焦家金礦望兒山分礦井下多級機站通風系統優化研究

遲豐茂，桑軍勝

(山東黃金礦業(萊州)有限公司焦家金礦， 山東 萊州 261441)

焦家金礦望兒山分礦井下多級機站通風系統優化研究

遲豐茂，桑軍勝

(山東黃金礦業(萊州)有限公司焦家金礦， 山東 萊州 261441)

通過對望兒山礦區通風系統存在的漏風、風流紊亂以及工作面缺風等問題的調查和原因分析，新掘大直徑排風井并建立以排風側為主的三級機站通風系統。新通風系統總風量214m3/s，超過風量解算的205m3/s，滿足總風量設計要求。通風系統改造優化可為其他礦山提供參考。

多中段作業； 多級機站； 通風系統優化

1 工程概況

望兒山礦區是山東黃金礦業(萊州)有限公司焦家金礦的3個主要生產分礦之一。現通風系統采用了單翼對角抽出式。目前，隨著礦石產量的增加，原設計的通風系統已經不能滿足通風要求，井下排風能力不足，溫度升高；現有風量不足以降低井下熱水散發的高溫、設備排出尾氣以及生產爆破產生的炮煙和粉塵，同時大量的柴油設備尾氣污染十分嚴重，重新規劃設計礦井通風系統勢在必行。

2 通風系統現狀

通過對現有通風系統的詳細調查分析可知，現通風系統存在以下主要問題。

(1)礦井風量嚴重不足。現通風系統是在2007年礦石產量為800t/d(25萬t/a)時設計，隨著礦石產量增加到1 700t/d(60萬t/a)，風量明顯不足。2012年達到了2 300t/d(80萬t/a)以上，2013年達到了2 500t/d(90萬t/a)以上，風量已嚴重不足。

(2)中段通風網路混亂，采場通風不暢。采場沒有穩定和規則的貫穿風流通道，形不成穩定的中段通風網路，采場通風困難。

(3)采礦作業面過多，需風量增大。為了大幅增加礦石產量，井下大量增加采、掘作業面數量，并且極為分散，需風量猛增。

(4)排風斷面過小。由于礦石產量的急速增加，深部排風井僅為南風井(φ3.1m，7.54m2),全礦需近200m3/s的風量(為滿足90萬t/a的礦石產量)。

(5)深部開拓熱水涌出，溫度升高。望兒山分礦礦井通風除了需要排除煙、塵、尾氣，還必須排除熱水散發出的熱量。通風量不足必然導致溫度過高。

(6)柴油無軌設備劇增，尾氣污染嚴重。為了完成年產黃金10%至20%的增產指標，提高生產能力，大量柴油無軌設備進入井下，大量增加了井下熱源和污染源。

(7)排風中段風門工作不正常，漏風嚴重。由于管理不夠嚴格或損壞后維修不及時，風門經常處于常開的狀況，大量新鮮風流直接排入南風井系統，造成大量漏風。

(8)井巷斷面均過小，通風風速超過安全規程的規定。

通風系統如圖1所示。

圖1 原通風系統示意圖

3 通風系統擴建優化

3.1 通風系統設置

本次通風系統改造的主要任務是對現有系統進行擴建，擴大礦井的入、排風斷面積，降低通風阻力，增大礦井風量，滿足當前生產要求；建立和完善合理的中段通風網路，改善采場通風效果。

本次通風系統改造任務的范圍為-310m水平至-630m水平中段。擴建優化方案如圖2所示。考慮到現有的排風側分區三級機站通風系統模式經先期實踐證明完全適用于望兒山分礦井下開拓系統的具體情況，通風系統仍然沿用以排風側為主的分區三級機站通風系統模式。

新掘一條達-430m中段的大直徑排風井(φ5.0m，19.6m2)與原南風井并聯排除礦井的污風，解決排風斷面嚴重不足的問題；同時，考慮到-190m以上的殘采作業已接近尾聲，將2#井系統作為入風井。

為了解決入風斷面積過小問題，保證入風風速符合安全要求，將入風側所有的管纜井采取措施擴大至7m2以上；同時設計開鑿-230m中段至-270m中段之間和-390m中段至-430m中段兩條7m2的入風井。

為了便于-270m排風中段的污風排除，考慮避開炸藥庫，在南端-310m中段和-350m中段之間設計開鑿一條長90m、面積8m2的斜井。擴建優化后的通風系統如圖2所示。

圖2 擴建優化通風系統示意圖

3.2 通風系統風量分配

全礦總的需風量為同時工作的全部采場、備用采場，各類掘進作業面和各種需風硐室風量的總和，需風點計算的全礦總風量：

Q=k(Qc+Qj+Qz)=205m3/s

由于采用多級機站通風系統，漏風較少，取風量備用系數k=1.15，按作業需風點計算全礦總風量。全系統共分配風量214m3/s，超過解算結果205m3/s，可滿足總風量設計要求。整個系統形成了以排風側為主的三級機站通風系統。

4 結語

(1)新掘大直徑排風井(φ5.0m，19.6m2)與原南風井并聯排除礦井的全部污風，解決排風斷面嚴重不足的問題。

(2)全系統共分配風量214m3/s，超過解算結果205m3/s，可滿足總風量設計要求。整個系統形成了以排風側為主的三級機站通風系統。

(3)多級機站通風系統優化成功解決了風流紊亂、漏風以及采場排風井不到位的問題，望兒山分礦通風系統優化改造為類似礦山提供了參考。

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Optimization study of underground multistage station ventilation system in Wangershan mining area of Jiaojia Gold Mine

Through investigating and analyzing the existing problem in the ventilation system of Wangershan mining area, such as air leakage, airflow disorder and the shortage of air on working face, a new large exhaust air shaft and the three stages station ventilation system mainly in the exhaust side were built. The total air volume of new ventilation system is 214m3/s, more than the calculated volume 205m3/s, and it can meet the design requirement for total air volume. This optimization transformation provided reference for other similar mines.

multilevel mining; multistage fan station; ventilation optimization

TD724

B

2017-01-05

2017-01-10

遲豐茂(1985-)，男，山東萊州人，采礦工程師，主要從事井下通風管理工作。

1672-609X(2017)03-0041-03