道。③-455～-550 m为溜破系统，上部溜破系统进风量25.07 m3/s、下部溜破系统进风量24.46 m3/s。④-420 m为主要回采中段，风量为68.91 m3/s，-370 m为少量回采中段，风量为42.28 m3/s。各中段需风量稍显不足。

表2 通风系统各井筒风量分配 m3/s

2.3.2 机站风机性能检测结果

由表3可知，地表东回风井口回风机站(安装1台DK-8- №27风机，运行1台)回风量为112.69 m3/s；地表西回风井口回风机站(安装1台DK-10-№34风机，运行1台)回风量205.60 m3/s。通风系统回风机站共运行2台风机，风机装机功率1 340 kW，实耗功率合计749.46 kW，系统风机平均效率73.79%。

表3 主回风机站风机检测参数

3 改进措施及建议

(1)龙桥铁矿通风系统总风量为318.30 m3/s，相比设计总风量少53.70 m3/s。建议上调2个主回风机站风机的运行频率，提高矿井总风量，并根据生产采场实际布置情况对矿井总风量进行重新核算。

(2)矿山专用回风水平并未与回风井直接单一贯通，且东、西回风井(倒段回风井)同时与多中段贯通，易形成污风循环或新风短路。建议在设置专用回风水平时，优化专用回风水平与回风井之间风路过风断面及采区进回风井断面，根据设计的回风量确定回风通道断面与布置位置。

(3)矿山前期将采区进、回风井由之前的下盘间隔布置改为下盘进风，上盘回风的通风网络，并准备设置专用回风水平。但部分上盘回风工程、通风构筑物等未能及时跟进，导致井下的通风状况较差。建议施工-342.5 m水平回风巷(10a线-8a线)和-342.5 m水平西区26a线、24a线、22a线、斜坡道联巷、-370～-295 m风井联巷风门等，确保采场内贯穿风流洗刷工作面后，污风及时回至回风系统。

(4)矿山东、西两翼风机型号不同，通风能力差异较大且井下设置了许多能力较大(55 kW/台，37 kW/台)的通风辅扇，造成了采区内部污风循环。建议根据现场生产布局及需风点分布情况对采区辅扇进行优化选型，降低辅扇装机功率计数量，降低通风系统总能耗并减少采区内部污风循环，同时简化通风系统辅扇管理工作[8]。

(5)矿山在-420～-490 m中段正在开拓存在较多通风困难的独头掘进巷道。建议龙桥铁矿加强井下局部通风管理，局部通风机及风筒按照规范铺设，炮烟排放时间合规，同时注意掘进小炮炮烟对其他生产区域的影响[9]。

(6)为了保障井下安全生产，建议龙桥铁矿每年定期开展通风系统检测及反风试验[10]。

4 结 论

(1)龙桥铁矿年生产规模为300万t/a，采用两翼对角抽出式通风系统，矿井总风量为318.30 m3/s，比设计通风量372.00 m3/s少53.70 m3/s，风机运行频率选定及各中段风量分配有待优化。

(2)矿山存在主斜坡道进风量偏大现象，进风量为41.07 m3/s。主斜坡道为井下无轨设备运输主要通道，内有运输设备尾气和余热，风质差，不宜作为主要进风通道。

(3)通风系统主回风机站共运行2台风机，风机装机功率1 340 kW，实耗功率合计749.46 kW，系统风机平均效率73.79%。

(4)对于存在通风困难的独头掘进巷道，建议加强井下局部通风管理，局部通风机及风筒按照规范铺设，炮烟排放时间合规，同时注意掘进小炮产生的炮烟对其它生产区域的影响。