王昌盛（山東黃金金創(chuàng)集團(tuán)有限公司,山東 煙臺(tái) 265600）

黑嵐溝礦段井下分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)改造

王昌盛
（山東黃金金創(chuàng)集團(tuán)有限公司,山東 煙臺(tái) 265600）

井下開(kāi)采通風(fēng)工程是前提，如果沒(méi)有良好的通風(fēng)環(huán)境，將給安全、生產(chǎn)帶來(lái)很大的困難。山東黃金金創(chuàng)集團(tuán)有限公司正準(zhǔn)備在井下文明生產(chǎn)上上一個(gè)新的臺(tái)階，所以通風(fēng)投入很關(guān)鍵。經(jīng)過(guò)深入調(diào)查和多方面經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，采取了短期效益和長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)結(jié)合的措施，決定以改善通風(fēng)環(huán)境為文明生產(chǎn)的先導(dǎo)，為礦山的后續(xù)發(fā)展提供保障。

通風(fēng)改造；冬季防凍；工作面降溫

1 黑嵐溝礦段的基本情況

1.1 自然地理狀況

山東金創(chuàng)股份有限公司黑嵐溝礦區(qū)位于蓬萊市南部32km處，礦區(qū)面積7.3398平方公里，開(kāi)采深度由+200m至-520m標(biāo)高。行政區(qū)劃隸屬蓬萊市大辛店鎮(zhèn)管轄，東距煙臺(tái)市區(qū)（車(chē)站、港口）42km。礦區(qū)位于威（海）—烏（海）高速公路蓬萊出口南12km，同（江）—三（亞）高速公路棲霞北出口約18km。

礦區(qū)東高西低，最高海撥369.8m（石皮山），最大相對(duì)高差170m左右，地面標(biāo)高一般為180～300m。

礦區(qū)氣候?qū)倥瘞Ъ撅L(fēng)半海洋性氣候，四季分明，氣候宜人。最高氣溫38.4℃，最低氣溫-14.8℃，年平均氣溫11.8℃。年平均降雨量641.8mm，日最大降雨量為137.2mm。全年無(wú)霜期為180～200天。平均大風(fēng)天數(shù)32.9天，年平均風(fēng)速2.5m/s。年平均地溫14.6℃，冰凍期一般為154天，最大凍土深度為0.64m。

1.2 通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀及設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)情況

由于通風(fēng)工程的嚴(yán)重滯后和缺失，黑嵐溝礦段的井下無(wú)一個(gè)完善合理的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，總體上還是采用自然通風(fēng)方式。井下掘進(jìn)作業(yè)時(shí)多采用JK58-No.4型局扇進(jìn)行局部通風(fēng)。

前期的初步設(shè)計(jì)中采用了兩翼對(duì)角式集中抽出式通風(fēng)方式。中部的328明豎井接力808盲豎井和809盲豎井作為主進(jìn)風(fēng)井系統(tǒng)；南翼的129明豎井接力129盲豎井作為南翼排風(fēng)系統(tǒng)（正常生產(chǎn)期間禁止提人）；北翼的349北風(fēng)井接力289盲豎井作為北翼排風(fēng)系統(tǒng)（正常生產(chǎn)期間禁止提人）。

新鮮風(fēng)流由中部的328明豎井接力808盲豎井、809盲豎井、349明豎井進(jìn)入井下各中段，清洗工作面后，污風(fēng)經(jīng)上階段脈外巷道或?qū)Ｓ没仫L(fēng)巷道，分別由南北兩翼排風(fēng)井排出地表。

設(shè)計(jì)的總需風(fēng)量為48.0m3/s。在129明豎井+180m中段風(fēng)硐內(nèi)安設(shè)DK40-6-No15（2×37KW）型軸流式風(fēng)機(jī)一臺(tái)，作為礦區(qū)南翼的抽出式主風(fēng)機(jī)，負(fù)責(zé)排除風(fēng)量為26.4m3/s，計(jì)算負(fù)壓為963.2Pa；設(shè)計(jì)在349北風(fēng)井+140m中段風(fēng)硐內(nèi)安設(shè)K45-4-No10 （30kW）型軸流式風(fēng)機(jī)一臺(tái)，作為礦區(qū)北翼的抽出式主風(fēng)機(jī)，負(fù)責(zé)排除風(fēng)量為21.6 m3/s，計(jì)算負(fù)壓為919.7Pa。

2 黑嵐溝礦段通風(fēng)系統(tǒng)存在的問(wèn)題及解決的途徑

如前所述，目前黑嵐溝礦區(qū)最大的問(wèn)題是無(wú)法形成健全的通風(fēng)系統(tǒng)，礦井通風(fēng)工程嚴(yán)重滯后。在以往的生產(chǎn)中就沒(méi)有考慮通風(fēng)系統(tǒng)的問(wèn)題欠賬過(guò)多，積重難返，如要徹底的改善必將需要下大力氣，投入較大的工程量和較長(zhǎng)的時(shí)間。

