金川公司二矿区多级机站通风系统的发展.pdf

Serial No. 367 July. 2001 矿 业 快 报 EXPRESS INATION OF MINING INDUSTRY 总 第 367期 2001年 7 月第 13 期 王五松, 金川有色金属公司镍矿二矿区, 生产付矿长, 高级工 程师, 737104 甘肃省金昌市。 技术交流 金川公司二矿区多级机站通风系统的发展 王五松 高 洁 孙永川 金川有色金属公司 摘 要 论证了金川公司二矿区通风系统的技术改造及发展过程, 指出了现行的通 风系统, 即多级机站存在的问题, 需进一步改造、 完善。 关键词 金川二矿区 通风系统 改造 1 前言 金川公司二矿区是目前国内规模最大、 机 械化程度最 高的地下矿山之一, 设计产量 800t/ d, 采用了竖井、 斜井、 斜坡道联合开拓方 式, 采用机械化下向分层胶结充填采矿方法, 采 用了全无轨运输方式。 二矿区通风系统最先是双翼对角抽出式通 风系统, 后改造成了多级机站通风系统, 二期工 程则采用了多风机并串联微正压通风系统。一 个中段采矿时, 对角式通风比较适合生产的需 要, 但西主扇 70B2- No28 风机效率低。 二矿区二期扩建工程通风系统由北京设计 院与瑞典联合设计的, 实际上是一种复杂网络 的多级机站通风系统, 其主要特点是风机站多, 通风网络复杂及通风构筑物多等。 2 二矿区对角式通风系统改造 2. 1对角式通风系统存在的主要问题 1 主扇效率太低, 只有 30左右。 2 由于回风井兼作充填井及受二期工程 基建施工的影响, 回风段漏风严重, 当时的有效 风量率只有 17左右。 3 两个中段同时回采, 风量不能满足生产 需要, 风流控制十分困难。 2. 2改造方案 1 风机站布置。在原对角式通风的基础 上, 在井下建立了一、 二级回风机站, 淘汰了地 表西主扇。其中一级机站 辅扇 建在各盘区穿 脉回风道中, 采用了无风墙和有风墙两种安装 方式。两个二级机站 主扇 分别建在两个总回 风中段的回风井石门内。 2 风机选型。 一级机站风机即辅扇选用了 K40 B -NO12、 K40 A - NO13 风机, 二级机站 风机选用了两台DK40 B NO17 风机。 3 改造结果。二级机站风机效率分别为 68 和 72 , 系统有效风量率达到了 85 以 上, 同时节能 50 以上, 满足了生产需要。 3 多级机站通风系统 3. 1 用风区分布 二矿区现开采的西部 1 矿体是一个极倾 斜矿体, 开拓工程布置于矿体上盘, 两个主运输 水平、 四个回采中段呈重叠状布置。 本来是两个 中段回采, 但由于各盘区下降速度不一, 形成四 个中段回采的格局, 采矿方法是下向分层胶结 充填采矿法。 3. 2 机站布置 1 压风机站布置。在两个进风水平的东、 西两翼分别布置了两个压风机站, 其作用是将 从东、 西进风井进入井下的新鲜风通过集中进 风天井向下直接压入采矿分段道中, 上下两个 分段道分别与 6 个和 7个盘区贯通。 2 盘区回风机站-一级回风机站。原设计 分段道新鲜风是由局扇通过风筒压入盘区内 20 的, 由于二矿区地压大, 巷道收敛变形快, 风筒 无法吊挂, 后试验成功预留回风巷道回风的盘 区通风方案, 即在采空区充填时, 通过预留的方 法形成回风道和回风井。在每个盘区的回风道 中安装了无风墙的辅扇, 形成了一级回风机站。 3 采区回风机站。 在每两个盘区总回风道 中安装一台主扇形成二级回风机站。 3. 3风机选型 1 主扇。 