凡口鉛鋅礦主井入風流的綜合治理技術

2015-06-05 14:35:19盧海珠

采礦技術 2015年6期

盧海珠

(凡口鉛鋅礦，廣東韶關市 512325)

凡口鉛鋅礦主井入風流的綜合治理技術

盧海珠

(凡口鉛鋅礦，廣東韶關市 512325)

礦山主井入風流一般不能直接用于生產，受井下環境和設備安裝的影響，存在著凈化除塵的難題。介紹了凡口鉛鋅礦主井入風流凈化除塵綜合治理方案，并對該技術的應用效果進行了評價。

主井；風流；除塵；粉塵濃度

1 概述

凡口鉛鋅礦采用中央主、副井開拓，通風系統為中央兩翼抽風對角式。起初設計副井進風，主井為箕斗井，不進風，各中段采用風門控制。隨著礦山開采規模的擴大，開拓和采礦作業面增多，通風風量大，線路長，阻力大，管理難，綜合考慮到全礦需風量大，短期很難開拓新的副井作為進風井的客觀條件，主井阻力小、斷面大、進風風量較大，在一定條件下允許主井部分進風，補充井下作業所需風量的要求。最終構成了目前的通風系統，即由位于礦床中部的老副井、新副井、斜坡道和小斜井以及獅嶺天井、主井進風，通過位于礦床兩翼的東風井、老南風井、新南風井回風，構成中央對角抽出式通風系統。中段通風網絡采用平行雙巷式通風網絡。

依據我國礦山通風安全規定[1]，主井一般不能進風，作為進風井時必須做有效凈化處理。箕斗井進風在提礦時必將粉塵混進入風流，影響入風源風質。根據安全衛生標準，礦井風源中粉塵濃度不得超過0.5mg/m3，如果超過范圍，必須采用凈化措施降低粉塵濃度，以達到風源風質要求。

凡口鉛鋅礦主井進風主要在－280m中段進入中段盤區，現場實測－280m中段主井進風情況，在封閉條件下的漏風風流含塵濃度達3.29mg/m3，超過了安全規程的規定值。因此，為了保證入風流粉塵濃度達到安全衛生標準，必須對－280m中段的這一部分進風在進入作業面之前進行有效凈化，使粉塵濃度達到安全規程的要求，并能滿足井下生產對風量的需求[2]。

2 除塵凈化技術及裝備

主井入風凈化存在著風量處理大、設備安裝空間小、凈化效率要求高等特點，常規除塵技術和裝備難以實現。目前主要采用方法有如下幾種:

(1)噴霧水幕法，重力、凝集力除塵，除塵效率≤50%；

(2)荷電水霧法，靜電力、重力除塵，除塵效率80%～90%；

(3)高壓靜電法，靜電力、慣性力除塵，除塵效率≥90%；

(4)濕式過濾法，慣性力、擴散力除塵，除塵效率90%～95%；

(5)濕式振弦柵法，慣性力、擴散力、重力除塵，除塵效率85%～90%；

(6)風機噴霧、棒柵水膜法，重力、凝集力、離心力除塵，除塵效率85%～95%。

經綜合考慮各種除塵方法的特點和效率[3]，以及各方法之間的銜接及兼容性，再結合凡口鉛鋅礦的具體條件，決定采用復合式除塵方案，即濕式噴淋、多級百葉窗式的慣性除塵方式，將多種除塵方式融合而成的高效除塵系統。

3 主井入風流綜合治理方案

3.1 主井入風流除塵方案

通過對不同除塵技術的技術經濟比較，確定了采取的主要除塵方式和除塵技術，在此基礎上對具體方案進行了設計。該方案共由3個模塊組成，按“凈化－加強凈化－除霧”思路進行布置[4]。

第一個模塊采用PVC波形板材構建一個慣性除塵器，為了增加對呼吸性粉塵的捕獲效率，在其中設置一定量的噴淋管，對整個慣性除塵器進行濕式除塵，提高除塵效率。為了實現水膜除塵的效果，波形板材采用前傾一定角度放置，這樣氣流上升，與重力沉降方向相反，加快重力沉降作用，同時在水管噴淋過程中在板材之間形成水膜，含塵氣流在波形板材運動過程中，氣流發生上下擾動，空氣與粉塵發生分離，粉塵間發生相互碰撞、團聚，同時板材間的噴淋作用，在空氣中形成水霧，粉塵與水霧發生碰撞與粘附，這樣空氣中的粉塵通過重力沉降，粉塵之間、粉塵與水霧之間，粉塵與板材表面水膜之間發生碰撞、粘附團聚作用，并被板材表面水膜流動帶走。

第二個模塊采用與第一模塊相同形式，但減小板材間的間距，有效去除空氣中呼吸性粉塵，通過對含塵空氣進行二次除塵，提高除塵粒徑范圍，提高除塵效率。

第三模塊主要作用為除霧脫水降塵，為了降低噴淋除塵中大量水霧進入副井，造成空氣濕度大，惡化作業環境，由此模塊進行除霧。含塵含霧的空氣通過波形板材構建的狹小空間時，粉塵與水霧、粉塵與板材表面、水霧與板材表面之間發生慣性碰撞，水霧和粉塵粘附板材表面，并被清除，實現除霧、降塵的目的。

主井入風流綜合治理設計方案布置如圖1。

圖1 主井入風流綜合治理設計方案布置

3.2 凈化裝置中的噴淋系統設計

噴林系統[5]主要組成有:鍍鋅管，3/4寸及2寸；水管聯接頭，3/4寸；水管閥門，2寸；其它還有三合板、混凝土、木板等。經過計算和分析可知，須要達到凈化風量為20m3/h，系統通風阻力共有742.22 Pa，主井凈化系統供水量為14.9m3/h。其由以上各種材料組成一整套的主井風源凈化裝置中的噴水系統，如圖2所示。

3.3 主要技術參數

通過對凡口鉛鋅礦井下現場調研和實測，以及通過對主井空氣凈化系統的技術分析和理論計算，

主要技術參數如表1所示。