攀枝花铁矿尖山地采通风系统的优化

刘松茂

（攀钢矿业公司攀枝花铁矿，四川 攀枝花 617000）

1 攀枝花铁矿尖山采场露天转地下开采通风系统存在的问题

（1）部分通露天坑进路封堵不严，漏风严重。经现场测定，井下总回风量只有129.02m3/s，但设计总回风量为278.52m3/s，主要是1300m上各分段通露天坑进路封堵不严漏风，受风机负压影响，露天坑漏风现象将更加突出。新鲜风通过露天坑在自然风压以及风机负压作用下进入井下，自然风压随季节性变化，使得井下通风系统不稳定，将造成部分巷道无风及风流逆转，严重影响矿井的安全生产。

（2）井下缺乏风流控制辅扇和通风构筑物。按《金属非金属地下矿山通风技术规范》硐室型采场最低风速不应小于0.15m/s；巷道型采场和掘进巷道不应小于0.25m/s，1200m中段运输平巷截面为10.78m2，最低风量为2.69m3/s，1200m中段运输平巷至少有三处设计风量低于2.69m3/s；矿井偏东侧人行进风管缆井风流微弱；1300m～1200m中段污风没有回风通道，无法排出地表。

（3）由于回采进路、开拓和采切掘进巷道及爆破排烟的局扇的设置不合理，因此造成风压不足，污风排出时间长，产生了有害气体，形成了污风循环的现象。

2 攀枝花铁矿尖山采场露天转地下开采通风系统的原因分析

（1）攀枝花铁矿尖山采场露天转地下开采通风经过三个不同设计单位不同时期的设计。①2009年12月尖山采场露天转地下开采基建工程建设开工，针对尖山采场1300m标高以上的挂帮矿体开采区、1020m～1300m标高范围内的下部矿体开采区及1020m标高以下的深部开采区进行的初步设计，设计采矿规模为200万t/a（6000t/d）。因建设资金、采矿权等原因尖山采场露天转地下开采基建工程建设于2016年暂停。②2013年12中钢集团马鞍山矿山研究院对尖山地采挂帮矿井下通风系统优化研究项目，并做了较大的优化。③为了保证矿石供给，有效提高选矿回收指标，保证矿山部分投资效益。2019年地下开采在原初步设计的基础上，针对尖山采场1200m标高至1320m标高的矿体作为一期建设进行地下开采变更设计，设计采矿规模为150万t/a（4545t/d）。

（2）攀枝花铁矿尖山露天采场地质发生变化。2017年攀枝花铁矿对露天尖山东北帮进行扩帮，造成1300m以上各分段穿脉巷道与露天坑贯穿。

（3）攀枝花铁矿尖山采场露天转地下开采变更通风设计中基于原初步设计中巷道全部施工完，但实际上1300及1280部分进风井、1200~1280回风天井未建设。

（4）攀枝花铁矿尖山采场露天转地下开采变更通风设计在原初步设计的通风设计基础上，基于1300m巷道以上各进风、回风巷道的全部封堵、胶带斜井至1200m联道封堵、破碎回风竖井至1200m封堵、辅助竖井至1200m封堵的情况考虑，目前上述都未封闭，出现了严重窜风、漏风现象。

3 攀枝花铁矿尖山采场露天转地下开采原通风设计与变更通风设计对比

3.1 攀枝花铁矿尖山采场露天转地下开采原通风设计

（1）通风系统采用二级机站抽出式通风站通风方式、对角通风的井筒布置方式。一级机站1#风机（132kW）并联设置设于1400m中段回风平巷，负责挂邦矿体采区的回风；一级机站2#～3#风机（各一台132kW）分别设于1300m中段、1280m中段回风平巷；二级机站4#风机（30kW）设于960m破碎系统回风平巷，负责破碎系统通风，二级机站5#风机设于全矿总回风竖井口，负责中段及采场总回风，5#风机（3台250KW）并联作业。

