分区通风系统在滥泥坪铜矿的应用探究

沈正通

（云南金沙矿业股份有限公司，云南 昆明 654100）

滥泥坪铜矿是东川矿区 “一五”期间重点开发项目，己有六十多年开发历史，经过多年开采上部形成了较多空区和废弃巷道，通风网路呈现出工作面数量多、分布广、战线长，结构复杂、调控困难、通风紊乱的情况。为了解决老矿山通风系统难题，采用了抽压结合、分区通风，取得了较好的效果。

1 自然环境

滥泥坪矿区地处东川矿区黄水箐沟流域的峡谷区南坡，属于深切割的高山陡坡，属亚热带干热河谷气候；海拔标高在1750m～3000m左右，地形复杂，山高坡陡，气候恶劣，年均气温7℃左右，每年5月到9月为雨季，11月至次年3月为霜冻及冰霜期，平常多为大雾天气。1～4月风季，最大风速可达28m/s。

2 原通风系统存在问题

该铜矿于上一世纪后期先后分别建立了蓑衣坡矿段压抽结合式集中通风系统和白锡腊矿段抽出式集中通风系统。随着地表的矿体基本采完，开采中段下降，生产区域已远远超出原通风系统服务范围，大量采空区和废旧巷道成为外部漏风通道，通风有效性逐步下降，自然风压影响逐渐增大，排尘、排烟效果逐渐变差。整个开采区域具有走向长、范围大、中段多的特色；采矿工作面呈条带状串联分布，具有药量少、断面大、数量多、风量大、分布广、战线长的特点；井下通风网络存在结构复杂、一翼进风、串联用风、风量调节困难、没有专用回风道等问题。矿区海拔高，一年四季矿井内外温差变化大；加上开采深度下降，开采中段高差也比较大，由此引起的自然压差也比较大。部分采区超出机械通风系统控制范围之后，自然风压影响逐渐增大，由此形成的自然风流风向和大小随着气候变化而变化，忽上忽下，非常不稳定，尤其是夏季下行风流对安全生产影响比较大。

3 抽压结合、分区通风系统

针对该铜矿通风系统的难题，采用抽压结合、分区通风思路，建立白锡腊6～2中段采区、蓑衣坡矿段过沟17～13中段采区、过沟17～11中段采区和过沟8中段～上老龙东11中段采区的4个通风单元。4个通风单元分别通过对单元主扇、中段辅扇和采场辅扇的共同调控，统筹考虑进风和回风问题，构建成单元式分区通风系统。新鲜风流从直通地表的8条运输道进入，经副斜井、1#主平坑、2#主平坑、蓑衣坡矿段13中段、过沟8中段、过沟14、过沟17中段人行运输道，白锡蜡矿段3#主平硐、2中段、6中段人行运输道等10条通道进入4个通风单元，然后由采场调控辅扇抽入生产采场，经工作面后，各采区污风由中段辅扇汇聚至通风单元总回道，最后由单元主扇从各采区上部的废弃井巷及采空区就近排出地表。

4 矿井风量计算

4.1 按同时工作最多人数计算

《安全规程》要求供给每人的风量应不少于4m3/min[1]，每班井下最多作业人数为150人，故所需风量为：

Q=150人×4m3/min=600m3/min=10.0m3/s

4.2 按排尘风量计算

由于矿区的炸药库布置在辅助斜井口，有专用的机械通风系统，所以通风系统不必再考虑炸药库的通风问题。而维修房、变电所等这一类硐室，并不产生有毒有害气体或粉尘，只是需要通风系统的过路新鲜风流来解决其供氧和散热问题，因此不必将它们纳入矿井需风量统计，只需待通风系统形成之后，校核其过风量是否满足要求即可。各个中段独头掘进工作面的污风，全部通过采场排入回风系统，与采场串联用风，所以实际需风量仅按照采场计算即可。按照《安全规程》“硐室型采场最低排尘风速不小于0.15m3／s，电耙道最低排尘风速不小于0.5m3／s”的要求，矿区作业工作面需风量：Q=v×Sm3/s。计算排尘需风量，结果见表1。

表1 作业面排尘风量计算

4.3 矿井需风量的确定

从以上计算结果得知，按照井下最多人数计算的需风量10.0m3/s，按照采场排尘风速计算的需风量为90.39m3/s。由于排尘需风量远远大于人员呼吸需风量，故以排尘需风量90.39m3/s作为矿井生产需风量。

4.4 供风量的确定

根据多个同时作业采场生产需风量90.39m3/s，以及确定的风量备用系数，按下式计算供风量Q供=k×ΣQ需m3/s。计算得整个通风系统合理需风量为102.73m3/s。

4.5 分区风量分配、风阻计算

根据矿井总风量进行风路风量分配及全矿通风阻力计算，计算结果如表2。

表2 单元分区通风系统主要参数计算表

5 设备选型

5.1 风机选型

根据表3-3的计算结果，按照风机选型的基本原则，对各台风机进行供风量、风压、功率、电动机功率进行计算[2]，结果如表3。

表3 风机风量、风压及功率计算表

根据上表计算结果，选择的单元主扇、中段辅扇和采场辅扇型号如表4。

表4 风机选型结果表

6 结语

滥泥坪铜矿通风系统将矿区复杂系统划分为4个通风单元，构建成的单元式分区通风系统以矿山原有的10条主平巷道作为进风道，新鲜风流经过经划分为单元区域的用风地段，

每年耗电量为82.92×104kW·h，通风成本为1.05元/吨。利用了原有巷道，进行分区通风，提高通风效率和减少专用进、回风巷道的投资。