安徽省廬江龍橋礦業通風系統現狀測評及改進方法*

林 敏

(安徽省廬江龍橋礦業有限公司)

龍橋礦業位于安徽省廬江縣城東南方向25 km處的龍橋村，生產規模300萬t/a，主要采礦方法有分段鑿巖階段空場嗣后充填法和房柱采礦嗣后充填法。隨著采掘深度和采場環境動態變化，因此需要對通風系統進行定期的現狀評價與優化。通過對通風系統總風量及風量分配、通風系統有效風量率、機站風機效率、通風設施設置、井下空氣溫度、有毒有害氣體濃度等的系統檢測，了解和掌握龍橋鐵礦通風系統現狀，及時發現和解決井下通風系統存在問題，為礦井通風系統改造、優化提供基礎資料[1-2]。

1 通風系統簡介

1.1 通風方式

龍橋鐵礦采用兩翼對角抽出式通風系統。進風井和副井進風，東風井和西風井回風。-370 m中段生產時，-370 m中段作為該中段進風水平，-320 m水平作為該中段回風水平。-420 m中段生產時，-420 m中段、-407.5 m分段作為該中段進風水平，-342.5 m水平作為該中段回風水平。-490 m中段生產時，-490 m中段、-472.5 m分段作為該中段進風水平，-395 m水平作為該中段回風水平。新鮮風流沿進風井和副井進入各回采中段采場，工作面污風沿各采場回風天井排至上中段回風水平，再沿東風井、西風井排至地表。

炸藥庫硐室通風。-420 m北區炸藥庫新風取自地表進風井，-420 m大巷作為炸藥庫進風通道，沖刷炸藥庫的風流沿-420～-320 m回風井進入西區回風系統。

主井溜破系統通風。污風經-320 m水平聯巷回風風機(K40-4-№13風機，55 kW/臺)作用，沿溜破系統回風井(1#井)上至-320 m水平回風系統。

1.2 機站設置

龍橋礦業機站設置為主輔聯合方式，其中主回風機站設置有2臺DK系列風機，分別位于東風井口和西風井口回風道內，風機采用交流變頻遠程控制。輔扇設置有4臺，分別位于-320 m水平1#井聯巷和11線回風井聯巷、-342.5 m水平上盤聯巷和-355 m水平8線風井聯巷。機站風機參數見表1。

表1 龍橋鐵礦風機分布及運行

2 通風系統現狀分析

2.1 通風系統檢測內容

通風系統總風量、各中段風量、有效風量率、機站風機效率、通風設施設置、井下空氣溫度、有毒有害氣體濃度等項目均為檢測內容[3-5]。為了解和掌握龍橋鐵礦井下通風系統現狀，現對龍橋礦業通風系統展開檢測，檢測主要內容：①全礦總風量；②回風機站風機運行工況；③-320～-490 m水平等各生產作業中段風量分配；④采區各風井進、回風量分配。

2.2 通風系統檢測方法

巷道風量的測量依托于巷道斷面風速和斷面面積測量。利用走線法測量斷面風速，梯形分割法測量斷面面積。風速測量和斷面面積測量用到的儀器分別為德國TESTO425精密型風速儀和德國HILTI PD42激光測距儀[6-7]。

本次檢測共計布置測點94個，其范圍包括-320、-332.5、-342.5、-355、-370、-382.5、-395、-407.5、-420、-490 m和一期、二期延伸溜破系統等生產作業水平，測點主要分布在開拓系統各井筒石門、主要生產中段的各作業分段石門，主斜坡道和采區斜坡道與作業分段聯巷，電梯井聯巷，采區進回風井聯巷。

