对某金矿通风系统技改设计方案的总结

孙甲兵

（中国黄金河南有限公司，河南 郑州 450000）

1 通风系统的确定

桐柏兴源矿业有限公司上上河矿区原设计的通风系统已不能正常利用，若重新布置施工通风工程，工程量大，工期长，增加企业投资负担，若对漏风、坍塌地段进行修复，难度很大，不安全，也不经济。鉴于隶属于该公司的过山洞矿区，位于上上河矿区东部，两矿区紧邻。设计矿井为机械通风，通风方式为抽出式，通风系统为单翼对角式。

该矿通风系统为上上河主竖井（1#竖井）进风，通风井（原过山洞主竖井）回风；风流经1#竖井、-150 m中段巷道、井下中段采场、通风天井、-100 m回风巷道、过山洞盲竖井、过山洞0m回风巷道、过山洞盲斜井、过山洞+100m回风巷道，最后由通风井（原过山洞主竖井）主扇抽出。主扇安装在通风井井口，井口盖通风机房。

原有过山洞与本次通风系统无关的巷道、采空区全部给予密闭，上上河金矿-100 m中段以上影响未来矿井通风的地段、地点、采空区给予密闭。

2 矿井风量，通风阻力校核

该矿原有一台K45-4-No14型轴流式风机，技术参数：电机功率132kW，风机风量为35.7～67.2 m3/s，全压为1094-2099Pa。下面校核是否满足新的通风系统的需要。

2.1 综合计算风量

（1）回采工作面风量计算

a.按浅孔爆破后排烟计算

式中：A为一次爆破炸药量，kg；L为采场长度的一半，m；S为回采工作横断面积，m2；t为通风时间，s；

b.按排除粉尘计算风量 Qs＝S×v=4×0.5=2m3/s

式中：S为回采工作过风横断面积，m2；v为回采工作面要求的风速，依规定取0.5m/s；根据以上计算，取最大值2.0m3/s为回采工作面风量。

（2）掘进工作面风量计算。设计巷道断面5.52m2＞5m2，查表可得，取 Qd=2m3/s

（3）硐室风量计算。∑Qr=电机车库所需风量+充电硐室所需风量+水泵硐室所需风量=1.2+1.3+0.008×4×110=6.02 m3/s

（4）矿井总风量计算。Qt＝k（∑Qs+∑Qs′＋∑Qd+∑Qr）=1.4×（2×2.0+2×1.0+2×2+6.02）＝22.43m3/s

式中：k为矿井风量备用系数，取1.4；Qs为采场需风量之和；Qs′为备采工作面所需风量之和；Qd为掘进面需风量之和（两个掘进面）；Qr为泵房硐室、配电硐室所需风量之和。

注：2个采场同时生产，备采工作面所需风量Qs′＝0.5，Qs=1.0。

2.2 按井下同时工作的最多人数计算矿井总风量

井下最多20人同时工作，供风量应不少于每人4 m3/min，即 0.067 m3/s；Qt＝20×0.067＝1.34 m3/s。经以上计算，矿井所需风量取最大值22.43 m3/s。

2.3 通风阻力计算

式中：h为风压，Pa；a为摩擦阻力系数，与巷道性质有关；p为井巷净断面的周长，m；L为井巷长度，m；Q为通过该断面的风量，m3/s；S为巷道净断面面积，m2。

原设计开采范围只设计到-150 m中段，本次技改方案不改变原设计开采范围，只涉及-150 m中段以上的通风。由于只有一个开采中段，按最困难时期进行通风阻力计算。

经对矿井通风系统的分析，井下通风最困难的路线为从1#主竖井进风，经-150 m中段石门、-150 m中段（57号）沿脉巷道、工作面、中段天井、-100 m回风巷道、原过山洞盲竖井、0 m回风巷道、原过山洞盲斜井、+100 m回风巷道，由通风井（原过山洞主竖井）排出。

2.4 需要主扇风机的能力

（1）扇风机的风量 Qf=ΦQt=1.2×22.43=26.916m3/s

式中：Φ为扇风机风量备用系数，Φ取＝1.2；Qt为矿井要求的总风量；

（2）通风困难时期扇风机的全压。Hj=H+Δh+h0+Hz＝1117.92+182+60=1359.92 Pa

式中：H为矿井通风阻力；Δh为通风装置阻力，一般取 150～200Pa；h0为消声装置阻力，可取 50～100Pa；Hz为自然风压，Pa，该项目取0，根据困难时期算出的Qf与Ht数据，在扇风机K45-4-No14个体特性曲线上找出相应的工况点，通风困难时期的工况点M：风量25m3/s，风压 1290Pa，效率，76%，叶片运行角 34°。这个工况点在扇风机特性曲线的合理工作范围内，即效率在60%以上，风压在曲线驼峰点最高风压的90%以下。

（3）计算扇风机功率。通风困难时期功率Nf=HtQf/1000ηt=1290×25/1000×76%=42.43kW

（4）电动机功率计算。

通风困难时期功率 Ne=kHtQf/1000ηtηe=1.1×1290×25/1000×76%×0.94=49.66kW

式中：Ne为电动机功率，kW；K为电动机备用系数，轴流式取 K=1.1～1.2，离心式取 k=1.2－1.3；e为电动机效率，e＝0.9～0.95；Ht、Qf、t为对应于通风困难时期的工况点的风压、风量和效率。

该矿原有一台K45-4-No14型轴流式风机，技术参数：电机功率132 kW，风机风量为35.7～67.2 m3/s，全压为1094～2099 Pa。满足该矿井改造后的通风系统的需要。为了减少设备投资，确定利用矿山原有的K45-4-No14型轴流式风机作为改造后的通风系统的主扇。

3 结语

通过本次通风系统改造，使得桐柏兴源矿业有限公司上上河金矿通风系统变得完整有效，也节约了大量的技改投入，为矿山安全、正常生产奠定了基础。