香花岭锡矿新风工区通风系统改造

刘志辉

(湖南有色冶金劳动保护研究院,湖南长沙 410014)

香花岭锡矿新风工区通风系统改造

刘志辉

(湖南有色冶金劳动保护研究院,湖南长沙 410014)

文章对湖南香花岭锡矿新风工区矿井通风系统改造前后的通风系统指标和效果进行了比较。结果表明:改造后的两翼对角接力式通风系统适合香花岭矿新风工区,改善了新风工区的井下作业环境。

矿井通风系统;接力式通风;变频技术

湖南香花岭锡矿新风工区改造前的矿井通风系统为两翼对角井下抽出式,解决了272中段以上的通风。但从2005年开始作业工作面大部分集中在深部272中段以下,而272中段以下的平巷和作业面处于基本无风和微风状况,井下污风排不出。因此改造前的香花岭锡矿新风工区的矿井通风系统不能满足其矿井深部272中段以下开采年生产能力100 kt的通风需求。2008年经湖南有色冶金劳动保护研究院设计研究,由香花岭锡业有限责任公司施工,于2009年上半年完工的香花岭锡矿新风工区的中央进风两翼对角接力式通风系统,改善了新风工区272中段以下的通风状。

1 改造前的新风工区的两翼对角井下抽出式矿井通风系统

改造前的新风工区的矿井通风系统为两翼对角井下抽出式。

1.1 西翼主扇通风系统

两翼主扇担负23线以西各中段矿体的开采回风,主扇型号为70B2—11NO18#轴流式风机,主扇功率为75 kW,主扇叶片安装角40°,风量15～50 m3/s,风压500～1 400 Pa,安装在矿井西翼17～19勘探线井下484中段回风巷道。由西翼主扇将污风从484至地表斜井直接排出地表。

1.2 东翼主扇通风系统

东翼主扇担负矿23勘探线以东325中段以下矿体的开采回风,主扇型号FS130-45.5(A)型轴流式风机,电机功率为45 kW。主扇安装在矿井东翼51勘探线井下325中段的回风巷道。主扇将污风排至中段回风斜井,汇入东翼484中段主回风巷道经484平硐排出地表。

1.3 改造前矿井通风系统参数和指标

矿井通风状况经湖南有色冶金劳动保护研究院于2007年9月测定,结果如下:

1.新风工区矿井总进风量为25.50 m3/s。其中:537平硐地表进风为12.50 m3/s;624斜井地表进风为13 m3/s。

2.矿井总回风量(回至地表)为37.58 m3/s。其中,东部:484平硐(回风平硐)为4.62 m3/s;484放水巷道为0.44 m3/s。西部:484回风斜井为29 m3/s。中部:590平硐(设计为进风井)为3.52 m3/s。

改造前新风区矿井通风系统指标及等级列于表1。

表1 改造前2007年新风区矿井通风系统指标及等级

1.4 改造前新风区矿井通风系统存在的问题

改造前新风区矿井通风系统存在以下问题:

1.新风工区主要开采和开拓作业区域在227中段以下。而改造前的通风系统不能使新鲜风流有效地到达227中段、182中段、137中段。182中段和137中段基本处于无风状态。

2.227中段、182中段、137中段的作业面的通风和排烟靠辅扇和局扇。排出的污风有很大部分不能排出矿井,而又混入到“新鲜风流”中造成污风窜联。因此这几个中段的空气质量极差,工人劳动环境恶劣。

3.主扇型号为70B2—11NO18#轴流式风机和FS130-45.5(A)型轴流式风机,均为老产品,使用年份已长,腐蚀和磨损严重,效率低下

4.改造前的新风工区矿井通风系统各项指标都处于危险和临界状态,227中段以下的各中段作业场所空气质量差,影响工人的劳动效率,更严重影响工人的身体健康。

2 新风工区矿井通风系统改造方案选择

2.1 矿井通风系统改造方案

参照《金属非金属地下矿山通风安全技术规范》、《冶金矿山地下开采安全规程》等有关规定,根据香花岭锡业有限责任公司新风工区2009年度生产计划和矿井通风风量的要求,结合新风矿实际情况,选择了两个矿井通风系统方案。

方案一为两翼对角抽出式通风系统:在西翼484中段、东翼431中段安装主扇大风机。

方案二为两翼对角接力式通风系统:在西翼484中段安装主扇风机并在西翼272中段安装接力风机,在东翼431中段安装主扇风机并在325中段和272中段安装接力风机。

2.2 矿井通风系统改造方案比较

新风工区矿井通风系统改造方案比较列于表2。

2.3 矿井通风系统改造方案确定

通过表2的方案比较,由于方案二投资少、装机容量低、安装难度小、通风系统管理简单以及通风效果好等优点,因此确定了方案二即两翼对角接力式通风系统为新风工区通风系统的改造方案。

3 新风工区矿井通风系统改造内容

3.1 风机的更换和新增

更换和新增风机配置情况列于表3。

表2 新风工区矿井通风系统改造方案比较表

表3 风机配置表

3.2 风机的节能和控制

风机的节能和控制设备具体情况列于表4。

表4 风机控制设备表

3.3 新增通风工程

新增通风工程情况列于表5。

表5 新增通风工程表

4 改造后的新风工区的矿井通风系统

经过湖南有色冶金劳动保护研究院详细设计和香花岭锡业有限责任公司的精心施工,改造后新风工区通风系统于2009年3月完成,改造后的通风系统为中央进风两翼对角接力抽出式通风系统。

