630坑口礦井反風(fēng)試驗及技術(shù)分析

潘燦軍，劉志輝，黃叁軍

（1.湖南新龍礦業(yè)有限責(zé)任公司，湖南 邵陽 422900；2.湖南有色冶金勞動保護研究院有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410014）

近幾年金屬非金屬地下礦山由于各種原因引發(fā)的火災(zāi)經(jīng)常發(fā)生，造成了人員傷害的事故。湖南新龍礦業(yè)有限責(zé)任公司為保證安全生產(chǎn)，根據(jù)《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》GB 16423－2006第6.4.3.3中生產(chǎn)礦井通風(fēng)反風(fēng)試驗的規(guī)定及要求，更好地檢驗出反風(fēng)試驗的效果，提高630坑口抗擊火災(zāi)事故的能力，公司利用井下設(shè)備檢修時間進行了630坑口礦井通風(fēng)系統(tǒng)的反風(fēng)試驗。

1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的現(xiàn)狀

1.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀簡介

湖南新龍礦業(yè)有限責(zé)任公司630坑口建立了機械通風(fēng)系統(tǒng)，630坑口礦井通風(fēng)系統(tǒng)為中央進風(fēng)兩翼回風(fēng)通風(fēng)系統(tǒng)［1］。新鮮風(fēng)從地表經(jīng)630中段平窿、1＃主斜井、1＃副井和猴車井進入礦井各中段，經(jīng)各中段平巷進入采場。270中段以上的污風(fēng)經(jīng)上中段回風(fēng)平巷到東、西主回風(fēng)井。270中段以下的新鮮風(fēng)從地表到1＃主井和猴車井進入到270中段平巷，經(jīng)4＃副斜井進入270中段以下各中段平巷。污風(fēng)經(jīng)東部回風(fēng)井被270中段的東翼接力風(fēng)機抽到東主回風(fēng)井。

東、西主回風(fēng)井的污風(fēng)被東、西主風(fēng)機抽至670中段。經(jīng)670中段至800中段的回風(fēng)井，最后從800中段平窿排出地表。

1.2 630坑口礦井通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

630坑口礦井通風(fēng)系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

圖1 630坑口礦井通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

1.3 630坑口礦井通風(fēng)系統(tǒng)主扇風(fēng)機及安裝地點

630坑口礦井通風(fēng)系統(tǒng)主扇風(fēng)機及具體安裝地點見表1。

表1 主扇風(fēng)機及安裝地點

2 反風(fēng)試驗前期技術(shù)工作

為保障630坑口反風(fēng)試驗按照《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》GB 16423－2006第6.4.3.3條規(guī)定順利進行，在通風(fēng)系統(tǒng)反風(fēng)試驗的前一天即2021年2月3日對三臺反風(fēng)試驗的主扇風(fēng)機和接力風(fēng)機逐一進行了前期技術(shù)工作。

2.1 反風(fēng)試驗前期技術(shù)工作的內(nèi)容［2，3］

1.檢查主扇風(fēng)機反轉(zhuǎn)的設(shè)備運行情況。主扇風(fēng)機主要由電控柜、電機和風(fēng)機（葉片）三部分組成，正常情況下，每年正轉(zhuǎn)的時間在300多d，反轉(zhuǎn)的時間只在反風(fēng)試驗時的1～2 h，在采用電機反轉(zhuǎn)實現(xiàn)反風(fēng)試驗時，主扇風(fēng)機的電控柜、電機和風(fēng)機（葉片）都有可能出現(xiàn)故障。

