寶山礦豎井霧害控制技術(shù)研究

龍九生

（湖南寶山有色金屬礦業(yè)有限責(zé)任公司，湖南 郴州 424402）

寶山礦豎井霧害控制技術(shù)研究

龍九生

（湖南寶山有色金屬礦業(yè)有限責(zé)任公司，湖南 郴州 424402）

寶山礦采用豎井、平硐聯(lián)合開拓，春冬季節(jié)兩處的溫差較大，導(dǎo)致下部風(fēng)流同上部風(fēng)流在豎井中相遇，產(chǎn)生大量水霧，易導(dǎo)致井口電力提升設(shè)施出現(xiàn)短路等問題，存在較大的安全隱患。通過多年的現(xiàn)場(chǎng)摸索及實(shí)踐，研制出紅外線與超聲波雙重控制的自動(dòng)風(fēng)門，在保證平硐人行運(yùn)輸?shù)臈l件下，控制新鮮風(fēng)流的進(jìn)入，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)豎井霧害的控制。現(xiàn)場(chǎng)結(jié)果表明，該技術(shù)良好地控制了豎井中的水霧，提高了豎井提升運(yùn)輸?shù)陌踩禂?shù)。

豎井平硐聯(lián)合開拓；霧害；紅外線與超聲波雙重控制；自動(dòng)風(fēng)門

采礦工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，隨著我國(guó)人口增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源消耗量急速增大，但礦產(chǎn)探明儲(chǔ)量增幅減緩，礦山企業(yè)面臨資源枯竭的壓力增大。對(duì)以往采富棄貧所留下的殘礦資源再次開采利用，對(duì)緩解礦山資源枯竭壓力具有重要意義，但對(duì)殘礦資源的開發(fā)會(huì)對(duì)礦體周邊巖體造成二次擾動(dòng)，其開采安全性大大降低，針對(duì)于此必須對(duì)殘礦開采巖體的穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測(cè)研究，確保殘礦回采安全。

湖南寶山有色金屬礦業(yè)有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱寶山礦），春冬季節(jié)在豎井內(nèi)易產(chǎn)生大量的水霧，極易導(dǎo)致豎井內(nèi)提升運(yùn)輸?shù)碾娖餮b置短路，造成不可估量的危險(xiǎn)，同時(shí)也導(dǎo)致通風(fēng)能耗的增加。亟需采取相關(guān)措施，防止豎井內(nèi)水霧的產(chǎn)生，降低危險(xiǎn)系數(shù)。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況分析及多年的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，研制出了紅外線與超聲波雙重控制的自動(dòng)風(fēng)門，通過該風(fēng)門控制改變新鮮風(fēng)流的進(jìn)入流動(dòng)方式，從而降低豎井內(nèi)產(chǎn)生水霧的可能性，提高礦山提升運(yùn)輸?shù)陌踩取?/p>

1 礦山現(xiàn)狀簡(jiǎn)介

寶山礦井下開采分為西部及北部，西部已開拓至－150 m中段標(biāo)高，主要作業(yè)中段為－70 m、－110 m、－150 m三個(gè)中段，上部的－30 m、10 m、50 m標(biāo)高為622礦（現(xiàn)稱寶嶺分公司）殘礦回采中段；北部已開采至－110 m中段，主要作業(yè)中段為－70 m、－110 m中段，上部的－30 m、10 m、50 m標(biāo)高為牛郎沖礦（現(xiàn)稱殘采分公司）殘礦回采中段。采用平硐與豎井聯(lián)合開拓。