4.1 进风部分

1.新鲜风从590平窿进入矿井,经竖井到272中段。

2.新鲜风从537平窿进入矿井,经竖井到272中段。

3.新鲜风从623斜井进入矿井到272中段。

4.新鲜风流从四号斜井、五号斜井到272中段以下各中段。

4.2 回风部分

西翼回风部分:

1.西翼主风机为 K40-4-NO12,37 kW风机将西部污风抽出地表,位置在484中段平窿口附近。风机安装了定时控制系统。

2.西翼接力风机为 K40-4-NO12,37 kW风机。将西部227中段以下的污风抽上来,位置在西部272中段主回风斜井旁。风机安装了定时控制系统。

东翼回风部分:

1.东翼主风机在431中段回风平巷安装了 K40 -8-NO19,55 kW风机,将西部污风抽出地表。风机安装了定时控制系统。

2.东翼分区接力风机安装在325中段东部705号天井旁的平巷,型号为 K40-4-NO12,37 kW风机。将272中段以下,705号天井、805天井的污风抽至325中段东部回风平巷内。风机安装了定时控制系统。

3.东翼接力风机安装在272中段东部通风平巷,型号为 K45-4-NO13,90 kW风机,位置在272N沿脉53号勘探线到55号勘探线之间。将西部272中段以下F1主脉采矿、掘进的污风抽至东部主回风井。风机安装了变频控制系统。

4.3 矿井通风系统参数和指标

改造后矿井通风状况经湖南有色冶金劳动保护研究院于2009年5月测定,结果如下:

1.新风工区矿井总进风量为64.22 m3/s。总进风量增加152%。其中:590平窿地表进风为9.01 m3/s;537平窿地表进风为9.87 m3/s;537暗河进风为14.25 m3/s;537空区进风为14.34 m3/s;623斜井地表进风为16.75 m3/s。

2.矿井总回风量为65.12 m3/s。总回风量增加73%。其中,东部:431回风平巷为41.89 m3/s;西部:484回风巷为23.23 m3/s。新风区矿井通风系统指标、等级及提高比例列于表6。

表6 新风工区2009年矿井通风系统指标、等级及提高比例

4.4 改造后新风区矿井通风系统的效果

新风工区改造后的矿井现有通风系统比以前的通风系统效果有大的改善和提高,主要体现在以下几方面:

1.新鲜风流到达需风的作业中段227中段、182中段和137中段,改善了这三个中段工作环境。

2.污风被抽到回风道排出地表,无污风窜联。

3.改造后的通风系统的风机安装了变频器或定时自藕器。利用变频技术可调整井下通风网络结构;利用定时自藕器可根据井下作业时间自动开关风机,不仅达到节能目的,而且减少通风工开关风机的劳动强度。

4.改造后的新风工区矿井通风系统各项指标都达到安全状态,227中段以下的各中段作业场所空气质量好,提高了工人的劳动效率。

4.5 改造后新风工区通风系统立体图

改造后新风工区通风系统立体图如图1所示。

图1 改造后新风工区通风系统立体示意图

5 结 语

1.随着老矿山Ⅰ期、Ⅱ期开采结束,矿山向深部Ⅲ期、Ⅳ期开采、开拓延伸,矿井通风系统的改造也势在必行。由于接力式通风系统的设计和应用使矿井通风形成小负压,从而达到通风系统的漏风小、密闭工程量少、有效风量率高的效果,所以接力式通风系统是老矿山的矿井通风系统改造的较好方案。

2.接力式通风系统使用变频和定时技术进行调控风机是必要的。利用井下三班作业差异大以及节假日井下停限产的工作特点,调节主扇工况及开机时间,既节约能源,又减少开关风机的繁琐。

3.湖南有色冶金劳动保护研究院和湖南香花岭锡矿联合对湖南香花岭锡矿新风工区的通风系统改造是成功的,达到预期效果。

[1] 吴超.矿井通风与空气调节[M].长沙:中南大学出版社, 2008.

[2] 王德明.矿井通风安全理论与技术[M].北京:中国矿业大学出版社,1999.

[3] AQ2013-2008,金属非金属地下矿山通风安全技术规范[S].

[4] 王英敏.矿井通风与防尘[M].北京:冶金工业出版社,1993.

The Ventilation System Rebuilding of Xinfeng Work Area in Xianghualing Tin Mine Corporation

LIU Zhi-hui
(Hunan Research Institute of Nonferrous Metal L abour Protection,Changsha410014,China)

This paper compares the index and effect of Xinfeng work area ventilation system before and after reconstruction,and draws the conclusion that two-vane-cross relay pattern ventilation system adapts to the Xinfeng work area and improves the work condition in the mine.

mine ventilation system;relay pattern;frequency conversion technology

TD441

A

1003-5540(2010)02-0006-04

刘志辉(1964-),男,工程师,主要从事有色金属矿山安全及通风工程研究工作。

2010-01-12