2.3 通風系統檢測結果

2.3.1 風量檢測結果分析

表2為各中段風量測量結果，由表2可知：①礦井總風量318.30 m3/s，礦井總風量比二期設計礦井總需風量372.00 m3/s系統總風量少53.70 m3/s。②-332.5 m水平進風通道為主斜坡道，進風量為41.07 m3/s，進風量大;主斜坡道為井下無軌設備運輸主要通道，內有運輸設備尾氣和余熱，風質差，不宜作為進風通道。③-455～-550 m為溜破系統，上部溜破系統進風量25.07 m3/s、下部溜破系統進風量24.46 m3/s。④-420 m為主要回采中段，風量為68.91 m3/s，-370 m為少量回采中段，風量為42.28 m3/s。各中段需風量稍顯不足。

表2 通風系統各井筒風量分配 m3/s

2.3.2 機站風機性能檢測結果

由表3可知，地表東回風井口回風機站(安裝1臺DK-8- №27風機，運行1臺)回風量為112.69 m3/s；地表西回風井口回風機站(安裝1臺DK-10-№34風機，運行1臺)回風量205.60 m3/s。通風系統回風機站共運行2臺風機，風機裝機功率1 340 kW，實耗功率合計749.46 kW，系統風機平均效率73.79%。

表3 主回風機站風機檢測參數

3 改進措施及建議

(1)龍橋鐵礦通風系統總風量為318.30 m3/s，相比設計總風量少53.70 m3/s。建議上調2個主回風機站風機的運行頻率，提高礦井總風量，并根據生產采場實際布置情況對礦井總風量進行重新核算。

(2)礦山專用回風水平并未與回風井直接單一貫通，且東、西回風井(倒段回風井)同時與多中段貫通，易形成污風循環或新風短路。建議在設置專用回風水平時，優化專用回風水平與回風井之間風路過風斷面及采區進回風井斷面，根據設計的回風量確定回風通道斷面與布置位置。

(3)礦山前期將采區進、回風井由之前的下盤間隔布置改為下盤進風，上盤回風的通風網絡，并準備設置專用回風水平。但部分上盤回風工程、通風構筑物等未能及時跟進，導致井下的通風狀況較差。建議施工-342.5 m水平回風巷(10a線-8a線)和-342.5 m水平西區26a線、24a線、22a線、斜坡道聯巷、-370～-295 m風井聯巷風門等，確保采場內貫穿風流洗刷工作面后，污風及時回至回風系統。

(4)礦山東、西兩翼風機型號不同，通風能力差異較大且井下設置了許多能力較大(55 kW/臺，37 kW/臺)的通風輔扇，造成了采區內部污風循環。建議根據現場生產布局及需風點分布情況對采區輔扇進行優化選型，降低輔扇裝機功率計數量，降低通風系統總能耗并減少采區內部污風循環，同時簡化通風系統輔扇管理工作[8]。

(5)礦山在-420～-490 m中段正在開拓存在較多通風困難的獨頭掘進巷道。建議龍橋鐵礦加強井下局部通風管理，局部通風機及風筒按照規范鋪設，炮煙排放時間合規，同時注意掘進小炮炮煙對其他生產區域的影響[9]。

(6)為了保障井下安全生產，建議龍橋鐵礦每年定期開展通風系統檢測及反風試驗[10]。

4 結 論

(1)龍橋鐵礦年生產規模為300萬t/a，采用兩翼對角抽出式通風系統，礦井總風量為318.30 m3/s，比設計通風量372.00 m3/s少53.70 m3/s，風機運行頻率選定及各中段風量分配有待優化。

(2)礦山存在主斜坡道進風量偏大現象，進風量為41.07 m3/s。主斜坡道為井下無軌設備運輸主要通道，內有運輸設備尾氣和余熱，風質差，不宜作為主要進風通道。

(3)通風系統主回風機站共運行2臺風機，風機裝機功率1 340 kW，實耗功率合計749.46 kW，系統風機平均效率73.79%。

(4)對于存在通風困難的獨頭掘進巷道，建議加強井下局部通風管理，局部通風機及風筒按照規范鋪設，炮煙排放時間合規，同時注意掘進小炮產生的炮煙對其它生產區域的影響。