江西钨矿矿井通风系统的建立与发展.pdf

江西钨矿矿井通风系统的建立与发展 李朝祥 赣州有色冶金研究所赣州 341000 摘要 对江西钨矿矿井通风系统形式的探索、 通风网路的应用与发展、 通风系统的检测与管理、 深部矿井通风系统的研究与应用、 以及通风系统建设中存在的问题与改进途径等方面进 行了较全面的阐述,并提出了相关建议。 关键词 江西钨矿矿井通风系统通风网路 0前言 江西有 11个国有钨矿山, 各钨矿一般都 有 70 90 年的开采历史。 解放前由于当时的 开采技术极为落后, 生产水平低下, 矿井生产 根本没有通风、 安全设施, 井下劳动条件极为 恶劣, 矿工身体健康和生命安全毫无保障, 许 多矿工惨死在井下或患上矽肺病英年早逝。 新中国成立后, 党和国家非常重视矿产资源 的开发利用, 先后颁发了一系列政策、 法规, 建立了各级劳动安全组织机构和科研机构, 投入了大量资金用于矿山劳动安全, 矿井通 风状况和劳动条件不断得到改善。 江西钨矿矿井生产实行机械通风是从 1955年前后开始的, 1956 年后则开始考虑通 风系统建设, 1958 年后各矿先后建立了通风 系统。 本文就江西钨矿矿井通风系统的建立 与发展情况阐述如下。 1通风系统形式的探索 新中国成立初期, 由于人们对矽尘危害 普遍缺乏认识和受当时的物质技术条件的限 制, 绝大部分矿山没有机械通风而依赖自然 通风。 有的矿山虽有局扇, 但因使用篾质或木 质风筒导风, 通风效果很差, 井下烟尘浓度很 高, 凿岩作业面粉尘浓度高达数百 mg/ m3, 有 的达上千 mg/ m 3。 1956 年, 国务院颁发了关 于防止厂矿企业中矽尘危害的决定, 各矿先 后大搞通风防尘建设, 减尘、 降尘、 排尘和个 体防护等措施在各矿得到实施。 1958 年前 后, 画眉坳、 漂塘、 西华山、 大吉山、 岿美山等 矿则先后建立了矿井通风系统。 50 60 年代, 由于各矿多在浅部开采, 又受前苏联影响, 一般都采用全矿统一的整 体通风系统。 实践证明, 建立这种通风系统的 矿山多未达到预期的通风效果, 难以满足矿 井生产的需要, 其原因如下 通风线路长、 阻力损失大。 钨矿脉走向长度一般都有数百 米甚至千米以上。 由于整个矿井只构成一个 通风系统, 故主风流线路必然较长, 阻力损失 必然大, 主扇所需功率也要大。 分风困难, 管理麻烦。 各钨矿多为平行密集脉状矿床, 井 下坑道纵横交错, 同时作业的中段多。 主扇风 量难于合理地分配到各中段的采掘作业区 点 , 通风管理困难。 由于分风困难、 风流难 以控制, 所以在某些作业点和边远作业面往 往出现风量不足、 通风效果不好的现象。 ∀ 漏 风和风流短路现象严重。 多数矿山经民窿和 大规模机械化开采, 采空区多, 致使通风网路 与采空区串通, 又因密闭不严和风门、 风窗启 第 14 卷第 5 6期1999 年 11月 中国钨业 闭频繁, 因此造成大量漏风或形成短路风流。 新风污染严重。 对于需经过采场、 溜井放矿 点和其他作业点的新风流, 由于作业场所未 采取净化措施, 致使新污风串联。 鉴于上述情 况, 又因一些矿山已形成前进式回采的采掘 顺序, 当作业区逐渐集中在边远区域时, 上述 弊端就更为明显地显露出来。 即使采用后退 式回采的采掘顺序, 上述弊端也难于避免。 因 此, 必须探索新的通风系统形式。 1963年, 西华山钨矿从边远零星作业面 用大局扇 或辅扇 汇聚几个作业面的废风排 至地表的做法得到启发。 对于较大区域的通 风, 就分别在较集中的作业区安设 30K4、 50A 或 50B 型辅扇, 将辅扇担负区域内作业面以 局扇排出的废风汇集起来排至地表。 这种风 路短、 风阻小、 漏风少、 有效风量率高、 能充分 利用已有井巷、 易调整、 能耗小、 投资省的区 域通风, 实际上就是分区通风系统的雏型, 实 践证明, 它较全矿统一通风有显著的优点和 效果。 由于这一试验收到良好效果, 接着就在 大的生产区域或整个中段建立这种形式的通 风系统, 这就是以后命名的水平分区通风系 统。 