2.1 存在的主要問(wèn)題

（1）由于只顧采礦不顧及通風(fēng)，致使沒(méi)有整體的通風(fēng)系統(tǒng)規(guī)劃，井下沒(méi)有用于排除污風(fēng)的通道，致使污風(fēng)無(wú)法排除，新風(fēng)無(wú)法進(jìn)入。井下采掘作業(yè)地點(diǎn)無(wú)新風(fēng)的有效供給，新鮮風(fēng)量嚴(yán)重不足。

（2）由于中段之間無(wú)可靠的排風(fēng)通道（脈外天井），作業(yè)地點(diǎn)之間污風(fēng)循環(huán)串聯(lián)利用，污染嚴(yán)重。開(kāi)采作業(yè)的污風(fēng)也無(wú)法排除。

（3）密閉、風(fēng)門(mén)等控風(fēng)設(shè)施嚴(yán)重缺失，放任自流，漏風(fēng)嚴(yán)重，有效風(fēng)量率極低。

（4）由于有用的新風(fēng)量不足，無(wú)法排除作業(yè)地點(diǎn)的熱量，作業(yè)地點(diǎn)溫度升高（局部地點(diǎn)接近300，工人穿短褲作業(yè)），嚴(yán)重影響礦山的生產(chǎn)效率。

（5）由于空區(qū)較多，又無(wú)有效的密閉，致使自然風(fēng)壓作用強(qiáng)烈，風(fēng)量隨季節(jié)變化極不穩(wěn)定，風(fēng)流反向污染現(xiàn)象較為普遍。

（6）多中段作業(yè)，風(fēng)流難以分配。由于淺部采場(chǎng)充填料中含有一定的品位，致使重新扒出，形成多個(gè)中段作業(yè)的局面，給通風(fēng)工作造成了很大的困難。

（7）大主扇集中排風(fēng)功率消耗大，漏風(fēng)大。設(shè)計(jì)采用的兩翼兩臺(tái)大主扇集中排風(fēng)的方案，由于排風(fēng)過(guò)于集中井下負(fù)壓梯度大，風(fēng)流難以控制，極易造成大量漏風(fēng)，同時(shí)功率消耗也較大（裝機(jī)容量104kW）。

（8）在自然風(fēng)壓的作用下生產(chǎn)礦井成為出風(fēng)井，井筒空氣潮濕，腐蝕電控和管道等設(shè)備，不僅減少使用壽命同時(shí)還存在發(fā)生事故的危險(xiǎn)。

（9）冬季里入風(fēng)井結(jié)冰影響生產(chǎn)。

2.2 解決的途徑

（1）完善礦井通風(fēng)系統(tǒng)，實(shí)施必要的通風(fēng)工程。當(dāng)前解決問(wèn)題最徹底的辦法就是開(kāi)辟專門(mén)的排風(fēng)通道，有了通道才能通風(fēng)，否則將無(wú)法解決目前的新風(fēng)無(wú)法進(jìn)入，污風(fēng)無(wú)法排出，井下作業(yè)溫度升高的現(xiàn)狀。

（2）建立中段通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，防止采掘作業(yè)面之間污風(fēng)串聯(lián)污染。要在中段開(kāi)采時(shí)，開(kāi)辟必要的永久性通風(fēng)天井，不僅為本中段開(kāi)采形成排風(fēng)通道，也為下中段開(kāi)采留出排風(fēng)通道，使采場(chǎng)中具有貫穿風(fēng)流，避免污風(fēng)串聯(lián)污染和循環(huán)。

（3）防止通風(fēng)系統(tǒng)漏風(fēng)，提高通風(fēng)系統(tǒng)的有效風(fēng)量率。為了保證通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，必須施工必要的調(diào)控設(shè)施，如密閉、風(fēng)門(mén)等，防止漏風(fēng)，提高有效風(fēng)量。

（4）盡量采用分區(qū)通風(fēng)方式。分區(qū)通風(fēng)與集中通風(fēng)相比，功率消耗將大幅度降低，同時(shí)易于管理和控制將減少大量的漏風(fēng)。

（5）建立機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)利用風(fēng)機(jī)靜壓控制自然風(fēng)壓反向，防止造成作業(yè)場(chǎng)所因風(fēng)流反向而污染，同時(shí)防止因風(fēng)流反向潮濕腐蝕和損壞提升控制等設(shè)備。

（6）利用淺部廢舊井巷冬季預(yù)熱礦井入風(fēng)流，解決入風(fēng)井結(jié)冰問(wèn)題。

3 通風(fēng)系統(tǒng)方案選擇

通風(fēng)系統(tǒng)的方案選擇必須結(jié)合礦山井下的實(shí)際情況，經(jīng)多方案比較選出技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理的通風(fēng)系統(tǒng)形式。

3.1 單翼對(duì)角式大主扇集中抽出式通風(fēng)系統(tǒng)方案

該方案是將整個(gè)黑嵐溝礦段作為一個(gè)通風(fēng)區(qū)域，利用礦體南端的127風(fēng)井和129明豎井作為排風(fēng)井，其他井筒均為入風(fēng)井，全礦段形成北翼多井入風(fēng)南翼兩井排風(fēng)的單翼對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)，如圖1所示。

