山东金岭铁矿矿井通风系统的测定与评价.pdf

山东 金岭铁 矿矿 井通风 系统 的测定 与评 价 山 东金 岭铁矿矿 井通风 系统 的测定与评价 郭斯旭 孙永 芳 杨瑞 山 孙 崇凯 山东 金岭铁 矿 山东 淄 博 2 5 5 0 8 1 摘要通过对山东金岭铁矿矿井通风系统的测 定 ， 发现 了该矿矿井通风系统 中存在的 问题 ， 提出 了解决问题的方案 ， 对 于促进矿 山通风工作具有实际的意义 。 关键词矿井通风系统测定评价 山东 金 岭铁 矿 位 于淄 博 市张 店 区境 内 ， 是 一 个年产磁铁矿石 1 0 0余万 t 、 铁精粉 6 5万余 t 的 采选联合企业 ， 下辖侯庄、 铁 山、 召 口 3个井下生 产分 矿 。 为 了进一 步搞好 山东 金岭铁 矿 的矿井通 风工 作 ， 为矿山通风系统的安全、 经济运行提供必要的 技术数据 ， 依据 金属非金属地下矿山安全规程 和 山东省国有非煤矿 山安全年检标准 的要求 ， 于 2 0 0 2年 8月 1 7日、 8月 1 8日、 8月 2 4日对侯 庄、 铁 山、 召 口 3个分矿分别进行了通风系统测 定。本次测定事先对所有仪器进行 了校正。 l 通风 系统测定方法及有关规定 1 ． 1 测 点的布 置 为了弄清山东金岭铁矿井下各个作业地点的 风速、 风量， 我们对井下采掘作业面、 进风点 、 排风 点、 主要漏风点 、 巷道分风点都布设了测点。侯庄 分矿共布设测点 4 1个， 铁山分矿共布设测点 4 2 个 ， 召 口分矿共 布设 测点 5 3个 。 1 ． 2 测点巷道断面的测量与计算 测 风 测点 断 面 的测 量 ， 采 用 分 度盘 测 量 法或 特征点测量法 。然后用平均半径法或面积计算法 求出每个断面的断面积。 1 ． 3 风 速测 定 为了使测定的数据尽量准确， 我们组织 了由 全矿采矿专业工程技术人员、 机动处有关人员组 成 的近 3 0人 的测 风队伍 ， 并在 测风前 进行 了统 一 培训 。 在统一指挥下 ， 于 8月 1 7日、 1 8日、 2 4日分 别对侯庄、 铁 山、 召 口所布测点进行了测定， 测定 时热球式、 数字式表采用侧身法 ， 杯式风表采用侧 身走 线法 。 1 ． 4 风 速计 算 根据所测 的数值 ， 计算 出平均指示风速。 查该 点所使用测风仪器的校正曲线 ， 得 出该断面校正 后 的风速， 最后计算 出该断面的实际风速 。 1 ． 5 风量计 算 根据 实际 风速 和测 得 的断面 积 ， 由公式 Q 实 S计算出所测定断面的风量。 2 侯庄分矿通风系统的测定 侯庄 分 矿年 产矿 石 近 4 0万 t ， 是 一个 处 于生 产 中期 的矿井 ， 采用 以回风侧 为主的分 区三级机 站 通风 系统 。 总回风机 站设在 一1 6 0 m 水 平 ， 二级 机 站 设 在一 1 6 0 m 水 平 西部 ， 一 级 机 站设 在 采 区 与 回风 上 山的联络 道 内。 侯庄分矿通风系统的测定数据及计算指标如 下 2 ． 1五项 基本指 标 1 风量 风速 合格率 T h l 遗 T h l 遗 n ／ Z1 0 0 一1 3 ／ 1 7 l O O 一7 6 ． 5 式中z 一同时工作的需风点总数 ； 一 风量或风速符合 金属非金属矿 山安 全规程 要求的需风点数 。 2 风质合格率 1 质m／ Z1 0 0 一1 1 ／ 1 7l O O 一 6 4 ． 7 o／ 4 式中 一风源质量符合要求的需风点数。 3 有效风量率 1 有一 有 ／ 囊 1 0 0 一 2 8 ．1 8 ／ 6 0 ．