林志標(biāo)

（北山礦業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司，廣西 河池 547108）

廣西西部某礦山位于廣西河池市環(huán)江縣西北80公里。2010年在0水平中段鉆探探明儲量較大的礦體，經(jīng)過不同方案比較，確定斜坡道開拓方案。該礦山運輸巷道為280水平，從運輸巷道開挖斜坡道到0水平，坡度10度，斜坡道掘進長度2000米。雖然0水平的礦體上部有舊巷道和采空區(qū)，但由于該礦山生產(chǎn)受雨季影響，在雨季5月～8月時期，舊巷道和采空區(qū)被水淹至280水平。因此斜坡道掘進工程要避開舊巷道和采空區(qū)，只能獨頭掘進。另外斜坡道采用之形迂回到0水平預(yù)定位置，無疑增加了通風(fēng)阻力。為了加快工程進度，該礦山采用風(fēng)庫接力壓抽混合方法。

隨著礦產(chǎn)資源的日益減少和市場需求不斷增加，向深部探礦和開發(fā)成必然趨勢。長距離獨頭巷道掘進是深部礦產(chǎn)開發(fā)常見工程。由于通風(fēng)線路超長，不僅增加了通風(fēng)難度和生產(chǎn)成本，而且易發(fā)炮煙中毒、職業(yè)病等安全事故。因此解決通風(fēng)問題是一些礦山深部礦體初期開拓優(yōu)先解決的問題。近年來，許多礦山在這方面做了許多研究和改進，不僅解決了通風(fēng)問題，而且加快工程進度、降低生產(chǎn)成本。取得的成效是明顯的。其中建立風(fēng)庫接力通風(fēng)技術(shù)是中小型礦山施工隊常用方法。下面以廣西西部某礦山為例對該通風(fēng)方法進行應(yīng)用研究。

1 井下風(fēng)庫通風(fēng)技術(shù)

1.1 通風(fēng)技術(shù)方案

本次金屬巷道掘進過程中采用了壓入式通風(fēng)方案，本次工程布置了X個壓風(fēng)機接力站，5650m、5950m處布置5個風(fēng)庫接力通風(fēng)機站。設(shè)計在地表斜坡道出口處，安裝2臺SDF(A)-NO8.0/2×55型局扇風(fēng)機，向斜坡道內(nèi)供風(fēng);另外選用FBDY-NO6.0/4×22型局扇風(fēng)機10臺，分別布置在斜坡道中的5個風(fēng)庫接力通風(fēng)機站內(nèi)。選用800mm高強、膠質(zhì)、多反邊接頭的風(fēng)筒，每節(jié)長為100m，其百米漏風(fēng)率為0.003。其最大風(fēng)量516m3/min，最大風(fēng)壓5500Pa，為取得良好的風(fēng)壓傳遞效果、減少漏風(fēng)，該工程中采用了高風(fēng)壓、大風(fēng)量的局扇，在風(fēng)筒的選用上，結(jié)合壓入式通風(fēng)效果，先用了柔性風(fēng)筒，該柔性風(fēng)筒斷面大、材質(zhì)好、接頭處密封緊實，能在一定程度上避免通風(fēng)能量的損失。

1.2 風(fēng)量計算

需風(fēng)量的計算方法有較多標(biāo)準(zhǔn)，例如：按施工最多人數(shù)計算、按排除炮煙計算、按無軌運輸設(shè)備排氣量計算、按最小排塵風(fēng)速計算等。不同的計算方法考慮的工程實際不同，其計算方法也不同。結(jié)合本工程實際，本文分別分析不同情況下的需風(fēng)量計算方法。

①按同時施工最多人數(shù)計算（Qr）。井下工人在從事采掘作業(yè)時，其每分鐘耗氧量為1L～3L，除去礦機中的其他氧氣損耗，人的呼吸損耗為2%～3%，根據(jù)這些數(shù)據(jù)特征，礦井作業(yè)人員的每人每分鐘4m3的需風(fēng)量，假如井下有N人從事作業(yè)活動，則Qr=4×N。②按排除炮煙計算（Qy）：根據(jù)壓入式通風(fēng)需風(fēng)量的計算公式，在本式中Qy為壓入式通風(fēng)所需風(fēng)量，m3/s；t為通風(fēng)的持續(xù)時間，s；A為一次爆破炸藥消耗量（kg）；L0為獨頭巷道的長度，m；S為掘進巷道的斷面積，m2。假設(shè)：某掘進巷道的通風(fēng)時間為2h，為一次爆破炸藥消耗量80kg，獨頭巷道的長度為200米，斷面積為16m2，根據(jù)計算公式可以得出需風(fēng)量m2/s。③按無軌運輸設(shè)備排氣量計算（Qq）：，在本式中，Qq為無軌運輸設(shè)備排氣需風(fēng)量，m3/s；qs為柴油機的單位功率風(fēng)量指標(biāo)，4m3/(kw＊min)；N為礦井下各種柴油機的功率總數(shù)，kw；N1、N2為柴油機設(shè)備的額定功率，kw；F1、F2為工作時間系數(shù)，即機器在井下的單位時間工作百分比。④按最小排塵風(fēng)速計算（Qc）：Qc=Vmin＊S，在本式中Qc為按最小排塵風(fēng)速計算的風(fēng)量，m3/s；S為巷道斷面面積；Vmin為最小排塵風(fēng)速，根據(jù)行業(yè)相關(guān)規(guī)定，在掘進工作面，Vmin的取值范圍在0.15～0.25。綜合四個因素考慮范圍后，還需預(yù)留10%的寬?？臻g來減少計算誤差對實際工程造成的影響。