1964年起, 西华山、 下垄矿又按开采中段 和已有进、 排风井巷等情况, 先后创造性地建 立了许多形式的分区通风系统, 如垂直分区、 条带状分区、 ∃ 田字形、 ∃ 品字形分区等。 后 来, 其他矿山也根据本矿的实际建立了分区 通风系统, 或在边远区、 残采区、 新增储量区 建立独立于整体通风系统之外的分区通风系 统。 但是, 江西钨矿的通风系统形式也不是单 一的, 在矿床范围不大的矿区, 仍有采用全矿 统一通风系统的。 如下垄矿大平矿区、 荡坪矿 宝山矿区和漂塘矿大龙山矿区等。 2通风网路的应用与发展 江西钨矿随着矿床开采范围的扩大和采 掘深度的延深, 井巷密度随之加大。 这时, 风 流短路、 风流循环、 风流串联等问题严重地影 响通风系统的运行效果。 为解决这些问题, 各 矿从改革通风网路入手, 逐步摸索和积累了 一些办法。 1964 年后, 各矿先后应用和发展 了棋盘式、 平行双巷式和梳式等矿井通风网 路, 解决了矿床开采范围大和多中段同时作 业的通风问题。 西华山矿在建立和完善分区通风系统 时, 灵活地应用了棋盘式网路。 该矿在每一中 段的边缘建立专用回风井, 并与中段专用回 风道相连, 在运输巷与回风井相交处和沿脉 巷与穿脉巷相交处设立风桥, 形成棋盘式矿 井通风网路, 获得良好的效果。 下垄、 荡坪、 漂塘等矿在各自完善大坪、 宝山、 大龙山矿区的整体通风系统时, 成功地 应用了平行双巷式通风网路。 他们在每一中 段的矿体上盘掘一专用回风平巷, 在矿体下 盘掘一与上盘回风平巷大致平行的进风 运 输 巷, 各采掘作业面的废风由穿脉道排至回 风平巷, 最后由总回风井排至地表。 实践表 明, 通风效果良好。 为解决同一穿脉巷中多个作业面同时作 业时的污风收集与排出及新污风串联问题, 1970年, 盘古山矿在穿脉巷将顶板挑高用钢 筋混凝土间成二格, 使上格 穿脉假巷 回污 风, 下格进新风。 穿脉假巷中的污风经中段回 风道再经回风井排至地表, 形成了形如梳子 的穿脉假巷梳式通风网路。 这样, 新、 污风各 行其道、 互不干扰, 回风风筒长度也大大缩 短, 通风效果明显提高。 由于其他矿山也存在新污风串联和难以 同时收集与排出多个作业面的污风问题, 铁 山垅、 荡坪、 大吉山、 画眉坳、 浒坑等矿, 在吸 取盘古山矿经验的基础上, 结合本矿实际, 先 后建立了篦式、 穿脉风桥式、 竖式、 中段间隔 式和混合式等梳式通风网路。 实践证明, 效果 也很好。 江西钨矿通风网路的应用与发展是通风 系统建设中的重大成就之一。 各矿创造地应 李朝祥江西钨矿矿井通风系统的建立与发展 第 5 6期101 用和建立适合本矿实际的通风网路, 为完善 通风系统起了重要作用, 并为解决新污风串 联与风流循环等问题闯出了一条新路。 3通风系统的检测与管理 江西钨矿的通风系统检测与管理,经历 了一个从简单、盲目到科学、系统的发展过 程。起初, 往往是单凭少数井巷的风速测定 数据, 甚至是凭感觉去整顿通风系统。1969 年,漂塘等钨矿在进行本矿通风系统改造 时,邀请有关科研单位、高等院校科技人员 到矿协助工作, 开展了井巷风速 风量 、阻 力损失、扇风机工况、井巷中空气含尘量等 内容的检查测定,并根据检测资料和生产需 要,建立和完善通风网路、调整通风线路、 建立和完善通风构筑物或改变主扇叶片安装 角、改变主扇安装位置、更换主扇电机等措 施,使通风系统的功能得到充分发挥、通风 状况大为好转。从此,各矿对通风系统的科 学管理引起了重视, 通风管理也进入了一个 新阶段。特别是 1979 年 3 月江西省冶金局 发布 江西冶金矿山矿井通风系统鉴定指标 与测定细则 后,江西省冶金局委托南方冶 金学院、赣州有色冶金研究所负责, 组织矿 山科技人员分南北两片对江西省 16 个国有 冶金矿山的矿井通风系统按照通风系统鉴定 指标与测定细则进行了一次全面测定并进行 了专门研究。