香花嶺錫礦新風工區通風系統改造

劉志輝

(湖南有色冶金勞動保護研究院,湖南長沙 410014)

香花嶺錫礦新風工區通風系統改造

劉志輝

(湖南有色冶金勞動保護研究院,湖南長沙 410014)

文章對湖南香花嶺錫礦新風工區礦井通風系統改造前后的通風系統指標和效果進行了比較。結果表明:改造后的兩翼對角接力式通風系統適合香花嶺礦新風工區,改善了新風工區的井下作業環境。

礦井通風系統;接力式通風;變頻技術

湖南香花嶺錫礦新風工區改造前的礦井通風系統為兩翼對角井下抽出式,解決了272中段以上的通風。但從2005年開始作業工作面大部分集中在深部272中段以下,而272中段以下的平巷和作業面處于基本無風和微風狀況,井下污風排不出。因此改造前的香花嶺錫礦新風工區的礦井通風系統不能滿足其礦井深部272中段以下開采年生產能力100 kt的通風需求。2008年經湖南有色冶金勞動保護研究院設計研究,由香花嶺錫業有限責任公司施工,于2009年上半年完工的香花嶺錫礦新風工區的中央進風兩翼對角接力式通風系統,改善了新風工區272中段以下的通風狀。

1 改造前的新風工區的兩翼對角井下抽出式礦井通風系統

改造前的新風工區的礦井通風系統為兩翼對角井下抽出式。

1.1 西翼主扇通風系統

兩翼主扇擔負23線以西各中段礦體的開采回風,主扇型號為70B2—11NO18#軸流式風機,主扇功率為75 kW,主扇葉片安裝角40°,風量15～50 m3/s,風壓500～1 400 Pa,安裝在礦井西翼17～19勘探線井下484中段回風巷道。由西翼主扇將污風從484至地表斜井直接排出地表。

1.2 東翼主扇通風系統

東翼主扇擔負礦23勘探線以東325中段以下礦體的開采回風,主扇型號FS130-45.5(A)型軸流式風機,電機功率為45 kW。主扇安裝在礦井東翼51勘探線井下325中段的回風巷道。主扇將污風排至中段回風斜井,匯入東翼484中段主回風巷道經484平硐排出地表。

1.3 改造前礦井通風系統參數和指標

礦井通風狀況經湖南有色冶金勞動保護研究院于2007年9月測定,結果如下:

1.新風工區礦井總進風量為25.50 m3/s。其中:537平硐地表進風為12.50 m3/s;624斜井地表進風為13 m3/s。

2.礦井總回風量(回至地表)為37.58 m3/s。其中,東部:484平硐(回風平硐)為4.62 m3/s;484放水巷道為0.44 m3/s。西部:484回風斜井為29 m3/s。中部:590平硐(設計為進風井)為3.52 m3/s。

改造前新風區礦井通風系統指標及等級列于表1。

表1 改造前2007年新風區礦井通風系統指標及等級

1.4 改造前新風區礦井通風系統存在的問題

改造前新風區礦井通風系統存在以下問題:

1.新風工區主要開采和開拓作業區域在227中段以下。而改造前的通風系統不能使新鮮風流有效地到達227中段、182中段、137中段。182中段和137中段基本處于無風狀態。

2.227中段、182中段、137中段的作業面的通風和排煙靠輔扇和局扇。排出的污風有很大部分不能排出礦井,而又混入到“新鮮風流”中造成污風竄聯。因此這幾個中段的空氣質量極差,工人勞動環境惡劣。

3.主扇型號為70B2—11NO18#軸流式風機和FS130-45.5(A)型軸流式風機,均為老產品,使用年份已長,腐蝕和磨損嚴重,效率低下

4.改造前的新風工區礦井通風系統各項指標都處于危險和臨界狀態,227中段以下的各中段作業場所空氣質量差,影響工人的勞動效率,更嚴重影響工人的身體健康。

2 新風工區礦井通風系統改造方案選擇

2.1 礦井通風系統改造方案

參照《金屬非金屬地下礦山通風安全技術規范》、《冶金礦山地下開采安全規程》等有關規定,根據香花嶺錫業有限責任公司新風工區2009年度生產計劃和礦井通風風量的要求,結合新風礦實際情況,選擇了兩個礦井通風系統方案。

方案一為兩翼對角抽出式通風系統:在西翼484中段、東翼431中段安裝主扇大風機。

方案二為兩翼對角接力式通風系統:在西翼484中段安裝主扇風機并在西翼272中段安裝接力風機,在東翼431中段安裝主扇風機并在325中段和272中段安裝接力風機。

2.2 礦井通風系統改造方案比較

新風工區礦井通風系統改造方案比較列于表2。

2.3 礦井通風系統改造方案確定

通過表2的方案比較,由于方案二投資少、裝機容量低、安裝難度小、通風系統管理簡單以及通風效果好等優點,因此確定了方案二即兩翼對角接力式通風系統為新風工區通風系統的改造方案。

