湖南有色矿井通风现状分析与对策研究

彭 涛,刘志辉

(湖南有色冶金劳动保护研究院,湖南长沙 410014)

湖南有色矿井通风现状分析与对策研究

彭 涛,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11个有色矿井通风系统效果的测定评价、矿井通风系统存在的问题进行了分析研究,提出了保证矿井通风系统运行可靠性的技术和管理对策。

矿井通风系统;测定;措施

湖南是有色金属之乡,大中型地下开采矿山较多,为了掌握湖南有色金属矿山通风现状,作者近两年组织相关通风技术人员对湖南的11个有色金属矿山进行了通风系统运行现状的测定与评价,测定评价方法和标准参照原冶金部和有色金属工业总公司1986年联合颁布的《冶金矿山矿井通风系统鉴定指标》,并根据实际情况由湖南省安监局多次组织专家进行了修改和完善。为了总结经验,搞好湖南有色金属矿山的通风管理工作,根据测定的实际情况,对湖南有色金属矿山通风现状进行综合分析,并提出提高矿井通风系统可靠性的技术措施。

1 矿井通风系统测定评价内容

矿井通风技术指标分析在矿井通风管理中是一项很重要的工作,只有对矿井通风系统的状况作出准确的测定评价,才能对系统的完善及调节作出正确决策。本方法综合考虑多项指标对矿井通风系统进行综合分析,其结论能够比较全面准确反映矿井通风系统的运行状况。

综合分析由下列五项基本指标和一项综合指标组成。

1.风量(风速)合格率η速:为风量或风速符合《金属非金属矿山安全规程》要求的需风点数和需风点总数的百分比。它反映需风点的风量或风速是否满足需要,以及风量的分配是否合理。

2.作业环境风质合格率η质:为井下作业场所的空气质量是否符合《金属非金属矿山安全规程》和《工作场所有害因素职业接触限值》要求的需风点数和需风点总数的百分比。它反映作业场所的风质情况。

3.有效风量率η有:为矿井通风系统中各需风点实测的有效风量和与主扇装置风量的百分比。它反映主扇装置风量供利用的程度。

4.主扇装置效率η扇:为主扇装置输出功率与输入功率的百分比,它反映主扇装置的工况、性能和矿井通风网路的匹配是否得当。

5.风量供需比β:为各需风点的有效风量之和与按规程设计或计算的同时工作需风点的风量之和的比值,它反映风量的供需关系。

6.综合指标C:是以上五项基本指标的综合反映,能直观地衡量矿井通风系统总的技术经济和运行状况,计算公式为:

其中β′为风量供需指数(%),当1≤β≤1.2时β′= 100%;β＞1.2时β′=95%;β＜1时β′=β×100%。

根据上述测定指标的计算结果,将测定结论分为不合格、临界和合格三个等级,具体情况列于表1。

表1 矿井通风系统鉴定指标等级

综合鉴定说明:在上述测量鉴定指标中,带“＊”的风量(风速)合格率、作业环境风质合格率、综合指标三项为否决项,矿井通风系统测定总结论以这三项中等级最低的为最终结论。测定结论分为不合格、临界和合格三种,测定结论为不合格的必须立即整改;测定结论为临界的,表示矿井通风系统尚可使用,但生产单位必须密切关注,加强管理和监测;测定结论为合格的,表示矿井通风系统可继续使用。

2 矿井通风现状

测定的11个有色金属矿山中,有6个处于合格等级,4个处于临界等级,1个属于不合格等级,处于临界和不合格等级的矿山企业正在根据要求对现有通风系统进行调整改造。通风技术鉴定指标统计列于表2。

表2 通风技术鉴定指标统计

从表2可知,衡量作业环境舒适度的风速合格率和风质合格率指标都偏低,说明了井下安全生产和职工的身心健康没有得到很好的保证。其次是主扇装置效率偏低,说明能耗高,主扇与通风网路不匹配。

3 存在的主要问题

在本次通风系统测定评价工作中,不但对现有通风系统的运行指标进行了测定和定量分析,同时在通风管理方面也进行了全面的调查,经综合分析,认为存在以下主要问题。

1.矿井通风系统调整改造不及时。由于近年来矿山生产规模不断扩大,生产中段不断下延,而保障安全生产的通风系统没有根据生产情况变化进行及时的调整改造。

2.井下风流的可控性差,风量不易调节。矿井进风一般均利用提升井和运输巷,新鲜风流集中于主要运输水平。而在运输井巷内很难设置调节或控制风流的通风设施,所以风流在到达需风段前,通过进风段的运输井巷和众多的天井、溜井、电梯井、设备井、斜坡道等完全是自然分配。其中一部分风量直接短路进入回风段,即为内部漏风;而另一部分风量进入需风段,但多数需风点供风不足,作业环境较差,且不能按生产变化及时进行风量调节。

3.通风技术人员奇缺,通风网路维护和管理不到位。由于矿山管理机构的调整以及技术人员的流失,直接导致通风管理和维护工作不能跟上。在所调查的11个矿山中,设置有专职通风防尘部门的只有一个单位,其余都是兼职。

4.主扇的工况效率低,与通风网路的匹配性差。过去矿井通风系统设计时,是按井巷最大阻力路线计算的风压来选取主扇的高效工况区,并采用风窗增阻的调节方法。但实际上金属矿山井下设置调节风窗的不多,且管理不善,加上地表塌陷区和采空区漏风以及井下内部漏风,所以生产矿山实际的矿井总风阻较设计值小得多,这就必然降低主扇的实际运行效率。而且大部分矿山在进行通风系统局部调整时并没有对系统的网路做整体优化设计,影响了整个系统的风流平衡。很多矿山的主扇风机使用时间超过10 a以上,甚至还有18～20 a前安装的主扇仍在使用,主轴和叶片磨损严重是某些矿山主扇工况效率低的重要原因。