1983 年,冶金部、中国有色 金属工业总公司又委托国内 10 个科研院所 与大专院校对上述鉴定指标与测定细则进行 了专门研究,并于 1986 年联合发文通知全 国冶金、有色金属矿山,从 1987年 1 月 1 日起正式开始按 冶金矿山矿井通风系统鉴 定指标 对通风系统进行考核检测。 冶金矿山矿井通风系统鉴定指标 的 研究与编制,是通风系统理论与实践的重大 发展, 是对矿井通风系统建设与管理的重大 贡献。 另外, 在通风管理方面, 有些矿山采用主 扇遥控、 局扇集控、 工业电视等技术监控矿井 通风也做了许多工作, 并取得一定的效果。 4矿井深部通风系统的研究与 应用 从 80年代中期开始,随着江西各钨矿 先后转入中深部开采,通风系统建设也逐渐 显露出以下问题 上部中段采空区增加, 由于地压活动, 有的通风井巷受到破坏。 通风井巷与采空区、旧井巷的沟通渠道增 多、范围扩大。∀ 自然风压加大, 对矿井风 流产生较大干扰,并使局部区域的风流不够 稳定。通风线路增长, 通风阻力加大。 二是采用小主扇的分区通风系统; 三是 采用小功率主扇组成的多风机多级机站通风 系统。 这几种通风系统的建立都曾使矿井通 风面貌焕然一新。 在这一历史发展过程中, 一 方面集中体现了矿井通风技术发展的历史风 貌, 另一方面还展示了广大科技人员开拓创 新的丰硕成果。 从 1958年以来, 江西钨矿的 通风防尘工作一直走在全国的前列, 这是值 得庆贺的。 但是与国内外通风先进技术相比, 还有不少差距, 同时江西各钨矿之间的发展 也不平衡。 归纳起来, 主要有以下几个方面。 1 矿区上部采空区多的矿山,漏风严 重,受自然风压干扰较大,使某些区段井巷 风流不够稳定, 影响通风效果。 2 风量分配与调节措施欠佳,由此使 矿井风量分配不合理,往往出现有些作业区 风量有余, 而另一些作业区则不足的现象。 3 有的通风系统主扇选择与矿井网路 不相匹配; 有的矿山主进、排风井巷与采空 区沟通产生漏风,有的则断面偏小,风阻 大,使主扇功能不能得到充分发挥。 4 矿井通风技术测试不够经常,通风 管理制度执行不严, 措施不力, 往往不能保 证通风系统在良好状态下运行。 5 有些矿山偏重矿井通风网路建设, 而对中段通风网路、采区通风网路建设则有 所忽视,从而影响通风系统作用的发挥。 6 有些矿山的通风工程滞后于采掘通 风的需要; 有的采掘顺序混乱, 使局部通风 布置产生困难。 7 许多矿山通风井巷中的杂物 岩块、 废旧材料等 堆积较多,有的通风井巷过风 断面太小, 从而影响通风效果。 针对上述问题, 为使矿井通风系统适应 矿井生产的需要,为赶超世界先进水平, 今 后应做好以下各项工作。 1 继续深入研究适应钨矿深部开采的 通风系统形式与通风网路结构,以满足深部 矿井生产的需要。 2 深入开展矿井风量分配与调节措施 的研究,实现对作业区、作业面所需风量的 按需分配。有条件的矿山可应用电子计算机 控制通风系统和解算通风网路。 3 坚持做好局部通风标准化设计与管 理,正确处理局部通风与通风系统的关系。 4 做好矿井通风节能工作,开展主扇 电机调速、主扇工况调节的研究, 推广应用 节能风机。 5 继续开展通风系统优化设计与通风 系统评价方法研究, 提高通风系统设计与管 理水平。 6 继续完善通风管理制度,加强技术 培训, 提高专业技术人员的技术水平与业务 能力。 7 加强主扇风源和矿井含尘空气的净 化,以保证进入矿井和作业区 点 的空气质 量符合国家规定要求。 建立和完善矿井通风系统是顺利完成矿 井生产任务、提高劳动生产率和保障井下工 作人员安全与健康的重要条件。建国以来, 江西钨矿开拓创新、努力实践,在通风系统 建设方面创造和积累了不少经验, 取得了很 大成绩,作出了许多贡献。今后, 随着采矿 工业的发展,采矿技术的进步,新的矿井通 风技术课题必将不断涌现,不断开展技术创 新并把技术成果广泛推广应用,把江西钨矿 矿井通风技术不断推上新水平,是江西钨矿 和广大科技工作者的一项重要任务。 李朝祥江西钨矿矿井通风系统的建立与发展 第 5 6期103