3 0 1 0 0 o／ 44 6 ． 7 3 式中 有 一各需风点的有效风量之和 ， m。 ／ s ； 一 】 7 一 维普资讯 矿 山环保总 第 4 4期2 0 0 3年第 1期 囊 一 主扇装 置 的风 量 ， r l l ／ s 。 注 有效风量不包括傅 山来风 1 O ． 5 8 r l l ／ s和 侯庄 民采来风 2 ． 9 0 r n ／ s 4 主扇装置效率 囊一 囊Q囊 ／ 1 0 2N 电 传 1 0 0 一3 4 6 0 ． 3 ／ 1 0 27 5 ． 60 ． 8 8 1 0 0 i 0 0 一 3 0。 2 西 囊一HI Q囊／ 1 0 2 N 电 传 文1 0 0 1 23 9 ． 4 7 ／ 1 0 21 90 ． 8 5 6 3 1 0 0 一 4 5 ．6 4 式 中H囊 一 主扇装 置风 压 ， mmH2 O； Q 囊 一 主扇装 置风量 ， m ／ s ； Ⅳ一主扇电机输入功率 ， k w； 一 主扇 电机效 率 ， ； 一 传动效率 ， 。 5 风量供需 比 一 宴／ ∑Q青一6 0 ． 3 ／ 4 3 ． 8 1 1 ． 3 8 若减去傅山、 侯庄来风则有 一 6 o ． 3 1 O ． 5 8 2 ． 9 ／ 4 3 ． 8 1 1 ． O 7 式中 蕾 一按设计定额计算的同时工作需风量 的风量之 和 ， m ／ s 。 2 ． 2 综 合指标 C C 一 遗 囊 一 7 6 ． 5 6 4 ． 7 4 6 ． 7 3 0 ． 2 1 0 0 一 0 ．5 9 式中 风量供需指数， 。 2 ． 3 辅 助指标 1 单位有效风量所需功率 W E WI／ 有 一2 1 2 ． 5 ／ 2 8 ． 1 8 3 6 ． 8 一 0 ． 2 0 5 k W 式中 囊 一主扇、 辅扇和局扇所需功率之和 ； 一 主风流 线路 的总长 度 ， h m。 2 单位采掘矿石量的通风费用 I一∑F／ l o 0 0 0 A6 1 2 9 7 3 ／ 1 0 0 0 0 3 9 一1 ． 5 7 元 ／ t 式 中 ∑ F一 每年用 于 矿井 通风 的总 费用 包 括 电 费、 设备折 旧、 工程摊提、 材料 消耗 、 维修费以及工资等 。 3 年产万 吨耗 风量 q q 一 囊 ／ A一6 0 ． 3 ／ 3 9 1 ． 5 5 m ／ s 4 单位采掘矿石量的通风电耗 E EET S D W／ l o 0 0 0 A一9 9 5 9 4 o ／ 1 0 0 0 0 3 9 一2 ． 5 5 k W h ／ t 一 1 8 一 式 中 丁一扇风机每班运转 的时数 ， h 按工作制 度或主辅扇按 7 ． 5 h ／ 班 ， 局扇按 6 h ／ 班 计算 ； S 一扇风机每昼夜运转的班数 ， 班 按矿山 的实 际工 作制度 确定 ； D一 每年工 作 天数 ， d 。 3 铁 山分矿通风 系统的测定 铁 山分矿 是 处 于开采 末 期 的老 矿 山 ， 目前 开 采 辛 庄 Ⅲ矿体 ， 开 采 水平 已经 延伸 到一 3 6 O m 水 平 。采用分区不独立通风系统 ， 主扇设在一1 6 5 m 水平， 辅扇设在一2 2 5 m水平北部 。 铁山分矿通风系统的测定数据及计算指标如 下 3 ． 1五项基本 指标 1 风量 速 合格率 T h l c 遗 量 遗 n ／ Z1 0 0 一1 5 ／ 1 5 1 0 0 ％ 一1 0 0 2 风质合格率 质m／ Z1 0 0 一l z ／ 1 51 0 0 8 0 3 有效 风量率 1 7 有 T l 有一∑ Q有 ／ ∑ Q囊1 0 0 ％2 3 ． 3 1 ／ 3 3 ． 