5.有的矿山井下采用柴油车运输矿石,严重地污染了井下的新鲜风流。是矿山有毒有害气体超标的重要原因之一。

4 提高通风系统可靠性的技术和管理措施

矿井通风是保障矿井安全生产的最主要技术手段之一,是安全工作的基础,如何发挥矿井通风的效能来有效地保障安全生产,应该从以下几个方面进行考虑:

1.要有足够的通风能力,保证有效地通风。矿井应该有足够的通风能力,满足各个用风地点的风量要求,而且应该有一定的富余能力。这就要求矿井的通风阻力尽量要小些。经常检查矿井供风量的大小、漏风量大小,使矿井的有效风量率和外部漏风率均在通风质量标准规定的范围内。要求矿井定期进行通风运行指标的测定,建立测风制度,根据测风结果采取相应的措施,并进行风量的调节。

2.要有稳定的矿井通风网络结构,保证风流稳定。随着生产的发展,地质因素或开采技术条件的变化,及时对通风网络做相应的改进和完善,使巷道掘进、回采、出矿、放矿和运输等主要作业区的污风不串联,并应尽量采用贯穿风流通风,防止漏风,保证风流的相对稳定。尤其是对进入中后期开采的矿山,作业中段和作业面多、范围广,尽量考虑分区通风,避免互相影响。

3.要有可靠的通风安全设施和装备。通风安全设施的装备和设置,应该以保证正常通风时期控制风流和有一定的抗灾救灾能力为原则,包括以下几个方面:(1)根据矿井通风网络的布置与结构合理布置通风设施和通风构筑物。为了保证风流按照拟定的路线流动,必须在巷道中设置相应的通风构筑物以用于引导风流、截断风流或控制风流。通风构筑物的设置要求尽量做到数量少、位置正确和保证规格质量,以便正确控制风流、减少漏风和风流短路,保证通风的稳定性,正确发挥其控制风流的作用。如风门的结构应该采用闭锁风门,设置的位置应该避开有漏风的区域(如采空区和密闭区)和车辆与人员频繁通过的地点;(2)矿井有完善的反风设施。这些设施必须在主要通风机安装时同时建成。主要通风机的反风装置、反风门和局部反风系统中的常开、常闭风门等设施必须是完整无缺、动作灵活可靠; (3)有完善的通风检查制度和风流监测手段。通过检查和监测可以正确无误地掌握井下各工作地点的风量分配和风流中有害气体的浓度。要配备一定数量的矿井通风测定的仪器、仪表。除按《金属非金属地下矿山通风技术规范》(AQ2013—2008)要求定期测定通风系统指标外,在井下中段贯通或其它对矿井通风有重大影响的工程时,应组织测定通风系统指标,及时调整通风系统,做到早期预测预报,使一些隐患消灭在萌芽的状态中。

4.合理进行生产布局,认真组织均衡生产,严格执行回采顺序,提高采掘强度,为矿井通风创造良好的条件。

5.要配备和培训2名以上专职的矿井通风防尘技术人员。要组织对通风工和相关班组长进行矿井通风防尘的安全知识培训。

6.充分利用矿井通风调控技术,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,又不影响生产。

7.随着矿山生产向深部和广度发展,3 a应做一次矿井通风设计或矿井通风能力验算,及时调整风机叶片角度,更新和增加风机,增加永久性的通风设施(风井、风墙、风门、风桥和密闭),并拆除或密闭一些临时通风设施,使井下通风网络合理匹配。

8.在矿山进一步技术改造过程中,尽量减少井下使用柴油车运输量,有条件的井下应停止使用柴油车运输。达到减少和控制柴油车排放有毒有害气体而污染新鲜风流的目的。

5 结束语

由于近年来地下矿山中毒窒息事故多发,国家对地下矿井通风越来越重视,从2007年开始一直把机械通风治理作为安全专项治理工作之一,已取得了较满意的成绩。并于2008年正式颁布了《金属非金属地下矿山通风技术规范》(AQ2013—2008),该规范包括通风系统、局部通风、通风系统检测、通风管理、通风系统鉴定指标五个子标准,对每项工作和指标都做了明确的定性定量规定,要求越来越严格,这是国家第一次正式以强制性标准形式专门对地下矿山通风系统进行规范,也是广大通风工作者和执法部门开展工作的有利依据,希望矿山企业和通风工作者以此为契机,做好通风工作,切实保障职工的身心健康,坚决杜绝中毒窒息事故的发生。

[1] GB16423-2006,金属非金属地下矿山安全规程[S].

[2] 王英敏.矿井通风与防尘[M].北京:冶金工业出版社,1993.

Existing Condition Analysis and Strategy Research of Nonferrous Metals Mine Ventilation in Hunan

PENGTao,LIU Zhi-hui

(Hunan Research Institute of Nonferrous Metal L abour Protection,Changsha410014,China)

The paper determines and evaluates the effect of the eleven nonferrous metals mine ventilation system in Hunan.Through the analysis of the existing problems of it,it brings forward technical countermeasure which could ensure the function reliability of the ventilation system.

mine ventilation system;determine;countermeasure

TD724

A

1003-5540(2010)04-0015-03

彭 涛(1970-),男,高级工程师,主要从事矿井通风防尘技术工作。

2010-03-20