關于原礦深部開采的通風和降溫問題研究

■　趙成軍

（中國黃金集團夾皮溝礦業有限公司生產技術部吉林樺甸132411）

關于原礦深部開采的通風和降溫問題研究

■趙成軍

（中國黃金集團夾皮溝礦業有限公司生產技術部吉林樺甸132411）

隨著深部資源開采狀態的積極運用，當前礦井的深部發展中的高溫熱害已經成為一種重要災害，對礦井的安全生產以及礦工的人身安全與勞動質量等造成一定影響。因此，本課題在分析深井降溫技術與通風系統的發展現狀的同時，提出了有效解決原礦深部開采的通風與降溫問題的合理舉措，從而對礦井的高溫治理帶來積極地作用，促進原礦深部開采工作的進行。

原礦深部開采通風降溫

0　前言

作為經濟發展與社會進步的重要物質基礎，礦產資源的深部開采當前成為礦產資源開發的主要內容。在一般條件下，地表以下的800-1000m就意味著是深度開采，而隨著開采深度的增加，所面臨的開采環境也比較惡劣，就會出現高地壓、高溫以及高井深等方面的問題。因此當前解決這些問題已經成為學者研究的重中之重。所以，筆者針對于此，對如何促進國內礦山企業的通風與降溫工作進行方法論的研究，以此更好的促進原礦深部開采工作的發展。

1　深井降溫技術現狀分析

1.1研究現狀

深井降溫技術從對國內外的調查來看，主要有以下兩種：人工制冷降溫技術與非人工制冷降溫技術。礦井風流溫度的影響因素有開拓與部署礦井以及對通風系統的設計等[1]。因此，采用科學的通風手段可以使高溫熱害現象得到一定緩解。特別是在非人工降溫技術中，如果將風量增強，那么對降溫效果就會產生積極的影響。如果改變相應的通風方式，加大進風量，那么在圍巖溫度與進風溫度的影響下，降溫幅度效果就不太明顯。對于非人工降溫技術來說，主要有采空區全面充填、熱源隔離、預冷及個體防護等方式，而且降溫作用也比較強。從當前的調查與研究來看，如果要想積極對熱害嚴重礦井的降溫要求得到滿足，僅僅運用非人工降溫技術是遠遠不夠的，非人工降溫技術在一些情況下只能作為一種輔助手段，促進人工降溫技術的積極利用。

而人工制冷水降溫技術、空氣壓縮式制冷降溫技術以及人工制冰降溫技術作為人工制冷降溫技術的三種方式，是當前降溫礦井的主要方式。對于在系統布置上存在著井下集中式、地面集中式、井下地面聯合集中式以及井下局部分散式等。關于人工制冰降溫技術的應用區域當前在南非比較多，而且首次進行井下降溫就得到了積極的效果。它主要是通過制冰機的作用來制作一種粒狀冰或者是泥狀冰，在風力或者水力的作用下，向井下融冰池中輸送；而對于集中式制冷降溫技術率先在德國得到有效利用。關于井下集中式制冷降溫技術是借助地面集中制冷模式與工作原理向礦井降溫工程引入，從而使工作面的降溫得以實現；對于地面集中式制冷降溫系統的載冷劑循環管道承受著較大的壓力，會造成損壞與腐蝕現象，出現較大的冷損；而井上與井下聯合的混合制冷降溫系統主要通過地面、井下對制冷站進行同時設置[2]。對于這幾種降溫技術，在經濟上，井上、井下與地面集中制冷降溫系統具有一定的優勢，而在技術方面看，這三種技術都有各自的特點與優勢，積極滿足降溫的需求。

1.2高溫對人體產生的危害

1.2.1體溫調節

人體的體溫在通常情況下是由中樞神經系統進行調節的，而且正常體溫主要是在36.5-37℃之間。如果人體進行強烈勞動會將產生的熱量代謝掉，借助空氣皮膚出汗、空氣對流以及擴散等方式進行，從而有效調節體溫[3]。然而，如果長期在環境氣溫比人體體溫高的環境中，就會出現無法散失體內能量，而僅僅通過排汗來進行，從而致使人體虛脫。

1.2.2水鹽代謝

人體的排汗過程還會出現氛化鈉與維生素被攜帶走，這就產生紊亂水鹽代謝平衡，從而對水分的貯留造成嚴重影響，水分會通過腎臟迅速排出，造成血液濃縮現象，因此使心臟與腎臟的負擔嚴重增加。

1.2.3循環系統

因為水分的大量散失，高溫對人體的水鹽代謝造成一定影響，與此同時也會出現血液濃縮[4]。另外，在勞動過程中輸送大量血液的肌肉血管網也會高度擴張起來，就會加大心臟負擔，以此產生心率與血壓不正常的變化。

1.2.4神經系統

如果人體長期在高溫、高濕環境下勞動，會對中樞神經產生一定的抑制作用。因為喪失人體中大量的電解質，但是又得不到及時的補充，就會出現肌肉痙攣與疼痛現象。人體通常會出現的癥狀就是高燒、頭昏、嘔吐等，嚴重的可能導致死亡。