該通風(fēng)系統(tǒng)方案中，把開(kāi)采作業(yè)即將結(jié)束的南部二分礦的兩條明井（127風(fēng)井和129明豎井）、深部?jī)蓷l盲井（809盲井和129盲井）以及人行天井作為排風(fēng)井巷，北部其它的明豎井和盲豎井作為入風(fēng)井；風(fēng)機(jī)安裝于與328采區(qū)相連通的-50m中段巷中。在風(fēng)機(jī)的作用下，新鮮風(fēng)流從位于礦段北部的六條明豎井進(jìn)入井下，再經(jīng)北部的四條盲井進(jìn)入深部，經(jīng)過(guò)作業(yè)面后形成廢風(fēng)，向礦段的南部排入二分礦區(qū)域，經(jīng)二分礦的129盲豎井、127風(fēng)井和129明豎井排出地面。風(fēng)流調(diào)控采用密閉、風(fēng)窗及風(fēng)門(mén)等增阻調(diào)節(jié)方式，防止漏風(fēng)和污風(fēng)串聯(lián)污染。該方案通風(fēng)路線過(guò)長(zhǎng)，阻力過(guò)大，沿途漏風(fēng)點(diǎn)過(guò)多且無(wú)法控制，同時(shí)調(diào)風(fēng)構(gòu)筑物等設(shè)施的工程量巨大，加上欲利用排風(fēng)的井巷仍有提升作業(yè)，調(diào)節(jié)起來(lái)將十分困難。

3.2 兩翼對(duì)角式大主扇抽出式通風(fēng)系統(tǒng)方案

方案中，將南部二分礦的129明豎井、深部的129盲豎井、人行井以及北端的階梯天井作為南翼排風(fēng)系統(tǒng)，將北部的349風(fēng)井作為北翼排風(fēng)井，形成兩翼對(duì)角式系統(tǒng)方式。新鮮風(fēng)流從位于中部的明豎井、盲豎井進(jìn)入井下，經(jīng)作業(yè)面變?yōu)閺U風(fēng)，在兩翼主扇的作用下通過(guò)南北排風(fēng)系統(tǒng)排至地表。

風(fēng)流調(diào)控采用密閉、風(fēng)窗及風(fēng)門(mén)的增阻調(diào)節(jié)方式，防止漏風(fēng)和污風(fēng)串聯(lián)污染。同樣，該方案風(fēng)路也較長(zhǎng)，阻力較大，漏風(fēng)難以控制，調(diào)風(fēng)設(shè)施工程量巨大，調(diào)節(jié)起來(lái)十分困難，難以奏效。

3.3 分區(qū)壓抽混合式二級(jí)機(jī)站通風(fēng)系統(tǒng)方案

該通風(fēng)系統(tǒng)方案如圖1所示。

該方案中，為了盡量縮短通風(fēng)距離，降低阻力，減少漏風(fēng)，將黑嵐溝礦段以生產(chǎn)采區(qū)劃分為三個(gè)區(qū)域，其中，328明豎井生產(chǎn)區(qū)域（一分礦）和349明豎井生產(chǎn)區(qū)域（二分礦）采用兩明豎井入新風(fēng)，南端129明豎井、中央天井和空區(qū)、北端349北風(fēng)井三條風(fēng)路排除井下污風(fēng)，形成分區(qū)不獨(dú)立的Ⅱ級(jí)機(jī)站通風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)流路線如圖1所示。

考慮到多中段作業(yè)的可能性，二個(gè)區(qū)域（二個(gè)分礦）的中段通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)均采用上、下行間隔式。排風(fēng)中段的入風(fēng)側(cè)安裝風(fēng)門(mén)，入風(fēng)中段的排風(fēng)側(cè)設(shè)密閉，風(fēng)流上、下行通過(guò)采場(chǎng)，保證采場(chǎng)的貫穿風(fēng)流。

為了防止漏風(fēng)，保證有足夠的新鮮風(fēng)流到達(dá)深部作業(yè)地點(diǎn)，采用壓抽混合式二級(jí)機(jī)站的風(fēng)機(jī)布置方式。壓入式的Ⅰ級(jí)機(jī)站風(fēng)機(jī)布置于最低段盲豎井井口和上一段盲豎井井底的倒段車(chē)場(chǎng)處，負(fù)責(zé)克服系統(tǒng)入風(fēng)側(cè)通風(fēng)阻力，提供井下新鮮風(fēng)流；抽出式Ⅱ級(jí)機(jī)站風(fēng)機(jī)布置于主排風(fēng)井的井底，負(fù)責(zé)克服系統(tǒng)排風(fēng)側(cè)的通風(fēng)阻力，排除井下的總污風(fēng)。

3.4 通風(fēng)系統(tǒng)方案的比較確定

上述三個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)方案的定性比較如表1所示。

表1 通風(fēng)系統(tǒng)方案比較

從表1的定性比較中可以看出，方案三明顯優(yōu)于其它兩方案，因此采用第三方案，即壓抽混合式分區(qū)Ⅱ級(jí)機(jī)站的通風(fēng)系統(tǒng)方案。