3 新風工區礦井通風系統改造內容

3.1 風機的更換和新增

更換和新增風機配置情況列于表3。

表2 新風工區礦井通風系統改造方案比較表

表3 風機配置表

3.2 風機的節能和控制

風機的節能和控制設備具體情況列于表4。

表4 風機控制設備表

3.3 新增通風工程

新增通風工程情況列于表5。

表5 新增通風工程表

4 改造后的新風工區的礦井通風系統

經過湖南有色冶金勞動保護研究院詳細設計和香花嶺錫業有限責任公司的精心施工,改造后新風工區通風系統于2009年3月完成,改造后的通風系統為中央進風兩翼對角接力抽出式通風系統。

4.1 進風部分

1.新鮮風從590平窿進入礦井,經豎井到272中段。

2.新鮮風從537平窿進入礦井,經豎井到272中段。

3.新鮮風從623斜井進入礦井到272中段。

4.新鮮風流從四號斜井、五號斜井到272中段以下各中段。

4.2 回風部分

西翼回風部分:

1.西翼主風機為 K40-4-NO12,37 kW風機將西部污風抽出地表,位置在484中段平窿口附近。風機安裝了定時控制系統。

2.西翼接力風機為 K40-4-NO12,37 kW風機。將西部227中段以下的污風抽上來,位置在西部272中段主回風斜井旁。風機安裝了定時控制系統。

東翼回風部分:

1.東翼主風機在431中段回風平巷安裝了 K40 -8-NO19,55 kW風機,將西部污風抽出地表。風機安裝了定時控制系統。

2.東翼分區接力風機安裝在325中段東部705號天井旁的平巷,型號為 K40-4-NO12,37 kW風機。將272中段以下,705號天井、805天井的污風抽至325中段東部回風平巷內。風機安裝了定時控制系統。

3.東翼接力風機安裝在272中段東部通風平巷,型號為 K45-4-NO13,90 kW風機,位置在272N沿脈53號勘探線到55號勘探線之間。將西部272中段以下F1主脈采礦、掘進的污風抽至東部主回風井。風機安裝了變頻控制系統。

4.3 礦井通風系統參數和指標

改造后礦井通風狀況經湖南有色冶金勞動保護研究院于2009年5月測定,結果如下:

1.新風工區礦井總進風量為64.22 m3/s。總進風量增加152%。其中:590平窿地表進風為9.01 m3/s;537平窿地表進風為9.87 m3/s;537暗河進風為14.25 m3/s;537空區進風為14.34 m3/s;623斜井地表進風為16.75 m3/s。

2.礦井總回風量為65.12 m3/s。總回風量增加73%。其中,東部:431回風平巷為41.89 m3/s;西部:484回風巷為23.23 m3/s。新風區礦井通風系統指標、等級及提高比例列于表6。

表6 新風工區2009年礦井通風系統指標、等級及提高比例

4.4 改造后新風區礦井通風系統的效果

新風工區改造后的礦井現有通風系統比以前的通風系統效果有大的改善和提高,主要體現在以下幾方面:

1.新鮮風流到達需風的作業中段227中段、182中段和137中段,改善了這三個中段工作環境。

2.污風被抽到回風道排出地表,無污風竄聯。

3.改造后的通風系統的風機安裝了變頻器或定時自藕器。利用變頻技術可調整井下通風網絡結構;利用定時自藕器可根據井下作業時間自動開關風機,不僅達到節能目的,而且減少通風工開關風機的勞動強度。

4.改造后的新風工區礦井通風系統各項指標都達到安全狀態,227中段以下的各中段作業場所空氣質量好,提高了工人的勞動效率。

4.5 改造后新風工區通風系統立體圖

改造后新風工區通風系統立體圖如圖1所示。

圖1 改造后新風工區通風系統立體示意圖

5 結 語

1.隨著老礦山Ⅰ期、Ⅱ期開采結束,礦山向深部Ⅲ期、Ⅳ期開采、開拓延伸,礦井通風系統的改造也勢在必行。由于接力式通風系統的設計和應用使礦井通風形成小負壓,從而達到通風系統的漏風小、密閉工程量少、有效風量率高的效果,所以接力式通風系統是老礦山的礦井通風系統改造的較好方案。

2.接力式通風系統使用變頻和定時技術進行調控風機是必要的。利用井下三班作業差異大以及節假日井下停限產的工作特點,調節主扇工況及開機時間,既節約能源,又減少開關風機的繁瑣。

3.湖南有色冶金勞動保護研究院和湖南香花嶺錫礦聯合對湖南香花嶺錫礦新風工區的通風系統改造是成功的,達到預期效果。

[1] 吳超.礦井通風與空氣調節[M].長沙:中南大學出版社, 2008.

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The Ventilation System Rebuilding of Xinfeng Work Area in Xianghualing Tin Mine Corporation

LIU Zhi-hui
(Hunan Research Institute of Nonferrous Metal L abour Protection,Changsha410014,China)

This paper compares the index and effect of Xinfeng work area ventilation system before and after reconstruction,and draws the conclusion that two-vane-cross relay pattern ventilation system adapts to the Xinfeng work area and improves the work condition in the mine.

mine ventilation system;relay pattern;frequency conversion technology

TD441

A

1003-5540(2010)02-0006-04

劉志輝(1964-),男,工程師,主要從事有色金屬礦山安全及通風工程研究工作。

2010-01-12