9 7 5 4 ． 8 7 3 1 0 0 一 6 0 4 主扇装置效率 囊一H囊Q囊／ 1 0 2N 电 传 1 0 0 一 4 7 3 8 ．8 4 8 ／ 1 0 2 4 1 ．8 8 8 1 0 0 1 0 0 9 ／ 64 9 5 风量供需比 一 ∑ Q囊 ／ ∑ Q 青一3 8 ． 8 4 8 ／ 3 O 1 ． 2 9 3 ． 2综合指标 C C一 遗 1 7 有 囊p 一 1 0 0 8 O 6 O 4 9 1 0 0 0 ． 7 5 3 ． 3 辅 助指标 1 单位有效风量所需功率 一 ∑ 囊／ 有L1 6 9 ／ 2 3 ． 3 1 3 5 一 0 ． 2 k W 2 单位采矿量的通风费用 ∑ F ／ 1 O 0 0 0 A3 0 0 o o o ／ 1 0 0 0 0 2 0 一 1 ． 5 元／ t 3 年产万 吨耗 风量 q g 一 囊 ／ A3 8 ． 8 4 8 ／ z z ． 5 1 ． 7 2 m ／ s 4 单位采掘矿石量的通风电耗 E 维普资讯 山东金 岭铁矿 矿 井通 风 系统 的测 定与评 价 E一 ∑ S D W_／ l o O 0 0 A7 ． 5 3 2 5 0 1 6 9 ／ 1 0 0 0 0 2 2 ． 5 4 ． 2 2 5 k W h ／ t 4 召 口分矿通风 系统的测定 召 口分矿是一个开采 中期的矿井， 年产矿石 5 0余万 t 。 大部分采矿及掘进地点都集 中在一3 1 0 I n水平 以下的西部区域及北金召一3 1 0 I n水平上 下 。 由于 需 风 点多 ， 通 风线 路 较 长且 为 折返 式 通 风 ， 通 风较 为 困难 。 召口分矿采用以回风侧为主的分区多级机站 通风 系统 。根据 实际 需要 ， 机 站共 设三 级 一级 机 站设置在采区 ， 二级机站设置在所需分区点， 三级 机站为地表主扇。 召 口分矿通风系统的测定数据及计算指标如 ．下 4 ． 1 五 项基 本指标 1 风量 风速 合格率 遗 遗 n ／ Z l O O ％z 6 ／ z s xl O O ％9 2 ． 8 ％ 2 风质合格率 1 质m／ Z1 0 0 一z s ／ z 8 1 0 0 一8 9 3 有效风量率 1一 有／ 囊 1 0 0 一 3 2 ．5 ／ 5 t ．2 5 8 1 00 一 6 3 ． 4 4 主扇装 置效率 1 H囊 Q 囊 ／ 1 0 2N 1 电 1 传 1 0 0 一 5 1 ．6 9 5 1 ．2 5 8 ／ 1 0 2 4 5 0 ．8 8 1 0 0 1 0 0 一 6 5 ． 6 5 风量供需比 一 囊 ／ y ．Q膏一5 1 ． 2 5 8 ／ 4 9 ． 6 1 ． 0 3 4 ． 2 综 合指标 C C一 叼 遗 1 质 1 有 1 _ 9 2 ． 8 ％8 9 ％ 6 3 ． 4 ％6 5 ． 6 ％1 0 0 ％ “ 0 ． 8 0 7 4 ． 3 辅助 指标 1 单位有效风量所需功率 W E Wm／ 有 一2 2 5 ／ 3 2 ． 52 9 ． 4 一 0 ． 2 3 5 k W 2 单位采掘矿石量的通风费用 IY ．F／ I O 0 0 0 A一3 6 0 6 2 9 ／ 1 0 0 0 0 5 4 一0 ． 6 6 8 元／ t 3 年产 万 吨耗风量 q ． g 一 _／ A 5 1 ． 2 5 8 ／ 5 4 0 ． 9 4 9 m。 ／ s 4 单位采掘矿石量的通风电耗 E EY ．T SD _／ l o 0 0 0 A一 7 ． 53 2 6 08 1 6 32 6 01 4 4 ／ 1 0 0 0 0 5 4 一2 ． 