2 豎井霧害成因分析

寶山礦采用聯(lián)合開拓，且豎井和平硐均為新鮮風(fēng)的地表入口。通風(fēng)示意圖如圖1所示。

圖1 豎井平硐通風(fēng)示意圖

豎井井口標(biāo)高是472 m，而主平硐口的標(biāo)高為330 m，高差為142 m，當(dāng)春冬季地表溫度低于井下溫度時(shí)，由于空氣重率的不同，導(dǎo)致壓差的出現(xiàn)，冷空氣從330 m主平硐進(jìn)入井下，經(jīng)巖石熱交換后，經(jīng)472 m標(biāo)高的豎井口排出，由于氣溫較低的風(fēng)流與豎井內(nèi)溫度較高風(fēng)流交匯產(chǎn)生霧化，從而豎井330 m標(biāo)高至豎井口產(chǎn)生大量水霧，使得豎井的提升電器系統(tǒng)短路，增加礦山的通風(fēng)能耗，極大地提高了開采的危險(xiǎn)系數(shù)。

3 豎井霧害控制

3.1 雙重控制風(fēng)門

3.1.1 風(fēng)門構(gòu)造

礦井自動(dòng)風(fēng)門構(gòu)造圖如圖2所示。礦用自動(dòng)風(fēng)門屬對(duì)開式無壓風(fēng)門，由機(jī)械和電氣兩部分組成。機(jī)械部分利用電動(dòng)推桿和配重鐵的相互作用力實(shí)現(xiàn)風(fēng)門的開關(guān)。電控部分利用微波感應(yīng)、紅外感應(yīng)及時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)風(fēng)門的自動(dòng)開關(guān)。另為保證自動(dòng)風(fēng)門的安全可靠性，在風(fēng)門的兩側(cè)分別加裝了安全警示燈和安全阻車器裝置。警示燈在風(fēng)門開啟到可以通車的程度時(shí)亮綠燈提示電機(jī)車可以通過，阻車器在風(fēng)門開啟到一定程度后與風(fēng)門同步實(shí)現(xiàn)下放，從而保護(hù)風(fēng)門未完全開啟時(shí)不被機(jī)車碰撞損壞。感應(yīng)器與電動(dòng)推桿通過控制回路相連接，控制電動(dòng)推桿工作，感應(yīng)延時(shí)系統(tǒng)可設(shè)定風(fēng)門開啟后自動(dòng)關(guān)閉所需時(shí)間，從而更加安全地讓車和行人通過風(fēng)門。風(fēng)門一側(cè)帶固定拴，遇停電或風(fēng)門故障等情況時(shí)，可人工打開風(fēng)門拴固，并報(bào)修。

圖2 礦井自動(dòng)風(fēng)門構(gòu)造圖

3.1.2 風(fēng)門控制原理

當(dāng)人（車）到達(dá)風(fēng)門前微波感應(yīng)器位置時(shí)，感應(yīng)開關(guān)自動(dòng)開啟，負(fù)載電器開始工作，并啟動(dòng)延時(shí)系統(tǒng)，此時(shí)電動(dòng)推桿動(dòng)作風(fēng)門自動(dòng)開啟，同時(shí)風(fēng)門兩側(cè)紅綠警示燈和安全阻車器聯(lián)動(dòng)作業(yè)，只要人（車）未離開感應(yīng)區(qū)，負(fù)載電器將持續(xù)工作。當(dāng)人（車）離開感應(yīng)區(qū)后，感應(yīng)器開始計(jì)算延時(shí)，延時(shí)結(jié)束，感應(yīng)器開關(guān)自動(dòng)關(guān)閉，負(fù)載電器停止工作，風(fēng)門自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)人（車）到達(dá)紅外感應(yīng)器位置時(shí)，感應(yīng)開關(guān)自動(dòng)開啟，負(fù)載電器再次工作，延時(shí)系統(tǒng)重新啟動(dòng)，此時(shí)若風(fēng)門處于完全敞開狀態(tài)，則風(fēng)門自動(dòng)關(guān)閉時(shí)間重新計(jì)時(shí)，若風(fēng)門處于關(guān)閉狀態(tài)或正在關(guān)閉時(shí)，則風(fēng)門再次自動(dòng)開啟，相關(guān)設(shè)施聯(lián)動(dòng)作業(yè)。四個(gè)感應(yīng)器任一受到感應(yīng)時(shí)，感應(yīng)開關(guān)均會(huì)自動(dòng)開啟，負(fù)載電器重新工作，延時(shí)系統(tǒng)重新啟動(dòng)。安全警示燈用于提示風(fēng)門開啟狀態(tài)，安全阻車器在風(fēng)門未開啟時(shí)，若遇停電機(jī)車滑行或自動(dòng)風(fēng)門故障等情況，可阻停電機(jī)車，防止機(jī)車與風(fēng)門相撞。