二期工程压风机站和二级回风机 站风机, 即主扇, 当时选用了上海风机厂从德国 引进技术生产的 GAF15-8-1 风机, 该风机具有 动叶可调的功能。在西部通风系统改造时进行 了试验, 没有成功, 通过改造后在二期工程中仍 然用作主扇。由于叶片调节机构故障率太高而 最终锁死了叶片, 采用了固定叶片结构。目前, 这些风机运行效率在 40 左右。现已有两台 GAF 风机更换成 DK40 B NO17 风机。 2 辅扇。二期工程最先设计没有辅扇, 其 盘区机站是由大型的局扇形成的。只是在对通 风系统改造时, 才增加了辅扇。 辅扇选用了K40 B NO12、 13 风机。 3. 4存在的主要问题 1 利用主井作回风井不合理。 开拓系统布 置在矿体上盘, 主井兼回风井布置在矿体下盘, 总回风道, 即粉矿回收道穿过了矿体, 由于地压 大和采矿作业扰动, 使这条巷道从 1998 年以 来, 一直处于返修之中, 造成粉矿不能正常清理 而堵塞回风马头门, 最严重时, 全矿回风量仅 100m 3/ s 左右, 是设计风量 400m3/ s 的 1/ 4 之 一。 1997 年, 通风系统完善时, 总回风量达到了 290m 3/ s, 达到了设计风量的 72. 5。 2 主运输水平没有有效的通风系统。 二矿 区采用全无轨的 25t 矿用卡车运输矿石, 还有 从主斜坡道进入井下的运料卡车, 生产高峰时, 中心溜井附近的运输巷道内车辆首尾相连, 其 柴油机尾气对井下空气造成严重污染。原设计 对这一点估计不足。 4 通风系统改造 1 将回风系统由矿体上盘移到了矿体的 下盘。 由于上盘回风道地压大, 巷道返修量较大 及总回风井在下盘, 盘区通风阻力较大等原因, 从 1997 年开始, 将回风系统由矿体上盘移到了 矿体的下盘。 2 在主运输水平设置空气幕增压调节。 由 于通风系统设计存在的缺陷, 主运输水平进、 回 风都比较困难。2000 年, 在主运输道进风段设 置了空气幕增压调节, 取得了很大成功。 3 在矿体下盘布置了专用回风井。 为了从 根本上解决通风系统存在的问题, 北京有色设 计研究总院与金川公司联合, 在矿体下盘主井 附近新掘了一条专用回风井, 以代替主井回风, 将在井口建成一个大的回风机站, 取代井下二 级回风站。 4 为了解决主运输水平中心溜井附近巷 道通风困难的问题, 设计院又与金川有色金属 公司联合, 将深部开拓的副井建在了矿体上盘 中心溜井附近, 使地表新鲜风直接进入主运输 水平通风最困难的巷道。 5 存在问题 1 风流可控性差。 对于如此复杂的通风系 统, 风流控制异常困难, 一是处于矿体两翼的盘 区通风良好, 但是位于矿体中间的盘区则通风 比较困难; 二是返风后风流无法控制。 2 污风循环。 二矿多中段回采矿石, 进、 回 风水平相互重叠, 在主运输巷道中安装风站又 比较困难或安装的风门由于车辆行走频繁而无 法关闭, 造成各中段、 各水平之间风流循环比较 严重。 3 通风系统调节困难。二矿风机站较多, 通风网络变化较快, 要使各风机站之间互相匹 配比较困难。已经出现过进风量大而回风量小 造成的风流循环。 4 风机问题。二期工程安装的GAF 风机 虽然出现了一些问题, 但更新却比较困难, 其主 要原因 多数风机站风道变形, 旧风机无法搬 出来, 新风机也无法运进去; 风机更换周期太 长影响生产。 收稿日期 2001- 05- 21 21 王五松等 金川公司二矿区多级机站通风系统的发展 2001 年 7 月第 13 期