1 2 5 k W h ／ t 5 矿 井 通风 系统及 综合 降尘 措 施 的评价和整 改措施 根据现场实际和矿井通风系统的测定情况可 以得出 侯庄、 铁山、 召口 3个分矿 的通风方式是 合理的， 其矿井通风系统是安全、 有效的。这也说 明以回风侧为主的分 区多级机站通风系统能够解 决我矿面临的通风难题。 但是， 由于我矿的专用通 风井少 ， 大多为折返式通风， 因此给通风管理带来 很大难度。 尽管我们做了很多工作， 但也存在局部 区域风量分配不尽合理 、 风门损坏、 漏风大、 主扇 装置效率低 、 风量供需 比较小、 局扇设置不及时 、 风筒接不到工作面等实际问题 。3 个分矿存在 的 具体问题及整改措施如下 5 ． 1 侯庄 分矿 5 ． 1 ． 1 存 在 的主要 问题 1 有效风量率偏低 ， 为 4 6 ． 7 。造成有效风 量率低的原因是漏风量大。 傅山、 侯庄民采的进风 量 为 1 3 ． 4 8 I n 。 ／ s ， 一2 2 0 I n风门漏 风 1 1 ． 5 2 I n 。 ／ s ， 一 2 8 0 I n风门漏风 6 ． 8 3 I n 。 ／ s 。 一1 6 0 I n西辅扇风 门漏风 1 0 I n 。 ／ s 。 2 主扇装置效率很低 ， 为 3 0 ． 2 。造成主扇 效率低的原因有两个 主扇负压低 ， 主扇实耗功率 较 大 。 目前主 扇叶片安 装角 已调 至最大 ， 主扇 电机 实耗功率大于额定功率。 3 主扇与通风系统不匹配， 主要表现在风压 低 、 风量小 、 控风能力差 ， 满足不了侯庄分矿的需要。 4 风门漏风严重 。 目前 ， 侯庄分矿的铁风门都 不同程度地存在漏风。 其中一1 6 0 I n西部风门、 一 2 2 0 I n东部风门漏风严重。 5 一2 8 0 I n水平 K 4 5 1 3型辅扇 已无运转的 必 要 ， 须拆 除 。 6 采空 区上风较 大 ， 造 成漏 风 。 5 ． 1 ． 2 应该 采取 的整 改措施 1 用 K4 O - 6 一 No． 1 8型 风机代替 K4 5 1 6型 主 扇 。 2 拆除一2 8 0 I n水平的 K4 5 1 3型辅扇。 3 加强采空区的密 闭及风 门的密闭整理工 一 】 9 一 维普资讯 矿 山环 保总第 4 4期2 0 0 3年第 1期 作 ①继续做好一1 6 0 m东、 西部及其它采空区的 密闭工作 ； ②对于我打透的民采进行永久性密闭； ③对漏风较大的一1 6 0 m 西风门、 一2 8 0 m东风 门、 一2 2 0 m 东 风 门进 行 密闭 或整形 处 理 ， 对 损坏 较严重、 漏风较大的风门进行更换 ； ④对于在主回 风道 中或离机站较近的密闭宜采取永久性措施 。 5 ． 2 铁 山分 矿 5 ． 2 ． 1 存在的主要问题 1 主扇装置效率稍低 ， 为 4 9 。 2 风量 分 配不很合 理 。虽然 老 2 号 人行 底部 已经密闭， 但 经现场测定大多数风流仍从老 2号 人行 前 后 流走 ， 一 1 6 5 m 水 平 最北 端 由于 负 压较 弱上 风量 很小 。 3 局部区域漏风较大。由于农采与我打透等 因素， 一1 6 5 m设备井以南、 主扇风门以南存在多 处漏风 。 4 --2 2 5 m水平北辅扇排风不畅， 在一2 2 5 m 水平设备井方向出现污风循环 。 5 辛庄 Ⅲ矿体仍存在盲主井人风的情况 。 5 ． 2 ． 2 应 当采 取 的整改措 施 1 把一2 2 5 m北辅扇 向里移， 解决排风不畅 和对一2 2 5 m 以下水平控风能力弱的问题 。