关于镜铁山矿桦树沟井下东区通风系统研究与设计

王亚林

摘 要：井下通风系统良好是保证井下工作人员安全健康的前提，它通过持续向井下输送新鲜空气，及时有效地排出井下炮烟等有毒有害气体和粉尘，以减少和杜绝炮烟中毒与矽肺的发生，为职工提供安全良好的环境。本文旨在通过对桦树沟井下东区通风回路的研究，重新拟定方案，进行井下通风阻力的测算，根据工况曲线粗略确定风机的选择，完成通风系统优化，达到通风系统的畅通，通风效果良好，确保职工健康安全的目的。

关键词：井下通风系统；桦树沟矿区；风路设计

1 现状与背景

镜铁山矿桦树沟矿区始建于1965年，属高海拔大型地下开采矿山，采用无底柱分段崩落法进行开采。矿体赋存条件为一复式向斜构造，矿层在复式向斜中重复出现形成了7条矿体，即FeI～FeVII号矿体。东区分布（14线以东）I、II及III、IV礦体；西区（14线以西）分布有西I、西Ⅱ矿体，V矿体（12线以西，为西I矿体西延部分），VI、VII矿体。桦树沟矿区7条矿体由于勘探顺序及勘探程度和矿体赋存条件等原因，在建设过程中，东区先于西区，西区赋存标高较高的VI、VII矿体先于西I、西II、V矿体，加之VI、VII矿体赋存于西II矿体上部，垂直高差不足100m，为使各矿体开采在时空关系上免受影响，桦树沟矿区在设计和开采过程中，现已形成了东、中、西三个区段。

东区：I、II矿体于1970年建成投产，现已开采至2670m水平、2655m水平，开拓在2640m水平、2625m水平。III、IV矿体1974年建成投产，已于1998年底开采结束。

东区I矿体原通风系统通过2655m水平东部、西部主扇（160kW）进风，通过2715m水平进行回风斜井通至2760m水平后，由2760m水平将原有污风排出至地表。而目前，Ⅰ矿体开采至2655m水平，原Ⅰ矿体2715m水平回风巷位于岩石移动带以内，导致回采2655m水平Ⅰ矿体时，回风系统发生破坏，从而造成污风不能通过2715m水平回风斜井排至2760m水平。本次通风系统研究与设计，掘凿通风井巷，调控风流走向，实现扭转该区域内不利的通风局面，降低粉尘的危害，减少和杜绝尘肺病的发生。

2 风路的优化与设计[1]

通过对桦树沟矿区现场调查与研究，决定重新采用对角式通风，即东侧进风，西侧回风，实行二级机站通风。Ⅰ级风机（压入）位于2655m水平Ⅰ、Ⅱ矿体东侧进风巷，Ⅱ级风机（抽出）安装于与2655m水平Ⅰ矿体西进风井（2655～2760m，改为回风井）连通的回风巷中。

新鲜风经Ⅰ矿体东侧进风巷流入2655m水平脉内联巷和回采进路，清洗工作面后，污风经垂直矿体走向的联络巷排至Ⅰ、Ⅱ矿体间岩石中（新掘）脉外巷道，再经14～15线间的（新掘）回风巷、Ⅰ矿体回风井（原Ⅰ矿体西进风井）排出地表。

3 通风网路解算

3.1 风量（表1）

3.2 通风阻力[2]

扇风机全压HS和自然风压HN然共同作用，克服风流流经矿井的总阻力hm、流经风硐的总阻力hd以及风流进入大气出口处的动压损失hvd（对于抽出式通风系统为扩散器出口的动压，对于压入式通风系统为风井出口的动压）。

风硐的总阻力hd一般不超过100-200Pa。

容易时期：Hsmin=hm+hd+hvd-|HN|

困难时期：Hsmax=hm+hd+hvd+|HN|

其中：hm=hf+hj+hc

hf为摩擦阻力；hj为局部阻力；hc为正面阻力，具体有hf=αQ2，hj=ξQ2，hc=Q2，这里的α为摩擦阻力系数（38-226×10-4N·s2/m4）；L为风流流经巷道的总长（m）；P为巷道断面的周长（m）；S为巷道断面面积（m2）；Q为总风流量（m3/s）；ξ为局部阻力系数（根据情况0.1-3.6之间取值）；ρ为空气的平均密度（kg/m3）；C为正面阻力系数（到目前为止，尚不能从理论上确定正面阻力系数，实际上都是用实际测定或者模型试验方法来确定C值，故我们这里略去hc）；Sm为正面阻力物在垂直于风流总方向上的投影面积。

4 后续工作的开展

①完成2655m水平ⅠⅡ矿体岩石中布置一条脉外回风巷道（14至20线之间）；

②完成掘I矿体深部溜井与脉外回风巷道联络道；

③完成对通风巷道内部分破碎地段进行发碹支护；

④完成相关风门和密闭墙安设，实现风流了分配与控制。

5 结论

矿山井下通风系统是矿山建设的重要组成部分，它与职工的生命安全息息相关，桦树沟井下 2655m水平I矿体通风系统的研究与设计能够为该工作区域提供一个完整通风回路，有效降低和控制区域内粉尘浓度，为井下工作职工的健康、安全提供保障。

参考文献：

[1]黄翰文.多风井复杂通风系统方案选优[J].煤矿安全，1983（10）.

[2]程绍仁，程建军.矿井通风阻力测定及对几个问题的分析[J].煤矿开采，2006（01）.