宝山矿竖井雾害控制技术研究

龙九生

（湖南宝山有色金属矿业有限责任公司，湖南 郴州 424402）

宝山矿竖井雾害控制技术研究

龙九生

（湖南宝山有色金属矿业有限责任公司，湖南 郴州 424402）

宝山矿采用竖井、平硐联合开拓，春冬季节两处的温差较大，导致下部风流同上部风流在竖井中相遇，产生大量水雾，易导致井口电力提升设施出现短路等问题，存在较大的安全隐患。通过多年的现场摸索及实践，研制出红外线与超声波双重控制的自动风门，在保证平硐人行运输的条件下，控制新鲜风流的进入，从而实现对竖井雾害的控制。现场结果表明，该技术良好地控制了竖井中的水雾，提高了竖井提升运输的安全系数。

竖井平硐联合开拓；雾害；红外线与超声波双重控制；自动风门

采矿工业是国民经济的基础工业，随着我国人口增长和经济的快速发展，矿产资源消耗量急速增大，但矿产探明储量增幅减缓，矿山企业面临资源枯竭的压力增大。对以往采富弃贫所留下的残矿资源再次开采利用，对缓解矿山资源枯竭压力具有重要意义，但对残矿资源的开发会对矿体周边岩体造成二次扰动，其开采安全性大大降低，针对于此必须对残矿开采岩体的稳定性进行监测研究，确保残矿回采安全。

湖南宝山有色金属矿业有限责任公司（以下简称宝山矿），春冬季节在竖井内易产生大量的水雾，极易导致竖井内提升运输的电器装置短路，造成不可估量的危险，同时也导致通风能耗的增加。亟需采取相关措施，防止竖井内水雾的产生，降低危险系数。

根据现场情况分析及多年的现场经验，研制出了红外线与超声波双重控制的自动风门，通过该风门控制改变新鲜风流的进入流动方式，从而降低竖井内产生水雾的可能性，提高矿山提升运输的安全度。

1 矿山现状简介

宝山矿井下开采分为西部及北部，西部已开拓至－150 m中段标高，主要作业中段为－70 m、－110 m、－150 m三个中段，上部的－30 m、10 m、50 m标高为622矿（现称宝岭分公司）残矿回采中段；北部已开采至－110 m中段，主要作业中段为－70 m、－110 m中段，上部的－30 m、10 m、50 m标高为牛郎冲矿（现称残采分公司）残矿回采中段。采用平硐与竖井联合开拓。

2 竖井雾害成因分析

宝山矿采用联合开拓，且竖井和平硐均为新鲜风的地表入口。通风示意图如图1所示。

图1 竖井平硐通风示意图

竖井井口标高是472 m，而主平硐口的标高为330 m，高差为142 m，当春冬季地表温度低于井下温度时，由于空气重率的不同，导致压差的出现，冷空气从330 m主平硐进入井下，经岩石热交换后，经472 m标高的竖井口排出，由于气温较低的风流与竖井内温度较高风流交汇产生雾化，从而竖井330 m标高至竖井口产生大量水雾，使得竖井的提升电器系统短路，增加矿山的通风能耗，极大地提高了开采的危险系数。

3 竖井雾害控制

3.1 双重控制风门

3.1.1 风门构造

矿井自动风门构造图如图2所示。矿用自动风门属对开式无压风门，由机械和电气两部分组成。机械部分利用电动推杆和配重铁的相互作用力实现风门的开关。电控部分利用微波感应、红外感应及时间继电器实现风门的自动开关。另为保证自动风门的安全可靠性，在风门的两侧分别加装了安全警示灯和安全阻车器装置。警示灯在风门开启到可以通车的程度时亮绿灯提示电机车可以通过，阻车器在风门开启到一定程度后与风门同步实现下放，从而保护风门未完全开启时不被机车碰撞损坏。感应器与电动推杆通过控制回路相连接，控制电动推杆工作，感应延时系统可设定风门开启后自动关闭所需时间，从而更加安全地让车和行人通过风门。风门一侧带固定拴，遇停电或风门故障等情况时，可人工打开风门拴固，并报修。