在一 2 2 5 m北部布置 1 条或 2条 5 m。 以上断面的直达 一 1 6 5 m 水平 或 --2 0 8 m 以上水 平 的回风上 山 。 2 对一1 6 5 m 设备井以南 、 主扇风 门以南 的 几处 漏风 点进行 密 闭 。 3 对老2 号 人 行方向上部的漏风点进行密闭。 4 为了解决 一1 6 5 m 水平北端负压较弱及主 扇装置效率低的问题 ， 需调整主扇安装角， 以提高 主扇 负压 ， 增加 最北端 的排 风量 。 5 在--2 2 5 m水平盲主井 口设风门解决主井 人风 的 问题 。 5 ． 3召 口分矿 5 ． 3 ． 1 存在 的主 要 问题 ． 1 东 召矿 区 由于 农采 与 我 打透 ， 原 设 计 的 由 一 3 1 0 m东大巷进风 ， 东风井回风 的通风系统被 破坏。 目前没有清晰的回风网路， 出现污风循环现 象 事实上 ， 目前东召的进风量全由农采提供 。 2 北 金 召 矿体 进 风量 偏 低 ， 满足 不 了 北金 召 矿 体各 地点 采掘 用风 的需要 。 3 一3 1 0 m 西 部风 量分配 不合理 ， 漏 风大 。 4 地表 风门 、 井 架存 在漏 风 。 一 3 1 0 m 中部 原 施工 的 密 闭墙 由于 采 残矿 或 充填 的影 响 ， 多道 密 一 2 0 一 闭墙被 毁 。 5 二级 机站 风机 对 一3 5 0 m、 一 3 9 0 m 西 部 的 控风 能力 减弱 。 6 地 表主扇 风硐 内有 杂物且 上部木 板 门盖不 严 。 5 ． 3 ． 2 应 当采取 的整 改措施 1 迅速对东召通风系统进行改造 ， 密闭与农 采打透的巷道后利用老二中、 三 中回风人行作 回 风道 。 在 一1 5 0 m 卷 扬机 房 以西设 置 风 门 ， 形 成新 风 由一 3 1 0 m 东 大巷进 入 东 召一 3 1 0 m、 一2 5 0 m 水平冲洗工作面后 由二级站风机抽至上水平 。污 风在 东 主扇 的作 用 下 沿老 二 中、 三 中 回风人 行 至 一 1 5 0 m 水平 经东 风井排 出 。 2 更换 地表 风 门 ， 密闭 副井井 架漏风 点 。 3 根据现场实际恢复或重新设立中部一3 1 0 m 以上 水平 的密 闭墙 ， 逐 步密 闭一3 1 0 m 西部 。 4 由于北 金 召北 西部 区域 通风 困难 ， 进 风 量 较小且通风阻力较大， 因此需将设在 一2 4 0 m一 中的二级机站风机移至--2 6 9 m水平 。由二级机 站风机负责克服一4 3 0 m至一2 6 9 m水平的通风 阻 力 。一2 6 9 m 以上 水平 的通 风阻 力 由总 回风机 站 负责 克服 。 5 在一2 4 0 m西部设置二级机站解决北金召 矿体供风量不足的问题。 6 清理主扇风硐 内的杂物， 修理损坏的风硐 盖板 和下部 的挡 风门 。 对各矿井通风 系统 中存在 的问题 ， 3个分矿 要高度重视 。抓住冬季来临矿井通风条件有所改 善 的有利时机 ， 尽快把上述各项整改措施 落实好。 综合防尘降尘 ， 除要继续执行湿式作业、 接尘 人员佩戴好个人防护用品外 ， 3个分矿还应对 主 要阶段大巷的两帮、 顶板每年清洗 1 ～2次。 6 今 后将做 的矿井通风试验工作 为了搞好矿井通风系统并为计算矿井通风阻 力提供确切的数据， 山东金岭铁矿将做 以下通风 试 验工 作 1 择 机在 召 口分 矿 的局 部地 段进行 摩擦 阻力 系数的 实际测 定 ； 2 在铁山、 侯庄两分矿进行 自然风压的实际 测定 。 收稿 日期 2 0 0 2 0 9 ． 2 3 维普资讯