三山島金礦負千米盲豎井開拓通風降溫技術

王鵬飛

山東黃金集團三山島金礦 山東萊州 261400

摘要：三山島金礦位三山島金礦是山東黃金主體礦山之一，目前盲豎井深度逼近并將最終超過 1000 m。隨著深度的增大，地質條件惡化，大量熱水涌出，地溫升高，高溫高濕問題嚴重影響生產安全。在收集相關資料、評價現有通風系統現狀的基礎上，運用網絡解算法確定優化方案，提出并實施了通風降溫治理方案。方案實施后，有效改善了井下生產環境，提高了工作效率。

關鍵詞：金屬礦山；盲豎井；通風降溫；解算

三山島于膠東半島西北部，現已進入全面深部開拓、回采階段，深部主要開拓工程區域距地表距離已超過1000 m，深部開拓主要通過盲豎井進行，盲豎井為混合井，井深640m（-600m～-1240m），井筒凈直徑φ5.5m，斷面23.75m2，采用多繩摩擦提升，塔式提升機，提升機大廳標高為-537.3m。盲豎井承擔三山島礦區的礦石、廢石、人員和材料的提升，盲豎井掘進工程至-1 070 m，扒渣作業溫度在37℃左右、濕度100%，需通風距離600m；開拓作業面高溫、缺氧，并且濕度非常大，嚴重制約了盲豎井開拓工程。

盲豎井開拓通風降溫改造前存在的問題：

盲豎井開拓通風降溫改造前采用兩臺羅茨風機、一臺28KW軸流式局部通風機向盲豎井開拓面強制通風。由于羅茨風機屬于高壓頭、低風量長距離供風設備，空氣經過壓縮輸入倒盲豎井工作面；28KW軸流式局部通風機安裝在-690m盲豎井馬頭門作壓入式通風，由于設備有效送風距離為400m左右，盲豎井井深610m，通風距離需600m左右，加上風筒局部漏風系數較大，壓入盲豎井作業面有效風量非常低，且盲豎井通風系統未采用混合式局部通風，造成污風在盲豎井井筒內循環。

盲豎井井筒淋濕溫度較高（35度左右），鑿巖、爆破、出渣產生的大量熱氣無法正常排出，并且井筒內氧氣含量較低、濕度較大。井下缺氧將造成人員頭痛眩暈、惡心等現象發生，井下濕度大將使作業人員體內甲狀腺素及腎上腺素的濃度就相對降低，細胞就會“偷懶”，人就會感到無精打采，萎靡不振。體內熱量散失不出去，人也會感到悶熱，煩燥、疲倦、食欲不振。

負千米豎井開拓通風降溫研究

豎井入風源選擇研究

盲豎井供風進風源有兩條，一條是盲豎井斜聯巷、一條是直屬礦區與新立礦區-600m貫通大巷。

序號 地點 入風溫度 風質

1 -600m盲豎井斜聯巷 29.5度 較差

2 直屬礦區與新立礦區-600m貫通大巷 21.5度 較好

-600m盲豎井斜聯巷入風溫度29.5度，入風風質較差（斜坡道大量無規設備運行排出的尾氣及粉塵），直屬礦區與新立礦區-600m貫通大巷入風溫度21.5度，風質較好（主混合井開拓工程不進行爆破期間，進行爆破期間盲豎井禁止作業）。根據兩條入風源對比研究，采用直屬礦區與新立礦區-600m貫通大巷做入風源，封閉-600m盲豎井斜聯巷。

盲豎井井底需風量研究

根據采掘作業電氣象條件規定，溫度大于28℃，風速取0.5m/s-1.0m/s，盲豎井斷面23.75m2。

需風量計算：

Q1=0.5 m/s×23.75m2=11.875 m3/s

Q2=0.75 m/s×23.75m2=17.81 m3/s

局部通風機選型研究：

根據盲豎井開拓需風量、供風距離、熱置換速度，查詢局部通風機主要技術參數選擇局部通風機如下：

DJK50-NO.8 2×30KW，對旋局部通風機性能如下：

風量：14.8m3/s—17.8m3/s，全壓2501 Pa—1089Pa，最小風筒直徑800mm，送風距離600m。

實施方案研究：

第一步：在 -600m中段盲豎井與斜坡道貫通處（斜聯巷）安裝一道手動玻璃鋼風門，在盲豎井石門巷與新南風井貫通處安裝一臺3KW輔扇。

第二步：在-690m盲豎井馬頭門井筒上方10m處安裝一臺DJK50-NO.8 2×30KW對旋局部通風機，風筒直徑800mm，風筒至局部通風機架設到距作業面10m處（壓入）。