（2）主进风巷道为：主斜坡道、辅助竖井、胶带斜井、采场进风井等。

（3）主要回风巷道为：卸载站回风平巷、破碎系统回风井、总回风竖井等。

3.2 攀枝花铁矿尖山地采变更通风设计

（1）通风系统采用一级机站抽出式通风站通风方式、对角通风的井筒布置方式。开采1200m中段的矿体时，在总回风竖井坑口并联设置3台250KW的风机，作为主要回风；在破碎回风井1200m回风联道处安装一台30KW的辅扇风机，使井底水仓及泵房、变电所等形成独立的回风方式；在5#胶带斜井处安装一台18.5KW的辅扇来解决井下卸载硐室的通风需求。

表1 1200m以下及1300以上需设置的封堵部位点

（2）主进风巷道为：辅助竖井、辅助斜坡道、胶带斜井及密兰平硐。

（3）主回风巷道为：总回风竖井、破碎回风竖井及5#胶带斜井。

4 攀枝花铁矿尖山地采变更通风系统的优化

为了确保矿井通风系统达到安全、可靠、高效、节能的工作状态，通过对各分段未设置通风构筑物及未施工通风巷道进行逐点分析优化，来解决变更通风设计中通风系统存在的问题。（见图1）。

图1 攀枝花铁矿尖山地采变更通风设计解算示意图

（1）通过对攀枝花铁矿尖山采场露天转地下开采通风现状分析。①1340m分段以上新风主要由1340m分段与露天坑相贯通的回采进路和1320m矿石平硐和废石平硐进风。新鲜风流通过人行进风天井、人行管缆进风天井进入1380m和1360m分段。风流通过采场后由采区斜坡道和采区回风天井回到1380m总回风巷，再排到总回风竖井，最后由总回风竖井排出地表。②1340m以下1320m和1300m分段主要由主要由1320m矿石平硐和废石平硐、辅助竖井和运矿斜坡道进风，污风通过1300m回风巷汇入总回风竖井，由总回风竖井排出地表。③深部1300m以下开拓工程新鲜风流主要由辅助竖井、斜坡道和胶带斜井进入。新鲜风流经过各个作业面以后，由端部回风井上排至1280m回风平巷，再汇入总回风竖井，由总回风竖井排出地表。

因此，为满足变更通风设计通风系统网络解算，1200m以下及1300m以上各分段需设置的通风构筑物（见表1），共需9个封堵，4个风门。

（2）1300m及1280m部分进风井、1200~1280回风天井未开拓，1300m～1200m中段污风没有回风通道，可以在1300m沿脉运输平巷靠1300~1380人行进风天井设置辅扇控制风量分配。在正式生产后通过检测，可适当恢复1300m回风巷2#风机一级站。增大通风量，最后优化后的通风系统变为阻力小、风回路程短且易于控制的矿井通风系统。

（3）严格要求对回采进路、开拓和采切掘进巷道及爆破排烟产生的污风有效的处理。合理布置局扇，局扇需配（风量3.0～5.2m3/s，电机功率11kW）并配备1000m的阻燃风筒。当采用压入式通风时，吸风口应设在贯穿风流巷道的上风侧，距离独头巷道口不得小于10m；采用抽出式通风时，排风口应设在贯穿风流巷道的下风侧，距离独头巷道口不得小于10m。

（4）建立完善通风系统技术管理。通风系统本身就要精细管理，加强人员的培训，建立建全各项标准，比如：对爆破排烟、回采进路、开拓和采切掘进巷道、无轨设备安装尾气净化装置并建立规范的制度。完善通风检测管理系统。尽可能的在技术及环境上减少对整个系统的影响。

5 结束语

地下开采的通风技术决定了企业的安全、稳定、高效生产。通过运用经济、安全和有效的通风技术，给井下作业环境提供充足的新鲜气流，有力的减轻井下环境中有害气体对操作人员的健康构成的威胁，使井下的环境得到一定的改善，从而形成一个舒适、健康的作业环境。这有利于提高操作人员的生产效率，保证井下工作的员工的安全健康利益。