图2 矿井自动风门构造图

3.1.2 风门控制原理

当人（车）到达风门前微波感应器位置时，感应开关自动开启，负载电器开始工作，并启动延时系统，此时电动推杆动作风门自动开启，同时风门两侧红绿警示灯和安全阻车器联动作业，只要人（车）未离开感应区，负载电器将持续工作。当人（车）离开感应区后，感应器开始计算延时，延时结束，感应器开关自动关闭，负载电器停止工作，风门自动关闭。当人（车）到达红外感应器位置时，感应开关自动开启，负载电器再次工作，延时系统重新启动，此时若风门处于完全敞开状态，则风门自动关闭时间重新计时，若风门处于关闭状态或正在关闭时，则风门再次自动开启，相关设施联动作业。四个感应器任一受到感应时，感应开关均会自动开启，负载电器重新工作，延时系统重新启动。安全警示灯用于提示风门开启状态，安全阻车器在风门未开启时，若遇停电机车滑行或自动风门故障等情况，可阻停电机车，防止机车与风门相撞。

3.2 竖井雾害控制技术

竖井内的水雾主要是由于冷热气流相遇造成的，分析其成因及基本的物理原理可知，仅需要控制两种气流的其一，即可实现对竖井雾害的控制。因竖井负担全矿的提升运输工作，且为矿山的主要进风口，进风量要远大于平硐，因此需要控制平硐内的进风量，减少热气流的进入，从而控制竖井内的水雾的产生。平硐是人行及运输的主要通道，在控制其进风量的同时，需保证平硐的人行、运输通风的功能。

根据上述的分析，因平硐为主要水平运输通道，采用一般的风门，存在耗损量大、调节慢、需占用人员及成本等问题。所以利用双重自动控制风门放置于竖井与平硐连接的石头门处，即可减少竖井内雾害的发生，且可同时保证平硐的运输功能。

雾害控制示意图如图3所示。

图3 雾害控制示意图

4 结 论

现场实际应用表明，采用该控制技术，即利用红外线与超声波双重控制的自动风门放入平硐与竖井连接口的马头门处，控制平硐内新鲜风流的进入，可以大大地降低竖井内水雾的产生，从而降低竖井雾害发生的可能性，提高竖井提升的安全系数，降低通风能耗，提高通风效率。

［1］ 彭涛，邓家军.宝山铅锌矿冬季竖井冒雾原因分析及治理［J］.有色金属（矿山部分），2004，（3）：48.

［2］ 曾尧初.控制风流流向消除矿井雾害［J］.有色金属（矿山部分），2000，（5）：38－40.

［3］ 袁梅芳，黄建旗，刘伟强，等.一种竖井雾害控制装置［P］.中国专利：CN204113330U，2015－01－21.

［4］ 吴海卫，张宜明，吴征艳，等.矿用自动风门技术的发展及其分析比较［J］.工矿自动化，2010，（1）：61－65.

Study of Fog Controlling Technology in Baoshan Mine Shaft

LONG Jiu-sheng

（Hunan Baoshan Nonferrous Metal Mining Co.，Ltd.，Chenzhou 424402，China）

Baoshan mine adopts the shaft adit joint development and the large temperature difference between spring and winter of two，resulting in lower airflow with upper airflow in the shaft meet，resulting in a large number of water，is easy to cause the wellhead power to enhance the measure problems such as short circuit，so there is a big security risk.Through the exploration and practice for many years，it developed the infrared and ultrasonic double control automatic door，in order to ensure the adit pedestrian transportation conditions，control of the fresh air to enter，so as to realize the control of the fog shaft.The results show that，the good control of the shaft in the mist improves the safety coefficient of hoisting transportation shaft.

the shaft adit combined development；fog；infrared and ultrasonic dual control；automatic door

TD724

A

1003－5540（2015）03－0005－02

2015－04－11

龙九生（1972－），男，工程师，主要从事金属矿山安全及开采技术研究、管理工作。