圖1 水平風(fēng)庫及風(fēng)機布置示意圖

1.3 通風(fēng)阻力計算

通風(fēng)阻力由摩擦阻力和局部阻力組成，根據(jù)摩擦阻力計算公式，Hi=RiQi2，在本式中Hi為巷道通風(fēng)摩擦阻力，Pa；Ri為巷道的摩擦風(fēng)阻，Ns2/m8；Qi為巷道通過的風(fēng)量。根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗，斜坡道的局部阻力(Hj)按摩擦阻力的30%計算，Hj=0.3＊Hi。井口與井底間的靜壓差按照位壓的計算公式進行分析。

1.4 局扇的選擇

根據(jù)局扇風(fēng)機的風(fēng)量和風(fēng)壓計算，設(shè)計在地表斜坡道出口處，選擇安裝2臺SDF(A)-NO8.0/2×55型局扇風(fēng)機，風(fēng)量437m3/min～895m3/min，風(fēng)壓1108Pa～8102Pa，額定功率55kW，向斜坡道內(nèi)供風(fēng)，一備一用;選用FBDYNO6.0/4×22型礦用通風(fēng)機10臺，最大風(fēng)量516m3/min，最大風(fēng)壓5500Pa，額定功率22kW，分別布置在5個風(fēng)庫內(nèi)，每個風(fēng)庫內(nèi)安設(shè)2臺風(fēng)機，1臺運行，1臺備用。

1.5 風(fēng)庫機站及通風(fēng)效果

風(fēng)庫機站內(nèi)設(shè)置2道風(fēng)門，每一風(fēng)門設(shè)有一大一小2個門，大門的規(guī)格為寬2.4m、高2.5m，用于搬運設(shè)備；小門的規(guī)格為寬1m、高1.8m，用于人員進出。風(fēng)庫及風(fēng)機的布置見圖1。

井下主要通風(fēng)設(shè)施包括風(fēng)機硐室、風(fēng)庫、風(fēng)門等。風(fēng)井聯(lián)絡(luò)巷與斜坡道交叉處適當(dāng)刷大成喇叭口狀以降低局部阻力，并設(shè)置安全防護欄。

當(dāng)巷道延伸較長時，在斜坡道進風(fēng)段設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)門，以調(diào)節(jié)斜坡道口進風(fēng)量。風(fēng)庫機站的設(shè)置為接力通風(fēng)創(chuàng)造了有利條件，明顯地提高了風(fēng)機串聯(lián)風(fēng)量的轉(zhuǎn)遞效率，降低了串聯(lián)機站通風(fēng)的能量損失，減少了長距離風(fēng)筒的漏風(fēng)，從而也提高了風(fēng)機聯(lián)合作業(yè)的效率，為長距離掘進通風(fēng)開辟了一條新的途徑。

2 總結(jié)

傾斜坡道掘進工程要避開舊巷道和采空區(qū)，只能獨頭掘進，鑒于獨頭掘進的距離較長，往往采用風(fēng)庫接力通風(fēng)技術(shù)來解決上述問題。

一直以來，受到井下有軌運輸條件的限制，一些大型設(shè)備很難進入井下，這給風(fēng)庫的建設(shè)帶來就極大的難題。隨著現(xiàn)代采礦技術(shù)的發(fā)展，無軌運輸?shù)玫搅送伙w猛進的進步，這又給通風(fēng)機的運輸、采礦機械的運輸創(chuàng)造了條件。廣西西部某礦山采用風(fēng)庫接力通風(fēng)的實踐，可以證實改該通風(fēng)模式具有較好的通風(fēng)效果，能在很大程度上保證工作面的通風(fēng)需求，對改善作業(yè)環(huán)境、減低工傷事故都具備一定的貢獻意義。經(jīng)實踐證明，風(fēng)庫接力通風(fēng)不僅可以增大風(fēng)量傳遞效率、減少傳統(tǒng)風(fēng)機串聯(lián)過程中的能量損失，還可以加快工程進度、降低生產(chǎn)成本。

基于筆者的學(xué)習(xí)和實踐經(jīng)驗，本文對風(fēng)庫接力通風(fēng)技術(shù)的實施要點做以下總結(jié)：

（1）針對長距離斜坡的獨頭掘進問題，采用接力通風(fēng)方案是可行的，實踐證明壓抽混合方法可以加快工程進度，也能取得較好的通風(fēng)效果，具備一定的推廣意義。

（2）根據(jù)風(fēng)機串聯(lián)后風(fēng)流參數(shù)的計算方法對風(fēng)庫設(shè)置前后進行對比，設(shè)置風(fēng)庫可以明顯增加風(fēng)機的能量傳遞效率，對風(fēng)機節(jié)能具備一定的現(xiàn)實意義。

（3）在確定風(fēng)量大小時，已經(jīng)選取不同的風(fēng)量結(jié)算方法，選取計算結(jié)果的最大值，以滿足不同工作從場合對風(fēng)量大小的實際要求。

（4）鑒于無法準(zhǔn)確確定風(fēng)機的具體參數(shù)和工程地質(zhì)條件，本文中的圖紙為示意圖，其中的詳細參數(shù)不代表井下的具體參數(shù)，例如風(fēng)機的型號不一定為廣西西部某礦山的具實際使用的準(zhǔn)確型號，然而本文闡述了接力通風(fēng)方案的可行性，對今后的同類問題具有一定的參考價值。

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