2.完成主扇風(fēng)機在10 min內(nèi)反轉(zhuǎn)（反風(fēng)）的條件和措施。

3.選擇主扇測風(fēng)量（風(fēng)速）的地點。

4.確定反風(fēng)試驗的組織和試驗步驟。

2.2 東翼主扇前期技術(shù)工作

東翼主扇K45－4－NO14為礦用軸流風(fēng)機，安裝了反轉(zhuǎn)電控裝置。東翼主扇反風(fēng)試驗的前期技術(shù)工作見表2。

表2 東翼主扇反風(fēng)試驗前期技術(shù)工作

2.3 西翼主扇前期技術(shù)工作

西翼主扇K45－4－NO14為礦用軸流風(fēng)機，安裝了反轉(zhuǎn)電控裝置。西翼主扇反風(fēng)試驗的前期技術(shù)工作見表3。

表3 西翼主扇反風(fēng)試驗前期技術(shù)工作

2.4 東翼接力風(fēng)機前期技術(shù)工作

東翼接力風(fēng)機（270中段）K45－4－NO14為礦用軸流風(fēng)機，安裝了反轉(zhuǎn)電控裝置。東翼接力風(fēng)機反風(fēng)試驗的前期技術(shù)工作見表4。

表4 東翼接力風(fēng)機反風(fēng)試驗前期技術(shù)工作

2.5 反風(fēng)試驗前期技術(shù)工作結(jié)論

2.5.1 礦井自然風(fēng)壓嚴(yán)重影響反風(fēng)試驗

從表2、表3和表4中可知，在風(fēng)機停機后，風(fēng)機葉片仍然正轉(zhuǎn)。因此630坑口冬季的自然風(fēng)壓使風(fēng)機葉片正轉(zhuǎn)，阻礙風(fēng)機反轉(zhuǎn)、特別嚴(yán)重影響風(fēng)機反轉(zhuǎn)啟動。

2.5.2 風(fēng)機反轉(zhuǎn)的必要條件

在采用風(fēng)機電機和葉片反向轉(zhuǎn)動實現(xiàn)的反風(fēng)運轉(zhuǎn)中，如果風(fēng)機葉片正轉(zhuǎn)未停止時，馬上啟動反向轉(zhuǎn)動，可能造成電控設(shè)備或電機燒壞事故，嚴(yán)重的造成風(fēng)機葉片或軸損壞事故。也就是風(fēng)機在正向運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換到反向運轉(zhuǎn)時，葉片必須經(jīng)過從正轉(zhuǎn)到靜止到反轉(zhuǎn)的過程，礦井風(fēng)機反向啟動時必須在風(fēng)機葉片靜止后。也就是說風(fēng)機葉片靜止是風(fēng)機反轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)的必要條件［4，5］，是礦井反風(fēng)試驗和礦井反風(fēng)操作的重要條件。

2.5.3 打開風(fēng)門是使風(fēng)機葉片正轉(zhuǎn)減速的措施之一

打開風(fēng)門后將自然風(fēng)壓造成的風(fēng)流被分流。可以使風(fēng)機葉片轉(zhuǎn)動減速。

2.5.4 風(fēng)機鎖風(fēng)裝置

在風(fēng)機進風(fēng)口安裝風(fēng)機鎖風(fēng)裝置能使風(fēng)機葉片轉(zhuǎn)動靜止，再安全啟動風(fēng)機反轉(zhuǎn)。

2.5.5 電機三相易相可作為實現(xiàn)風(fēng)機反轉(zhuǎn)的備用方案

從表3中可知，按反轉(zhuǎn)按鈕反轉(zhuǎn)啟動失敗，但電機三相易相實現(xiàn)了電機和風(fēng)機葉片反轉(zhuǎn)。

3 反風(fēng)試驗研究

630坑口礦井通風(fēng)系統(tǒng)反風(fēng)試驗在2021年2月4日實施，在反風(fēng)試驗期間除排水工作人員和試驗人員外，其余人員都撤出了井下。