3.2 豎井霧害控制技術(shù)

豎井內(nèi)的水霧主要是由于冷熱氣流相遇造成的，分析其成因及基本的物理原理可知，僅需要控制兩種氣流的其一，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)豎井霧害的控制。因豎井負(fù)擔(dān)全礦的提升運(yùn)輸工作，且為礦山的主要進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)量要遠(yuǎn)大于平硐，因此需要控制平硐內(nèi)的進(jìn)風(fēng)量，減少熱氣流的進(jìn)入，從而控制豎井內(nèi)的水霧的產(chǎn)生。平硐是人行及運(yùn)輸?shù)闹饕ǖ溃诳刂破溥M(jìn)風(fēng)量的同時(shí)，需保證平硐的人行、運(yùn)輸通風(fēng)的功能。

根據(jù)上述的分析，因平硐為主要水平運(yùn)輸通道，采用一般的風(fēng)門，存在耗損量大、調(diào)節(jié)慢、需占用人員及成本等問題。所以利用雙重自動(dòng)控制風(fēng)門放置于豎井與平硐連接的石頭門處，即可減少豎井內(nèi)霧害的發(fā)生，且可同時(shí)保證平硐的運(yùn)輸功能。

霧害控制示意圖如圖3所示。

圖3 霧害控制示意圖

4 結(jié) 論

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用表明，采用該控制技術(shù)，即利用紅外線與超聲波雙重控制的自動(dòng)風(fēng)門放入平硐與豎井連接口的馬頭門處，控制平硐內(nèi)新鮮風(fēng)流的進(jìn)入，可以大大地降低豎井內(nèi)水霧的產(chǎn)生，從而降低豎井霧害發(fā)生的可能性，提高豎井提升的安全系數(shù)，降低通風(fēng)能耗，提高通風(fēng)效率。

［1］ 彭濤，鄧家軍.寶山鉛鋅礦冬季豎井冒霧原因分析及治理［J］.有色金屬（礦山部分），2004，（3）：48.

［2］ 曾堯初.控制風(fēng)流流向消除礦井霧害［J］.有色金屬（礦山部分），2000，（5）：38－40.

［3］ 袁梅芳，黃建旗，劉偉強(qiáng)，等.一種豎井霧害控制裝置［P］.中國(guó)專利：CN204113330U，2015－01－21.

［4］ 吳海衛(wèi)，張宜明，吳征艷，等.礦用自動(dòng)風(fēng)門技術(shù)的發(fā)展及其分析比較［J］.工礦自動(dòng)化，2010，（1）：61－65.

Study of Fog Controlling Technology in Baoshan Mine Shaft

LONG Jiu-sheng

（Hunan Baoshan Nonferrous Metal Mining Co.，Ltd.，Chenzhou 424402，China）

Baoshan mine adopts the shaft adit joint development and the large temperature difference between spring and winter of two，resulting in lower airflow with upper airflow in the shaft meet，resulting in a large number of water，is easy to cause the wellhead power to enhance the measure problems such as short circuit，so there is a big security risk.Through the exploration and practice for many years，it developed the infrared and ultrasonic double control automatic door，in order to ensure the adit pedestrian transportation conditions，control of the fresh air to enter，so as to realize the control of the fog shaft.The results show that，the good control of the shaft in the mist improves the safety coefficient of hoisting transportation shaft.

the shaft adit combined development；fog；infrared and ultrasonic dual control；automatic door

TD724

A

1003－5540（2015）03－0005－02

2015－04－11

龍九生（1972－），男，工程師，主要從事金屬礦山安全及開采技術(shù)研究、管理工作。