第三步：在-690m中段盲豎井石門巷內安裝一臺18.5KW輔扇（抽出），將污風抽出后排至-690m臨時南風井風聯內。

使直屬礦區與新立礦區-600m貫通大巷溫度較低、風質較好的風流進入盲豎井井筒及盲豎井石門巷，采用對旋局部通風機將新鮮風流送入盲豎井井底作業面，新鮮風流沖洗工作面后通過井筒回到盲豎井-690m中段馬頭門，通風抽出輔扇排至-690m臨時南風井內。

負千米盲豎井開拓通風降溫研究技術：

具體研究技術：

充分利用現有優質入風源，做盲豎井進風風源，降低進風溫度，提高入風風質。

采用長距離、高效、節能、低噪音、高風量DJK局部通風設備，提高盲豎井作業面熱循環速度、氧含量，降低盲豎井作業面溫度、濕度。

充分利用深部臨時通風系統做回風系統，提高風流利用率，降低污風循環。

利用局扇調節分支巷道回風量，提高新鮮風量利用率。

采用漏風系數低的軟質風筒，降低局部通風機漏風系數。

利用通風構筑調節、隔斷風流流動方向。應用效果：

負千米盲豎井開拓通風降溫改造工程改造前后對比：

負千米盲豎井開拓通風降溫改造后，盲豎井井口溫度下降了7度、盲豎井井底溫度下降2度以上，盲豎井井底供風量調高了15m3/s。

解決了直屬礦區盲豎井井底開拓作業面、高溫、缺氧、濕度大、風流循環速度慢等問題。

提高風流的有效利用率，降低污風串聯率。

采用漏風系數低的軟質風筒，有效的提高了局部通風機運行效率。

保證了井下作業人員的人身健康，有效的預防和減少職業病和CO中毒事故的發生。

提高了盲豎井開拓作業工效，由于負千米盲豎井開拓通風降溫改造后，盲豎井井底開拓作業面新鮮風風量大大提高、風流循環速度加快、溫度、濕度降低，提高了作業人員的積極性，勞動生產率得到很大的提高。

經濟效益分析：

由于直屬礦區負千米盲豎井開拓通風降溫改造后，盲豎井井底開拓作業面新鮮風風量大大提高、風流循環速度加快、溫度、濕度降低，提高了作業人員的積極性，勞動生產率得到很大的提高，改造前盲豎井開拓速度緩慢（停工狀態），改造后解決了扒渣作業缺氧、高溫、濕度大等問題，提高了扒渣作業效率由原扒渣時間不超過2小時，提高到正常扒渣時間（一個工日），生產效果提高了一半以上，加速了盲豎井開拓速度，縮短了盲豎井開拓工期；，從本質上保障了生產通風安全。其經濟效益是不可估計的

按每日抽水費用、輔助工人工資（提升機工、信號工、維修工等）、照明、設備折舊等每日1萬元計算，生產效率調高一半以上，工期縮短一半計算每日節省輔助費用0.5萬元，一個月節省15萬元，一年節省費用150萬元。

參考文獻：

[1] 苗勝軍，萬林海，來興平，等.三山島金礦地應力場域地質構造關系分析[J]. 巖石力學與工程學報，2004，23（23）：3996-3999.

[2] 中鋼集團馬鞍山礦山研究院有公司.三山島金礦井下通風系統現狀檢測與評價報告[ R] . 馬鞍山：中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司，2008.

[3] 張維濱，郭樹林，姚 香，等.中國金屬礦山深井通風技術研究現狀綜述[J]. 黃金，2009，30（9）：26- 29.

[4] 王英偉.礦井通風與防塵[ M] . 北京：冶金工業出版社，1997.

[5] 杜翠鳳，張 昊，田文明.礦井網絡解算可視化軟件研究[J].