630坑口矿井反风试验及技术分析

潘灿军，刘志辉，黄叁军

（1.湖南新龙矿业有限责任公司，湖南 邵阳 422900；2.湖南有色冶金劳动保护研究院有限责任公司，湖南 长沙 410014）

近几年金属非金属地下矿山由于各种原因引发的火灾经常发生，造成了人员伤害的事故。湖南新龙矿业有限责任公司为保证安全生产，根据《金属非金属矿山安全规程》GB 16423－2006第6.4.3.3中生产矿井通风反风试验的规定及要求，更好地检验出反风试验的效果，提高630坑口抗击火灾事故的能力，公司利用井下设备检修时间进行了630坑口矿井通风系统的反风试验。

1 矿井通风系统的现状

1.1 矿井通风系统现状简介

湖南新龙矿业有限责任公司630坑口建立了机械通风系统，630坑口矿井通风系统为中央进风两翼回风通风系统［1］。新鲜风从地表经630中段平窿、1＃主斜井、1＃副井和猴车井进入矿井各中段，经各中段平巷进入采场。270中段以上的污风经上中段回风平巷到东、西主回风井。270中段以下的新鲜风从地表到1＃主井和猴车井进入到270中段平巷，经4＃副斜井进入270中段以下各中段平巷。污风经东部回风井被270中段的东翼接力风机抽到东主回风井。

东、西主回风井的污风被东、西主风机抽至670中段。经670中段至800中段的回风井，最后从800中段平窿排出地表。

1.2 630坑口矿井通风系统示意图

630坑口矿井通风系统示意图如图1所示。

图1 630坑口矿井通风系统示意图

1.3 630坑口矿井通风系统主扇风机及安装地点

630坑口矿井通风系统主扇风机及具体安装地点见表1。

表1 主扇风机及安装地点

2 反风试验前期技术工作

为保障630坑口反风试验按照《金属非金属矿山安全规程》GB 16423－2006第6.4.3.3条规定顺利进行，在通风系统反风试验的前一天即2021年2月3日对三台反风试验的主扇风机和接力风机逐一进行了前期技术工作。

2.1 反风试验前期技术工作的内容［2，3］

1.检查主扇风机反转的设备运行情况。主扇风机主要由电控柜、电机和风机（叶片）三部分组成，正常情况下，每年正转的时间在300多d，反转的时间只在反风试验时的1～2 h，在采用电机反转实现反风试验时，主扇风机的电控柜、电机和风机（叶片）都有可能出现故障。

2.完成主扇风机在10 min内反转（反风）的条件和措施。

3.选择主扇测风量（风速）的地点。

4.确定反风试验的组织和试验步骤。

2.2 东翼主扇前期技术工作

东翼主扇K45－4－NO14为矿用轴流风机，安装了反转电控装置。东翼主扇反风试验的前期技术工作见表2。

表2 东翼主扇反风试验前期技术工作

2.3 西翼主扇前期技术工作

西翼主扇K45－4－NO14为矿用轴流风机，安装了反转电控装置。西翼主扇反风试验的前期技术工作见表3。

表3 西翼主扇反风试验前期技术工作

2.4 东翼接力风机前期技术工作

东翼接力风机（270中段）K45－4－NO14为矿用轴流风机，安装了反转电控装置。东翼接力风机反风试验的前期技术工作见表4。

表4 东翼接力风机反风试验前期技术工作

2.5 反风试验前期技术工作结论

2.5.1 矿井自然风压严重影响反风试验

从表2、表3和表4中可知，在风机停机后，风机叶片仍然正转。因此630坑口冬季的自然风压使风机叶片正转，阻碍风机反转、特别严重影响风机反转启动。

2.5.2 风机反转的必要条件

在采用风机电机和叶片反向转动实现的反风运转中，如果风机叶片正转未停止时，马上启动反向转动，可能造成电控设备或电机烧坏事故，严重的造成风机叶片或轴损坏事故。也就是风机在正向运转转换到反向运转时，叶片必须经过从正转到静止到反转的过程，矿井风机反向启动时必须在风机叶片静止后。也就是说风机叶片静止是风机反转运转的必要条件［4，5］，是矿井反风试验和矿井反风操作的重要条件。

2.5.3 打开风门是使风机叶片正转减速的措施之一

打开风门后将自然风压造成的风流被分流。可以使风机叶片转动减速。

2.5.4 风机锁风装置

在风机进风口安装风机锁风装置能使风机叶片转动静止，再安全启动风机反转。

2.5.5 电机三相易相可作为实现风机反转的备用方案

从表3中可知，按反转按钮反转启动失败，但电机三相易相实现了电机和风机叶片反转。

3 反风试验研究

630坑口矿井通风系统反风试验在2021年2月4日实施，在反风试验期间除排水工作人员和试验人员外，其余人员都撤出了井下。

3.1 反风试验的要求

《金属非金属矿山安全规程》GB 16423－2006第6.4.3.3中的规定：主扇应有使矿井风流在10 min内反向的措施。当利用轴流式风机反转反风时，其反风量应达到正常运转时风量的60%以上。每年至少进行一次反风试验，并测定主要风路反风后的风量。采用多级机站通风系统的矿山，主通风系统的每一台通风机都应满足反风要求，以保证整个系统可以反风。主扇或通风系统反风，应按照事故应急预案执行。

二是永久、临时。包括树和枝两个方面。即树有永久、临时之分，枝也有永久、临时之分，区别对待。永久树、永久枝，长远考虑、全面培养；临时树、临时枝，及早拿产、角度拉大 （拉至110°），临时树哪个枝影响到永久树就去掉哪个枝，一切为永久树让路，逐渐缩扁，直至挖掉。

3.2 630坑口反风试验内容

1.正转情况下主要回风巷的风速测定、风量计算。

2.各风机正转停机到风机反转所需时间。

3.反风运转情况观察。

4.反风情况下主要风路的风速测定、风量计算。

3.3 反风试验操作步骤

630坑口反风试验在2021年2月4日上午9∶00～12∶00实施。

反风试验操作步骤见表5。

表5 反风试验操作步骤

3.4 反风试验结果

1.主扇反转运行情况及反转操作时间见表6。

表6 主扇反转运行情况及反转操作时间 min

2.主扇回风道风量及反风风量见表7，其中：

表7 主扇回风巷风量及反风风量

3.主要风路反风风量见表8，其中：

表8 主要风路反风风量

3.5 反风试验结论

1.630坑口在2021年2月4日的反风试验是成功的。

2.630坑口3台主扇在10 min内实现了反转反风（见表6）；三台主扇在反转反风时其反风风量均超过正常运行风量的60%以上（见表7）。反风试验结果符合《金属非金属矿山安全规程》GB 16423－2006中6.4.3.3条的要求。

3.本次反风试验的步骤是630坑口矿井通风系统反风操作规程的依据。同时也是630坑口井下防火灾应急预案的依据。

4 结 语

1.由于矿井通风系统的反风试验是全公司动员的工作，所以矿井反风试验的前期技术工作非常重要，将矿井通风系统反风试验可能出现的问题提前暴露，保障了此次反风试验的顺利进行。

2.矿井自然风压使风机叶片正转，严重影响了风机反转启动。

3.运用锁风装置成功锁风，使风机叶片静止，再安全有效地反转启动。此装置能使风机在10 min内实现反转。