罗河铁矿多中段分区通风技改研究及应用

王兴坤 居伟伟 贾敏涛

（1.安徽马钢罗河矿业有限责任公司；2.中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司）

安徽马钢罗河矿业有限责任公司罗河铁矿设计生产能力300万t/a。罗河铁矿矿体分布比较集中，东西矿体平均长1 911 m，南北矿体平均宽1 099 m，水平投影面积高达2 km2，矿体埋藏标高为-382~-846 m，高差达464 m，矿石储量大。

2019年罗河铁矿主要生产水平为-540和-508 m水平，辅助生产水平为-526，-516，-470和-455 m水平。根据通风系统现状检测分析，各中段风量分配严重不合理，矿井有效风量率低至58.23%，不符合《金属非金属矿山安全规程》规定通风系统有效风量率≥60%的标准。因此，罗河铁矿急需根据采掘工作面年度生产掘进计划，对矿井通风系统总风量进行核算，确定各生产水平同时回采时最大需风量，核实现有通风系统进、回风工程及风量是否能够满足全矿安全生产需求，对罗河铁矿进行通风系统多中段分区域、集中通风研究，提高通风系统矿井采区有效风量率［1-5］。

1 通风系统现状

罗河铁矿矿井新风通过进风井、副井和措施井进入各生产中段，污风由采区回风井集中至-455 m回风水平，经总回风机站由1#、2#主回风井排至地表。具体风机运行情况见表1。

2 存在问题分析

根据罗河铁矿通风系统现状检测数据分析。-540 m以上各水平新鲜风流通过采区斜坡道，2#、3#采区进风井风量低至12.82 m3/s，181.51 m3/s新鲜风流直接通过-540 m水平回至回风水平，-508 m水平实际新风风量为20.98 m3/s，-508 m水平及上部各生产水平新鲜风流较少。各水平风量分配不平衡，矿井有效风量率低至58.23%，不能够满足各生产水平实际需风量要求，造成上部工作面风量较小、粉尘浓度超标、工作面环境温度过高等问题，严重影响罗河铁矿井下安全生产［6-8］。

3 通风技改研究

3.1 各水平需风量

根据罗河铁矿生产期通风系统优化技改研究成果，确定矿井设计总需风量为400 m3/s，结合罗河铁矿2019年采掘生产计划，对采掘工作面数量及分布情况进行统计归类，通过需风量计算公式精确计算各生产水平现有生产条件下理论需风量。各水平理论需风量见表2。

?

3.2 多中段分区

根据罗河铁矿各生产水平理论需风量的计算，利用集中简化分区原理，结合现场实际通风工程现状，将通风系统划分为4个通风区域，分别为-455~-470 m水平通风区域，-508~-526 m水平通风区域，-540 m水平通风区域，-560 m水平及以下通风区域。

3.3 技改方案

技改方案结合2019年罗河铁矿通风工程的布置及现场实际情况，仍采用南、北进风、东部回风的方式。

罗河铁矿采区利用106井、102井、-540 m水平40联巷通风井、-508 m水平80联巷通风井、1#采区回风井、8#采区回风井和9#采区回风井回风，采区进风利用斜坡道，2#、3#、4#采区进风天井进风。进、回风工程能够满足采区总风量需求，采用主辅联合集中控制技术，利用现有进、回风工程对罗河铁矿井下各生产中段进行分区域、集中控制通风技改，合理规划各区域通风线路、各生产水平风量分配，提高采区通风有效风量率。

3.3.1 -455~-470 m水平通风区域

（1）-455 m水平。新风由4#采区进风井进风，污风直接回至东部回风大巷。20联巷设置1台30 kW风机，100联巷设置1台15 kW风机。

（2）-470 m水平。新风由3#采区进风井进入-470 m水平，污风通过106井回至-455 m水平。回风巷设置1台15 kW风机进行引风。具体通风线路见图1。

3.3.2 -508~-526 m水平通风区域

（1）-508 m水平。-508 m水平北部新风通过2#采区进风井和措施井进风，污风通过102井回风。102井联巷设置1台30 kW风机。-508 m水平中部新风通过50联巷进风井进风，污风通过80联巷通风井回风。通风井联巷并联设置2台30 kW风机。-508 m水平南部新风通过-516 m水平进风，污风通过8#采区回风井回风。8#采区回风井联巷并联设置2台30 kW风机。

（2）-515和-526 m水平。新风通过30联巷和50联巷进风井进入，污风由-526 m水平南部回风天井回风。进风井联巷设置1台30 kW风机。

（3）-516 m水平。新风通过-540 m水平115联道上山进风，污风通过8#采区回风井回风。

3.3.3 -540 m水平通风区域

北部新风通过20联巷上山、40联巷上山进入，污风通过1#采区回风井回风。回风井联巷并联设置2台30 kW风机。

南部新风通过125联巷上山少量进风，污风通过40联巷回风井回风。回风井联巷设置1台30 kW风机。

3.3.4 -560 m水平及以下通风区域

新风由副井和措施井进入，一部分污风通过运输水平回风井回风，另一部分污风直接由2#主回风井回风。运输水平回风井联巷设置1台K45-6-№17型风机（110 kW）。

3.3.5 溜破系统

新风通过电梯井和副井进入，污风由破碎系统回风井回风。破碎回风井联巷设置1台K45-6-№14型风机（45 kW）。

技改方案中30kW风机型号为K40-6-№14，15 kW风机型号为K40-6-№12。技改方案见图1。

3.4 现场实施效果

罗河铁矿根据通风技改方案组织安排施工了具体通风工程及构筑物，完成了大量现场工作，对井下通风系统进行了多中段分区集中通风与管理。

通风工程、设备和构筑物施工结束后，2019年12月对罗河铁矿通风系统效果进行检测，具体检测效果见表3、表4。

根据本次通风系统检测数据可知，矿井总进风量为457.02 m3/s，总回风量为460.72 m3/s，矿井通风有效风量为330.98 m3/s，矿井有效风量率从58.23%提高到71.84%，各中段实际检测风量达到各生产中段计算理论风量，在满足安全生产需求的基础上矿井总风量得到了合理分配，有效避免各生产中段风量分配不合理导致的风量及能耗浪费，井下通风环境得到明显提升。

注：“-”表示风流流入井筒，其余为流出。

4 结 论

（1）通过多中段分区技术，将罗河铁矿9处需风点划分为4个通风区域，明确了各中段进回风线路，简化了复杂矿井通风网络，有效地降低了通风系统管理难度。

（2）根据各中段工作面变化确定实际需风量，从各生产中段风量的“供需平衡”原理出发，避免了各生产中段实际需风量与理论需风量不符，造成风量分配不合理等问题，保证了各中段回采时安全生产需求。

（3）技改研究方案实施后，罗河铁矿矿井有效风量率从58.23%提高至71.84%，保证了大部分新鲜风流能够有效进入工作面，改善了工作面作业环境，大大降低了职业病危害。

（4）通过各中段采区串、并联设置进回风机站，将矿井总风量合理分配至各需风中段，在保证矿井总风量的基础上充分发挥了按需通风的优势，体现了现代化大型铁矿按需通风节能技术的先进性。