2　通風系統存在的主要問題

2.1礦井的通風管理不恰當

當前，根據對實際情況的測定能夠發現存在著水平不高的井下通風管理，風門被破壞現象到處可見，而且得不到及時的修理與維護，在風墻上開洞以后得不到及時地密封。

2.2生產與開采造成通風系統的巨大破壞

目前，井下的天井得不到良好的上下中段的密封，而且開采作業以后所留下的采空區沒有進行有效處理，造成嚴重的漏風現象。

2.3風機的設置與安裝不盡合理

對于風機的安裝，應該事先進行模擬風機的運行效果。但是，從當前的安裝現狀來看存在著盲目安裝風機的現象，而且對于風機的運行管理也比較混亂，從而起不到良好的通風效果[5]。

3　原礦深部開采的通風與降溫問題的解決對策

3.1通風系統方面的方案措施

3.1.1通風與用風方面

設立風門與密封在一些不必要連通的巷道中，而對于人員不通過的巷道應該進行切筑密封邊縫，在通過人員的巷道內設立至少兩道的風門；其次，將凈風系統中的與采空區有聯系的一切進行隔絕，封堵出礦的入口。另外，采空區的封堵比較簡單，通過成型的阻燃板材，加之密骨架與阻燃膠布的結合，還需要一定長度的出礦口才能做到密封；最后，在進風巷道與回風巷之間應該設置正反風門，來加強它們之間的聯系，從而使反風得以實現[6]。另外，對于采礦點來說，可以使用出風口的天窗進行調風，可以方便進行固定風量而且不會對生產造成影響，借助局部通風機與風筒來提供風量等。

3.1.2加強礦井的通風檢測與管理制度

首先，進行測風站的設置，可以在礦井的主要進、回風道或者所有用風巷道的位置上進行，通過日常測風，再加之對風流的溫度氣壓等進行測定，從而使礦井的總風量、有效風量與分布的風量被有效地掌握；其次，還要加強對工作地點的環境質量檢測，對風速、溫度、風量、CO、礦塵等需要每天進行檢測，而且對于進回流中的變化也要進行檢測，從而使工人的安全得到有效保障。另外，還要對通風機的風量、風壓、電流、電壓等定期進行測定，從而使通風機的運行狀態被積極掌握，并針對具體問題進行及時的維護與調節；還要對礦井的通風構筑物定期進行檢測，而且還要保證風量的調節與網絡結構的調整工作的順利進行；除此以外，可以使充足的通風安全檢測儀表配備齊全，使相應的維護、校正與使用等管理規范建立與完善起來，以此促進正規通風報表制度的形成；最后，還要將礦井通風安全的檢測系統、井下避險系統適當建立起來，從而使礦井的安全得到有效保障。

3.2熱源的控制措施

首先，應該實施巖壁隔熱，也就是隔熱材料在巖壁上的噴涂，從而使圍巖放熱盡量減少；其次，可以實施對熱水與管道熱的控制，借助超前疏放熱水的方式，從而可以通過隔熱管道向地表排放，還可以將通過隔熱蓋板的水溝向水倉方向流入，再有就是在回風道內布置高溫排水管；最后，對機械熱與爆破熱的控制，使機電硐室的通風效果得到一定加強，從而使爆破時間與采礦時間相互錯開

3.3加強對通風專業人員的培訓工作

由于當前分配礦井風量與冷量需要借助現代信息技術計算機來實現，這就需要對實施通風工作的人員進行現代電子技術的培養，而且對于井下工作的經驗要求也比較高，能夠針對電子數據處理機進行熟練地使用與掌握，并對各種數據積極進行處理等[7]。作為通風員來說，主要任務就是通風、抽放瓦斯、調節空氣、局部通風以及對自燃火災危險的監視等，而及時觀察瓦斯有無涌出危險、沖擊地壓情形的出現以及防火防爆現象的產生等則是局部通風的間接任務，從而積極促進通風與降溫工作的進行。

4　結論

綜上所述，對于煤礦深部開采中所出現的通風與降溫方面的問題，相關學者已經進行了深入研究，通過對當前通風技術與降溫系統的現狀進行分析的基礎上，對熱源進行研究，進而提出解決通風與降溫問題的合理舉措。因此，要想努力做好原礦深部資源開采工作，就需要采用科學的通風技術與熱源處理技術，在遵循一定安全規程規定的基礎上，積極保證礦工的人身安全以及開采工作的質量與效率，并加強專業人員的業務水平與技術水平，從而有效地在通風與降溫問題處理中發揮有效作用，以此促進原礦深部開采工作的順利進行。

[1]張寧.煤礦井下高溫硐室降溫裝備體系研究 [J].煤炭技術，2014， (10)：85-86.

[2]龍二鵬,王新豐,邱辰.深部開采高溫熱害控制方法 [J].煤礦安全，2013， (10)：52-53.

[3]岳發強,胡憲銘,張景奎.南非金礦深部開采的井下降溫技術 [J].黃金，2013，(09)：30-31.

[4]張培紅,董清明,李忠娟,成鳳.深部開采礦井通風系統降溫效果分析 [J].沈陽建筑大學學報 (自然科學版)，2013， (01)：26-27.

[5]梁蕾,岳彥博,李鵬,柳立群.基于PLC的礦井供排水網絡自動化系統研究 [J].煤礦機械，2012， (11)：87-88.

[6]張曉林.姚橋礦供水供風管網監控系統的設計及實踐 [J].能源技術與管理，2012， (05)：96-97.

[7]王艷黨.園珠頂銅鉬礦礦床開采技術條件淺析 [J].西部探礦工程，2012， (08)：96-97.

P617[文獻碼]B

1000-405X（2016）-3-101-1