3.1 反風(fēng)試驗的要求

《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》GB 16423－2006第6.4.3.3中的規(guī)定：主扇應(yīng)有使礦井風(fēng)流在10 min內(nèi)反向的措施。當(dāng)利用軸流式風(fēng)機反轉(zhuǎn)反風(fēng)時，其反風(fēng)量應(yīng)達到正常運轉(zhuǎn)時風(fēng)量的60%以上。每年至少進行一次反風(fēng)試驗，并測定主要風(fēng)路反風(fēng)后的風(fēng)量。采用多級機站通風(fēng)系統(tǒng)的礦山，主通風(fēng)系統(tǒng)的每一臺通風(fēng)機都應(yīng)滿足反風(fēng)要求，以保證整個系統(tǒng)可以反風(fēng)。主扇或通風(fēng)系統(tǒng)反風(fēng)，應(yīng)按照事故應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行。

二是永久、臨時。包括樹和枝兩個方面。即樹有永久、臨時之分，枝也有永久、臨時之分，區(qū)別對待。永久樹、永久枝，長遠考慮、全面培養(yǎng)；臨時樹、臨時枝，及早拿產(chǎn)、角度拉大 （拉至110°），臨時樹哪個枝影響到永久樹就去掉哪個枝，一切為永久樹讓路，逐漸縮扁，直至挖掉。

3.2 630坑口反風(fēng)試驗內(nèi)容

1.正轉(zhuǎn)情況下主要回風(fēng)巷的風(fēng)速測定、風(fēng)量計算。

2.各風(fēng)機正轉(zhuǎn)停機到風(fēng)機反轉(zhuǎn)所需時間。

3.反風(fēng)運轉(zhuǎn)情況觀察。

4.反風(fēng)情況下主要風(fēng)路的風(fēng)速測定、風(fēng)量計算。

3.3 反風(fēng)試驗操作步驟

630坑口反風(fēng)試驗在2021年2月4日上午9∶00～12∶00實施。

反風(fēng)試驗操作步驟見表5。

表5 反風(fēng)試驗操作步驟

3.4 反風(fēng)試驗結(jié)果

1.主扇反轉(zhuǎn)運行情況及反轉(zhuǎn)操作時間見表6。

表6 主扇反轉(zhuǎn)運行情況及反轉(zhuǎn)操作時間 min

2.主扇回風(fēng)道風(fēng)量及反風(fēng)風(fēng)量見表7，其中：

表7 主扇回風(fēng)巷風(fēng)量及反風(fēng)風(fēng)量

3.主要風(fēng)路反風(fēng)風(fēng)量見表8，其中：

表8 主要風(fēng)路反風(fēng)風(fēng)量

3.5 反風(fēng)試驗結(jié)論

1.630坑口在2021年2月4日的反風(fēng)試驗是成功的。

2.630坑口3臺主扇在10 min內(nèi)實現(xiàn)了反轉(zhuǎn)反風(fēng)（見表6）；三臺主扇在反轉(zhuǎn)反風(fēng)時其反風(fēng)風(fēng)量均超過正常運行風(fēng)量的60%以上（見表7）。反風(fēng)試驗結(jié)果符合《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》GB 16423－2006中6.4.3.3條的要求。

3.本次反風(fēng)試驗的步驟是630坑口礦井通風(fēng)系統(tǒng)反風(fēng)操作規(guī)程的依據(jù)。同時也是630坑口井下防火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案的依據(jù)。

4 結(jié) 語

1.由于礦井通風(fēng)系統(tǒng)的反風(fēng)試驗是全公司動員的工作，所以礦井反風(fēng)試驗的前期技術(shù)工作非常重要，將礦井通風(fēng)系統(tǒng)反風(fēng)試驗可能出現(xiàn)的問題提前暴露，保障了此次反風(fēng)試驗的順利進行。

2.礦井自然風(fēng)壓使風(fēng)機葉片正轉(zhuǎn)，嚴(yán)重影響了風(fēng)機反轉(zhuǎn)啟動。

3.運用鎖風(fēng)裝置成功鎖風(fēng)，使風(fēng)機葉片靜止，再安全有效地反轉(zhuǎn)啟動。此裝置能使風(fēng)機在10 min內(nèi)實現(xiàn)反轉(zhuǎn)。